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はんだボール等によるパターン間の接触抵抗がある一定電流以上で導通する理由
2023/10/18 03:53
- はんだボール等がパターン間の接触抵抗を引き起こし、一定電流以上（約500mA程度）通電すると導通する。
- 回路基板でのパターン間の接触抵抗による導通現象について詳細に調査されているが、理屈は明確にはわかっていない。
- 短絡した状態から電流を変化させても短絡状態は変化しない。
はんだボール等によるパターン間の接触抵抗がある一…
2010/07/03 14:41
はんだボール等によるパターン間の接触抵抗がある一定電流以上（約500mA程度）通電により導通する理由について
回路基板でパターン間（金メッキ箔）がはんだボールで見かけ上短絡している場合(実際はマルチメータ測定では数十Ω程度ある）に、電流約300～500ｍA
通電すると完全に短絡にいたります。その理由についていろいろ調査しましたが明確な理屈がわかりませんでした。理論的なご説明がつくのかどうかご教授いただけたら幸いです。よろしくお願いいたします。
なお一度短絡した状態から電流を変化させても短絡状態は変化しません。
回答 （2件中 1～2件目)
＃１さん回答と同意見です。
接触抵抗というのは、金属表面の酸化膜や汚れの影響を受けるので、大変不
安定なものです。通電する電流と接点間に発生する電圧もオームの法則通り
という訳にはいきません。
過去のＱ＆Ａを紹介しておきます。
＃１さんが推定なさっているように、ある程度大きな電流を通電することで
接触部分が加熱して、はんだが溶融すれば、バターン間がはんだブリッジし
た状態となって、不安定な金属表面は介在しないで金属だけの導電経路形成
された状態になるものと思います。こうなれば、安定的に低い抵抗を保ち、
ある程度大きな電流を流しても、はんだが溶けるほどには温度が上昇しない
ことになるのは頷けます。通電加熱で不可逆的な変化が起こったといえるで
しょう。
このような現象に名前が付いていれば、他人に説明するには好都合ですね。
トンネル効果とかツームスト－ン現象のような名称があればいいのですが、
私は聞いたことがありません。
hrtさんが発見した現象なのであれば、hrtさんが論文を書いて世に広める
ことができた暁には、 「hrt現象」と呼ぶこともＯＫのように思います。
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毎度ＪＯです。
「見かけ上短絡」の抵抗値「数十Ω」と「電流約300～500ｍA」から計算して見ましょう
「数十Ω」を１０Ωと仮定 電流（３００ｍＡ）とすると、この接触抵抗から発熱を計算すると０．９Ｗ
「数十Ω」を９０Ωと仮定 電流（５００ｍＡ）とすると、この接触抵抗から発熱を計算すると２２．５Ｗ
仮に２２．５Ｗもあれば半田ボールが溶解し熔着して接触抵抗が下がる事が考えられます
接触抵抗値と電流を正確に測定しなければ何とも言えませんが・・・
お礼
2010/07/03 19:44
早速のご回答ありがとうございます。熱によるはんだボール溶着については考えましたが非線形な抵抗値を示すため熱以外の要因があるのではないかと考えました。数十Ωと書きましたが実際は１Ωや５Ωを示したり電流も２００ｍAくらいで導通したりしてなかなか安定しませんでした。
接触抵抗独特の何かがあるのではないでしょうか？はっきりとは覚えていませんが○○効果により一旦導通するとあとは安定領域にはいる・・ようなことは
考えられないでしょうか？
よろしくお願いします。
お礼
2010/07/04 12:56
丁寧なご回答ありがとうございます。「熱」がキーワードになるということですね。どのくらいの熱で溶融しているのかもう一度実験にて確認してみます。（非常に難しい確認実験になりますが・・）
ありがとうございました。