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PCBブログ - 鉛フリー半田の融点について

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PCBブログ - 鉛フリー半田の融点について

鉛フリー半田の融点について

2024-05-29
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Author:iPCB

鉛フリーはんだの融点は現代電子製造業の重要な考慮要素であり、環境と健康問題は伝統的な鉛系はんだの転換を招いた。本文は鉛フリーはんだの特性、優勢と挑戦を検討し、特にその融点に注目した。

紹介


無鉛半田の融点は、半田が固体から液体に変化する温度を示している。このパラメータは、電子機器における信頼性の高い溶接点を確保するために重要である。「有害物質規制指令」(RoHS)などの法規が電子製品における鉛の使用を制限しているため、鉛フリー代替品の融点を知ることはメーカーやエンジニアにとってますます重要になっている。


鉛フリーはんだの融点

鉛フリーはんだの融点

歴史的背景

伝統的に、鉛系半田、特に63%錫と37%鉛の低共融混合物(Sn 63/Pb 37)は、比較的融点が低く(183°C(361.4°F)、使用しやすく、堅牢な継手形成のために好ましい。しかし、鉛の毒性と環境への影響により、業界は無鉛半田に大きく転換している。

ふつう鉛フリーはんだ合金

いくつかの鉛フリーはんだ合金が開発されており、それぞれの合金は独特の性能と融点を持っている。最も一般的なものは次のとおりです。

SAC 305(96.5%の錫、3%の銀、0.5%の銅):これは最も広く使用されている鉛フリーはんだの1つで、融点は約217°C(422.6°F)である。

Sn 100(99.3%のスズ、0.7%の銅):この合金の融点は約227°C(440.6°F)である。

SN 100 C(99.25%のスズ、0.7%の銅、0.05%のニッケル):この変異体は約227°C(440.6°F)の低融点と強化された濡れ性能により広く人気がある。


鉛フリーはんだの性能

無鉛はんだの融点は、溶接プロセスと最終製品のいくつかの側面に影響する。より高い融点は、溶接温度、還流分布、およびフラックス処方を調整する必要がある。次に、融点の影響を受ける主な特性を示します。

1.熱安定性:鉛フリーはんだは通常より高い熱安定性を示し、これは高温応用に有益であるが、感熱素子にとっては挑戦をもたらす可能性がある。

2.機械的強度:引張強度と延性などの機械的性質は合金成分と融点の影響を受ける。

3.濡れ性:適切な濡れは強固な溶接点を形成するために重要である。鉛フリーはんだは、良好な濡れ性を確保するために、より高い温度で効率的に動作することができるはんだを必要とする。


メリットと課題

鉛フリー溶接への転換はいくつかの利点をもたらし、同時にいくつかの挑戦をもたらした:

利点

環境と健康安全:鉛を除去することは鉛中毒と環境汚染のリスクを下げることができる。

コンプライアンス:鉛フリーはんだを使用することにより、RoHSおよびその他の国際規格に準拠することを確実にすることができます。

に挑戦

より高い融点:無鉛はんだの融点は通常、鉛系はんだの融点より高いので、より高い加工温度が必要であり、部品に熱応力をもたらす可能性があります。

コスト:鉛フリーはんだ合金、特に銀を含む合金は、従来の鉛ベースはんだよりも高い可能性があります。

アプリケーションと考慮事項

特定の用途のために鉛フリーはんだを選択する際には、次の要素を考慮する必要があります。

アセンブリ互換性:アセンブリは鉛フリー溶接に必要なより高温に耐えなければならない。

還流プロファイル:部品を損傷することなく正確な溶接点形成を実現するためには、還流炉プロファイルを注意深く制御しなければならない。

溶接点の信頼性:溶接点の機械的及び熱的性質は応用の要求を満たさなければならない。


ケーススタディと業界例

大量のケーススタディは、鉛フリーはんだの各業界での成功した応用を証明した。例えば、自動車業界では、電子システムの信頼性を維持しながら、厳格な環境規制を満たすために鉛フリーはんだを採用している。現在行われている鉛フリーはんだ技術の研究開発は、現在の課題を解決し、これらの材料の性能を向上させることを目的としている。ナノ複合半田や新規合金処方などの革新により、鉛フリー半田の性能、特にその融点と機械的強度の向上が期待されている。


鉛フリーはんだの融点は、溶接プロセス全体と電子部品の信頼性に影響を与える基本的な特性である。業界が環境と健康安全を第一に考え続けるにつれて、鉛フリーはんだの理解と最適化のポイントは依然としてメーカーとエンジニアの関心の焦点である。適切な溶接合金を選択し、溶接技術を調整することにより、高品質、信頼性のある溶接継手を実現し、現代電子製品の要求を満たすことができる。鉛フリーはんだは技術規範だけではない。それはより持続可能で安全な電子製造実践への移行の重要な要素である。