題:
是什麼使焊料變硬？
Michael
2015-04-22 03:06:31 UTC
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焊錫絲非常柔軟且柔韌，但電路板上的焊錫卻很硬。為什麼？我還沒有找到確切的答案，但是我想到的一些想法是：

  • 當焊料加熱然後冷卻時，會發生某種化學反應。如果是這樣，這是什麼反應？也許助焊劑會以某種方式發生反應，但是沒有助焊劑的焊料會怎樣呢？似乎更容易彎曲。這似乎不太可能，因為錫晶須儘管較細，但似乎比焊絲要硬得多。

晶須變得越來越硬。晶須是單晶結構。焊錫絲是多晶的。電路板上的焊料是多晶的，但是其物理尺寸可與晶體尺寸相提並論，其整體性能在很大程度上取決於物理佈置。
PCB上的焊錫應該與來自“除非” PCB處於某些極端條件並且焊錫已“脫合金”的“銲線”沒有任何不同。
您可能應該在物理和/或化學SE網站上再次詢問。下面的答案雖然遭到了強烈支持，但卻是“坐墊”。我不能要求對冶金學有深入的了解，但請注意，焊料在表面與Cu形成合金。這就是為什麼它堅持下去。[重結晶]的另一個問題，我不太了解。我可以肯定地告訴你的是，為什麼[重新]熔化時焊料會變得更硬或變得不硬，這並不是EE課程中通常講的主題。
有人沒有方便的硬度計嗎？
五 答案:
Olin Lathrop
2015-04-22 03:18:27 UTC
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電路板上的焊料與它來自的焊錫一樣軟，因為它是相同的材料。但是，焊錫絲不受任何支撐，因此感覺更易彎曲。請注意，柔軟度與可彎曲度不同。線焊也可以感覺到更柔軟，例如用指甲捏住，這是因為大多數焊劑是空心的，帶有柔軟的助焊劑芯，並且您會通過捏合使之塌陷。

電路板上的焊錫通常是一薄層，電路板本身通過薄薄的銅層以及任何器件的引腳焊接在一起都很好地支撐著它。這使它比不支持的電線難得多。

作為實驗，您可以採取一條廢棄電路，並在焊料上使用剃刀刀片：即使您不用力按壓，它也很容易被刮擦，因為鉛很軟。如果對一塊鋼進行同樣的處理，刀片會很快變鈍，但幾乎不會刮傷金屬。
相同的材料……鉛筆芯，木炭和鑽石也一樣，但它們的硬度/軟度並不相同。而且甚至還沒有進行冷加工或諸如銅之類的材料的退火處理。
而且，從底層支撐物（如銅）上切下的焊料仍比熔化之前的焊料堅硬。op提出了關於錫晶須的觀點。
@Passerby木炭和鑽石不是同一材料，即使其中一種可以通過將另一原子重新排列而製成。
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@immibis的木炭和鑽石完全一樣。碳。純碳。
@Passe:木炭和鑽石包含相同的原子，但是它們是非常不同的材料。原子的排列方式很重要。對於焊料，兩者都被凍結，導線和板上的斑點是錫和鉛的相同凍結合金。由於其融化和加工的精確程度，硬度會有一些差異，但兩者仍基本上是同一材料，這與石墨，鑽石和各種全碳原子的富勒烯不同。
@OlinLathrop為了更進一步，木炭和焊料都包含相同的質子，中子和電子，但材料卻截然不同。
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在規模的另一端，石英（氧化矽）可以採用細沙和大塊石的形式。
RinkyPinku
2015-04-22 14:00:34 UTC
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@Kaz & @LongStrokinYerMomma接近正確的解釋。

當您談論金屬/合金的機械性能時，我們必須考慮晶格結構。在這種情況下，我們不需要擔心太多的化學反應。

您會看到，兩種現象與該現像有關：

1。 重結晶

金屬/合金拉製成線的能力稱為延展性。當通過各種直徑減小的模具拉製焊絲的坯料時，焊絲會經歷稱為 應變硬化 的過程，從而使其具有更大的彈性 （也就是說，與相同合金的初始立方鋼坯相比，它反复彎曲而不容易斷裂） sup>。因此，當您熔化它時，它會失去應變硬化。&會經歷重結晶，從而使其表現為更脆。

2。完美的晶格結構

金剛石是最堅硬的材料，不僅因為其鍵合，還因為其完美的晶格結構。如果比較小立方體的每單位質量的晶格完美度，則說1mm 3 sup> sup> &一個大立方體，例如20mm 3 sup> sup>化學上相同合金/金屬/混合物，您會發現較小的立方體更完美，因此比較大的立方體更堅固/更硬，即使它們化學成分是完全相同的（這是@LongStrokinYerMomma用戶在其該論文的摘要中指出的內容） sub>

以使其更簡單地日常使用，比如說要弄斷一根棍子，您可以輕鬆地弄一根2英尺長的棍子，而不是10厘米長的棍子，是的，在這種情況下，槓桿作用/扭矩臂起了作用，但是您明白了。

您的邏輯：

由於是空心的或具有助焊劑芯的，焊絲的密度較小，因此似乎更容易彎曲。這似乎不太可能，因為錫晶須儘管較細，但似乎比焊絲要硬得多。但是請注意，電路板上的焊錫斷言與來自其的焊錫一樣軟絕對不正確。

您似乎在接受某些東西（與此處投票最多的答案不同）。例如，Tu著的《焊接聯合技術：材料，性能和可靠性》一書在書的最後有一章涉及焊料中的韌性到脆性轉變。這是在合金焊料形式等上最常見的材料之後。銅-錫反應似乎確實是所述過渡的一個因素。但是，您的帖子的某些部分根據類推（與菱形等）得出的推論相當微弱，實際上可能不成立。
Kaz
2015-04-22 03:18:35 UTC
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這與形狀有關。一小串尼龍珠很硬。尼龍纖維（例如釣魚線）是柔性的。玻璃和其他材料的同上。玻璃可以是硬質的水晶球，也可以是有些撓性的窗玻璃，布或牆壁上的柔軟蓬鬆的隔熱層。

Peter Smith
2015-04-22 17:14:35 UTC
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我在答案中沒有看到另外一件事：

捲軸上的大多數焊料的芯中都有助焊劑。該助焊劑的質量可能高達焊錫絲的45％，並在焊接過程中被燒掉。助焊劑比金屬具有更大的柔韌性，因此焊錫絲中的實際金屬量實際上少於基重，從而使整個焊錫絲更具柔韌性。

助焊劑的目的是清潔是要焊接的表面，是我們在焊接過程中燃燒掉的物質。

user72849
2015-04-22 05:22:30 UTC
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在這裡，我要四肢冒昧地說，焊料的金屬晶體結構與其機械性能之間存在基本關係。 本文說：

抽象

隨著電子集成密度的不斷提高，電子元件的互連已被縮小到與其晶體學結構可比的規模。例如，倒裝芯片封裝中的SnAgCu焊點只能包含一個或幾個晶粒。在這種情況下，微關節的機械性能有望從多晶基轉變為單晶。

歡迎使用EE：SE！最好從您在此處發布的任何鏈接中添加一些信息，以使該鏈接消失時您的答案仍然有用。我建議您進行修改，以將部分摘要添加到答案中-如果您認為自己的摘錄更好，請隨時對其進行編輯。


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