¿Qué hace que la soldadura se endurezca?

Question

El alambre para soldar es muy suave y flexible, pero la soldadura en una placa de circuito es dura. ¿Por qué? No he podido encontrar una respuesta definitiva, pero algunas ideas que se me ocurren son:

• Algún tipo de reacción química que tiene lugar cuando la soldadura se calienta y luego se enfría. Si es así, ¿cuál es esta reacción? Tal vez con el fundente reacciona de alguna manera, pero ¿qué pasa con las soldaduras que no tienen fundente?

• El hilo de soldadura es menos denso, ya sea por ser hueco o por tener un núcleo de fundente, lo que hace que parezca más fácil de doblar. Esto parece menos probable, porque los bigotes de estaño parecen mucho más duros que el alambre de soldadura a pesar de ser más delgado.

Answer 1

La soldadura en una placa de circuito es tan blanda como la soldadura de alambre de la que procede, ya que es el mismo material. Sin embargo, la soldadura de alambre no se apoya en nada, por lo que se siente mucho más flexible. Tenga en cuenta que la suavidad no es lo mismo que la capacidad de flexión. La soldadura de alambre también puede resultar más blanda si se pellizca con las uñas, porque la mayoría de las soldaduras son huecas con un núcleo de fundente blando, y al pellizcarlas se están colapsando.

La soldadura en una placa de circuito suele ser una capa fina que está bien soportada por la propia placa a través de una fina capa de cobre, y los pines de cualquier dispositivo que se esté soldando. Esto hace que se sienta mucho más duro que el cable sin soporte.

Answer 2

@Kaz & @LongStrokinYerMomma están cerca de la explicación correcta.

Cuando se habla de las propiedades mecánicas de un metal/aleación hay que tener en cuenta las estructuras reticulares. Y en este caso no nos interesa mucho la reacción química.

Verá, dos fenómenos son los responsables de esta observación:

1. Recristalización

La capacidad del metal/aleación para ser estirado en forma de alambre se denomina ductilidad. Cuando el tocho de alambre para soldar es estirado a través de varias matrices de diámetros reducidos, se somete a un proceso llamado _endurecimiento por tensión_ lo que hace que sea más resistente (es decir, que se doble repetidamente sin fracturarse fácilmente) a las fuerzas de cizallamiento/deformación en comparación con el tocho cúbico inicial de la misma aleación. Por lo tanto, cuando se funde, pierde endurecimiento por tensión & sufre una recristalización que la hace aparecer más frágil .

2. Perfeccionamiento de estructura de rejilla

El diamante es el material más duro, no sólo por sus enlaces, sino por su perfecta estructura reticular. Si se compara grado de perfección de los entramados por unidad de masa de un cubo pequeño, digamos de 1mm 3 & un cubo grande, digamos de 20mm 3 de la química idéntico aleación/metal/mezcla, encontrará que el cubo más pequeño es más perfecto y por lo tanto más fuerte/duro que el cubo más grande, aunque sus composiciones químicas sean exactamente iguales _{(esto es lo que el usuario @LongStrokinYerMomma señaló en su Resumen de <a href="http://www.researchgate.net/publication/4255747_Crystallographic_Structure_and_Mechanical_Behaviour_of_SnAgCu_Solder_Interconnects_under_a_Constant_Loading_Rate" rel="nofollow">ese papel </a>)}

Para tener una idea más simple y cotidiana, piensa en romper un palo, puedes romper fácilmente un palo de 2 pies de largo, pero no un palo de 10 cm de largo, sí en este caso la acción de palanca / brazo de torsión juega un papel, pero entiendes la idea.

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Su lógica:

El hilo de soldadura es menos denso, ya sea por ser hueco o por tener un núcleo de fundente, lo que hace que parezca más fácil de doblar. Esto parece menos probable, porque los bigotes de estaño parecen mucho más duros que el alambre de soldadura a pesar de ser más delgado.

es perfectamente válida, explica en parte por qué el alambre para soldar es flexible. Pero hay que tener en cuenta que la afirmación La soldadura en una placa de circuito impreso es tan blanda como la soldadura de alambre de la que procede es definitivamente incorrecto.

Answer 3

Se trata de la forma. Un pequeño cordón de nylon es duro. Una fibra de nylon (como un hilo de pescar) es flexible. Lo mismo ocurre con el vidrio y otros materiales. El vidrio puede ser una bola de cristal rígida, un cristal de ventana algo flexible, una tela o un aislamiento suave y esponjoso en las paredes.

Answer 4

Hay otra cosa que no veo en las respuestas:

La mayoría de las soldaduras en bobinas tienen el fundente en el núcleo. Este fundente puede suponer hasta el 45% de la masa del hilo de soldadura, y se quema como parte de la operación de soldadura. El fundente es mucho más flexible que los metales, por lo que la cantidad real de metal en el hilo de soldadura es en realidad menor que el peso base, lo que hace que el hilo en general sea más flexible.

El propósito del fundente es limpiar las superficies a soldar y es la sustancia que vemos arder durante la soldadura.

Answer 5

Voy a aventurarme a decir que existe una relación básica entre la estructura cristalina metálica de la soldadura y su rendimiento mecánico. Este documento dice que:

RESUMEN

Con el continuo aumento de la densidad de integración en la electrónica, las dimensiones de las interconexiones de los componentes electrónicos se han miniaturizado hasta una escala comparable a la de su estructura cristalográfica. Por ejemplo, una unión de soldadura SnAgCu en el paquete de flip chips puede contener sólo uno o unos pocos granos. En este caso, se espera que el comportamiento mecánico de la microjunta pase de ser policristalino a monocristalino.