鉛フリーはんだと鉛はんだ：知っておくべき包括的なガイド
ほとんどすべての電子機器は、コンポーネント/部品を回路基板に取り付ける接着剤としてはんだを使用しています。鉛フリーはんだと鉛はんだのどちらでも、機能はほぼ同じです。ただし、製品やアプリケーションが異なれば、他のはんだが必要になる場合があります。
はんだの選択は、はんだ付けプロセスに影響を与える可能性があります。代替案が間違っている場合、はんだ付けプロセスは困難になります。必要なのは、はんだの選択と種類に関するより理論的な知識を得ることです。これにより、簡単なはんだ付けプロセスを実行できるようになります。
必要に応じて、鉛はんだと鉛フリーのオプションから選択できます。両方の方法に伴う長所と短所があります。したがって、はんだ接合の品質を確保したい場合は、最適なオプションを見つける必要があるかもしれません。
（プリント基板のはんだ付け・組立用はんだごてチップの自動製造）
1。はんだとは何ですか？
それで、はんだとは何ですか？鉛はんだではなく鉛フリーはんだを使用するのはなぜですか？そして、2つの両方に関連するデメリットはありますか？この記事では、鉛フリーはんだと鉛はんだの関係について詳しく説明します。最終的には、鉛フリーはんだと鉛はんだについて知っておくべきことについて多くのことを理解できます。
しかし、最初に、はんだとは何ですか？はんだは、鉛とスズを熱鉄で溶かした金属合金です。鉄の加熱は華氏600度の高温下で行われます。アイロンが冷えるとすぐに、強固な電気的結合が生まれます。
エレクトロニクス業界全体ではんだ付けに使用される従来のはんだは、鉛とスズの混合物です。注意すべき重要な点は、さまざまな種類のはんだがさまざまな目的で使用されることです。配管全体でも、はんだが多用されています。
エレクトロニクスでは、アセンブラーが使用するはんだの種類は、40％が鉛で60％がスズです。それは「共晶混合物」という名前で呼ばれます。これは化学用語ですが、ほとんどの場合、このタイプの混合物は、予想よりもはるかに低い温度で溶けます。
（電子部品を使用した電子回路基板のはんだ付けプロセス）
2。鉛フリーはんだVS。有鉛はんだ
これで、はんだとは何か、鉛フリーはんだと鉛はんだとは何かを理解できました。鉛はんだの用途は何ですか？これは、2つの間の明確な説明と、特に電子産業における鉛はんだの主な利点です。
電子機器で使用される鉛の量を減らすことへの意欲により、鉛フリーはんだは現在ほとんどどこでも使用されています。健康と環境の理由に基づいて、いくつかの指令は情報の商業的使用を禁止しています。これは、鉛を含む従来のはんだは、はんだ付けの練習には使用できないことを意味します（特に趣味の人にとって）。
最近、従来のスズ-鉛はんだは、特に他の鉛フリーはんだタイプによって急速に置き換えられています。現在市場に出回っているいくつかの品種があります。 1つは0.7％の銅と99.3％のスズを含んでいます。
しかし、それは愛好家や住宅建設業者に問題を提示するべきではありません。これらの新しい鉛フリーはんだは、従来のはんだとまったく同じように機能します。
次に、有鉛はんだがあります。
鉛ベースのはんだは、エレクトロニクス革命の出発点です。鉛ベースの混合物には、（60％のスズと40％の鉛）の混合物が含まれています。約170〜190℃の融点を持つそのブレンド。ソフトはんだとしてさりげなく知られているこの容器は、融点が低いため、当然の選択です。ボックスは、錫ウィスカーの成長を防ぐもう1つの材料です。
鉛はんだを使用する理由はたくさんあります。趣味のはんだ付け業者の大多数は、ほとんどすべてのプロジェクトで鉛フリーはんだを使用しています。非商業プロジェクトまたは公共の目的は、鉛はんだの使用である可能性があります。これらのプロジェクトは、RoHSの厳格な規制を必要としません。
鉛はんだは、融点が高いため、プロジェクトに最適です。ここでは、そのような高熱の要件はありません。融点が高いため、冷却時間が速くなり、はんだ接合部が冷える可能性が低くなります。
鉛はんだを使用すると、愛好家はあまり多くのはんだを費やす必要がありません。それらの商業メーカーとは異なり、冷却時間はより速いベースです。使用量の減少は、多くの愛好家が制限に直面しない大きな理由です。使用量の削減に基づいて、鉛はんだから発生する廃棄物も減少します。
（鉛フリーはんだ、はんだ付けツール、および緑色のプリント回路基板）
3。なぜ鉛フリーはんだを使用するのですか？
鉛フリーはんだは、鉛はんだに比べて優れています。鉛フリーはんだに切り替えたPCBAアセンブラーには、その利点がたくさんあります。
新しいRoHS規制
まず、RoHSガイドラインに準拠する手段として鉛フリーはんだを使用します。 RoHS（有害物質の制限）は、電子産業全体に影響を及ぼします。また、電子製品の製造も含まれます。ヨーロッパを起源とするこれらの指令は、電子製品の製造における有害化学物質の使用を制限しています。
RoHS規制に基づき、すべての指令を満たしていない電子機器メーカーはビジネスを行いません。 2006年7月1日以降、該当するすべての製品はRoHSガイドラインに合格する必要があります。鉛の他に、フタル酸ベンジルブチル、六価クロム、フタル酸ジイソブチルなどの危険化学物質があります。
環境の保護
RoHS規制に加えて、アセンブラは環境を保護するために鉛フリーはんだの使用に頼る傾向があります。地面に到達する鉛は、土壌、空気、水に到達します。情報は、バックグラウンドに長くとどまる可能性があります。
私たちが燃料で見つけた鉛は、特に都市部で空気人口をもたらします。高速道路や高速道路の近くの土壌は時間の経過とともに蓄積します。ほこりが吹くと、鉛の粒子が湖や周辺の川に流れ込む可能性があります。鉛は、海洋生物や湖の周辺に住む人々に悪影響を与える可能性があります。
時間の経過とともに鉛が汚染されている飲料水は危険な場合があります。鉛への高い曝露は、脱力感、貧血、脳、および腎臓の損傷を引き起こす可能性があります。妊娠中の女性にとって、情報は危険な場合があります。発育中の赤ちゃんの神経系に損傷を与える可能性があります。
PCBのはんだ付けの改善
最後に、さらに重要なことに、製造業者は鉛フリーはんだを使用しています。これにより、PCBはんだ付けが向上します。鉛フリーはんだはリフロー中に広がりません。したがって、PCBはんだ付け中の結果が向上することを意味します。鉛フリーはんだ付けでは、ステンシルの急激な摩耗やその他の重大な問題は発生しません。
有鉛はんだを使用する回路メーカーは、ボイドやスルーホールフィレットの浮き上がりを経験する可能性が高くなります。これらはすべて、特に鉛はんだを使用する場合に発生するケースです。しかし、鉛フリーはんだを使用すると、PCBでの結果は優れています。
鉛フリーはんだと鉛はんだのPCBの結果を比較すると、大きな違いに気付くでしょう。鉛フリーPCBから見える製品は完璧です。鉛フリーはんだを使用すると、すべてのコンポーネントがボードに適切に付着します。
（孤立した白い背景上のリード付きはんだワイヤーのロール）
4。鉛はんだと比較した鉛フリーはんだの欠点は何ですか？
鉛はんだは取り扱いが簡単です
鉛フリーはんだは優れた性能を発揮しますが、鉛フリーはんだに比べて鉛はんだの性能が優れている領域があります。まず、鉛はんだは比較的扱いやすいです。幼児がそれを摂取したり食べたりしても、体はそれを有毒なものとして吸収します。
鉛フリーはんだとは異なり、純粋な鉛は取り扱いが簡単で、手からこすり落とすことができます。鉛フリーはんだの場合はそうではありません。それでも、有鉛はんだは自由に学ぶことができます。はんだに関する多くのことを知りたい場合は、ほとんどの場合、鉛はんだを使用したトレーニングを受けます。
低温が必要
鉛入りはんだは、取り扱いが簡単なだけでなく、溶融するために低温が必要です。鉛フリーはんだは、約217°C/422°Fの高温で溶ける傾向があります。しかし、鉛ベースのはんだの場合はそうではありません。これらは183°C/361°Fの温度を必要とします。電子部品とPCB材料は、非常に高い温度に耐えられる位置にある必要があります。
ヘッドの品質問題が少ない
鉛はんだを使用すると、ヘッドの品質問題も少なくなります。鉛フリーはんだ付けプロセスでは、高ワット数のはんだごてを使用する必要があります。そうすると、頭を痛める可能性があります。繰り返しますが、これはボードの品質問題を引き起こす可能性があります。しかし、鉛はんだを使用することを選択した場合はそうではありません。
鉛フリーはんだ付けの際に必要な高いはんだ付け温度に基づいて、ヘッドをすばやく取り外す必要がある場合があります。ただし、鉛はんだ付けに頼る場合は、このようなシナリオを回避できます。多くの回路メーカーはこの要因をよく知っています。
表面張力の欠如
間違いなく、鉛フリーはんだに伴う最大のデメリットは、表面張力がないことです。鉛フリーはんだは外力に耐えることができません。過酷な環境にさらされると、コンポーネントが非常に簡単に外れる可能性があります。
貯蔵寿命の長さ
メーカーが使用する鉛はんだフラックスの貯蔵寿命を延ばします。ただし、鉛フリーはんだ付けの場合はそうではありません。鉛フリーはんだ付けでは酸素にさらされるため、変化が長く続かない場合があります。純粋な鉛は、より低い老化メカニズムで構成されています。鉛はんだ付けと比較すると、その貯蔵寿命は2倍長くなります。
（プリント回路基板上の鉛フリーはんだ付けコンポーネント）
5。 鉛フリーはんだとの性能の違い。鉛はんだ
融点差
性能面では、鉛はんだと鉛フリーはんだの動作は少し異なります。最初の違いは融点の違いです。鉛フリーはんだは、最高の鉄温度のいくつかを必要とします。融点が高いため、滞留時間が長くなるのを待つ準備ができている必要があります。
前に簡単に述べたように、従来の鉛はんだの融点は約183°Cです。一方、鉛フリーはんだは217℃です。鉛フリーはんだの融点は高いため、いくつかの影響があります。たとえば、温度の上昇は後ではんだの酸化につながります。はんだ付け温度も電解コンデンサに影響を与える可能性があります。
濡れ性
濡れ性の違いも差別化要因です。 PCBに関して言えば、濡れとは、溶融はんだペーストがPCBコンポーネントとどれだけ適切に結合するかということです。不適切に濡れたはんだは灰色でくすんで見えます。鉛フリーはんだを使用すると、濡れが遅くなり、外観が鈍くなる傾向があります。しかし、従来の鉛はんだ接合部は光沢があり、きれいになる傾向があります。不十分な湿潤性は、PCBの接合部で危険です。これにより、ジョイントのパフォーマンスが低下し、回路基板のリジェクト率が高くなります。
異なる適用温度
最後に、適用可能な温度が異なることは、2つの間のもう1つのパフォーマンスの違いです。鉛フリーはんだは、高いはんだごて温度を必要とします。鉛はんだに関しては同じではありません。鉛フリーはんだの再溶融温度でさえ、鉛はんだのそれとは異なり、わずかに高くする必要があります。
（鉛フリーはんだとはんだ付けガンの詳細）
6。鉛フリーはんだとの物理的な違い。鉛はんだ
鉛はんだと鉛フリーはんだの間には、注意すべきいくつかの物理的な違いがあります。間違いなく、2つの間の最も重要な違いは原材料です。 2つの生産では、メーカーはフラックスを使用します。鉛はんだペーストが追加されている場合、それを鉛交換と呼びます。しかし、鉛フリーはんだペーストを追加すると、鉛フリーフラックスという名前になります。
次の物理的な差別化の側面は、使用法の違いです。ほとんどの場合、鉛はんだは愛好家のプロジェクトで多くの用途があります。これらのプロジェクトは、厳格なRoHSガイドラインに該当しません。しかし一方で、鉛フリーはんだ付けは、RoHS指令を満たさなければならない深刻なプロジェクトに適用されます。
鉛フリーはんだ接合部は、灰色でくすんでいて、外観が粗い傾向があります。しかし、有鉛はんだ接合を調べると、それらのほとんどは光沢があり、きれいである傾向があります。洗練された外観と柔らかな外観を示します。また、密度の点では、鉛はんだは鉛フリーはんだよりもわずかに重い傾向があります。鉛はんだは8.5g/m2、無鉛はんだは3.5g/m2です。
（孤立した白い背景に鉛フリーはんだ）
7。鉛フリーはんだと鉛はんだ– 鉛フリーはんだによる欠陥
特にRoHS準拠の指令を使用した鉛フリーはんだ付けは、それ自体が新しい概念ではありません。何十万もの回路基板アセンブラが基板の組み立て中にそれを使用します。ただし、鉛フリーはんだ付けにはいくつかの注目すべき欠陥があります。これらの欠陥は、多くの場合、厚い多層PCBに関係しています。
ブリキのウィスカー
この時点で、鉛フリーはんだが引き起こす重大な欠陥の調査を試みます。鉛フリーはんだが引き起こす最初の欠陥はスズウィスカーです。スズウィスカーは、PCBの表面から突き出た薄くて導電性のニードルライまたはフィラメント構造です。これらの表面は、最終的な表面仕上げとしてスズで構成されています。
残念ながら、スズウィスカは鉛はんだによって引き起こされる重大な欠陥を構成します。スズウィスカーは、回路基板上で短絡のインスタンスを引き起こします。これを避けたい場合は、はんだごての経験が必要です。鉛フリーはんだを扱うときは、良い経験が必要です。はんだ付けには、経験、実践、知識が必要です。
金属デンドライトの成長
スズウィスカーの成長に加えて、鉛はんだによって引き起こされる別の問題は、金属デンドライトの成長です。金属デンドライトの開発は、船内の機能に影響を与えることで知られているもう1つの問題です。デンドライトは、PCB絶縁体の表面にある、樹枝状の金属酸化物堆積物または金属片です。
金属デンドライトは、スズウィスカに由来するいくつかの異なる成長手順を特徴としています。金属デンドライトはイオンエレクトロマイグレーションによって発生し、回路基板にとっても危険です。 PCBアセンブラによると、それらは短絡のインスタンスも引き起こします。これらの短絡は、ボードの機能に影響を与える可能性があります。
CAFを生成する
第三に、鉛フリーはんだはCAF（導電性アノードフィラメント）を生成する傾向があります。導電性アノードフィラメントは、電気化学反応のインスタンスによっても発生します。前の2つと同様に、導電性陽極フィラメントはPCBの故障につながるもう1つの大きな問題です。
鉛フリーはんだ付けは、鉛はんだ付けに比べて理想的である傾向がありますが、欠点があります。ご覧のとおり、導電性アノードフィラメントはそのような問題の1つです。メーカーがこの問題を十分に早期に修復しないと、最終的にコストがかかる可能性があります。
錫の欠陥
最後に、鉛フリーはんだが引き起こす可能性のある別の問題として、スズペストまたはスズの欠陥があります。多くの電子機器メーカーは、この分野で多くの苦労をしているようです。スズペスト/欠陥の発生は、それ自体が望ましいものではありません。
スズペストは、自発的な多型の相変化の間に発生します。気温が摂氏13度よりも低いと仮定します。いくつかの注目すべき変更があります。密度7.30g/cmの白い錫から変化します 3 厚さ5.77g/cm 3 の灰色に 。
理論的には、スズペストや欠陥が脅威になっています。多くの回路メーカーは、スズペストの発生を確実に回避するために最善を尽くしています。信頼性のリスクにつながる可能性がありますが、ほとんどの場合、発生することはめったにありません。スズには不純物の混合物があります。
上記はすべて、鉛はんだを使用した場合に発生する可能性のある欠陥です。注意すべき重要なことは、それらがすべてではないということです。その他には、銅汚染、銅侵食の事例が含まれます。フィレットリフティング。収縮ボイドと流動性の低下を報告するものもあれば、より厳しい動作パラメータを報告するものもあります。
ご覧のとおり、鉛フリーはんだが引き起こす可能性のある欠陥は非常に多くあります。ただし、このような弱点を排除または最小化することは、それ自体が難しいプロセスではありません。メーカーが最新のはんだ付け技術に固執している限り、それを回避することができます。
（鉛フリーはんだ付けの欠陥）
8。鉛フリーはんだと鉛はんだ– 最適な鉛はんだ付けソリューションをどのように選択する必要がありますか？
では、使用するはんだの種類をどのように選択しますか？はんだ付けまたは鉛フリーはんだを選択する必要がありますか？可能な限り長い間、鉛を使用しながらはんだベースにすることは普遍的な運動のようでした。誰もそれを疑おうとしませんでした。しかし、情報には個人の健康への悪影響が伴うため、状況は変化し始めました。
鉛は肝不全や腎臓の損傷を引き起こす可能性があります。それを摂取する可能性のある妊娠中の母親にとってはさらに悪いことです。多くの人が電荷の有害な影響を見たので。鉛フリーはんだの採用に向けた動きが始まりました。鉛フリーはんだには鉛は含まれていません。大規模な商用電子機器メーカーは、情報の使用を強調しています。
今日、あなたがたまたま熱心であれば、ほとんどすべての電子機器に鉛フリーはんだを適用できることに気付くでしょう。ただし、作業が少し難しい（融点が高いなど）と主張する人もいます。それでも、少しずつ困難を乗り越えていきます。
しかし、現時点で言えることは、リードの選択はプロジェクトによって異なるということだけです。あなたははんだ付けについて何かを学びたいと思っている趣味の人ですか？おそらくあなたは商用回路メーカーではありません。その場合は、有鉛はんだが理想的です。安価であり、RoHS指令は商用ではないため、反対することはありません。
しかし、あなたはあなたの製品を売りたいと思っている高品質のメーカーですか？もしそうなら、あなたは鉛フリーはんだに頼ることを望むかもしれません。鉛フリーはんだは環境に優しく、人の健康に害を及ぼしません。それらはまた、最高の回路基板はんだ付け結果のいくつかを引き出します。品質が最優先事項である場合は、鉛フリーはんだを選択してください。
（鉛フリーはんだを使用した回路基板の修理）
概要
だからあなたはそれを持っています。鉛フリーはんだと鉛はんだの間で知っておくべき包括的なガイド。プロジェクトによっては、鉛はんだと鉛フリーはんだのどちらかを選択する必要があります。当局とのトラブルに遭遇する可能性があるため、有鉛はんだには近づかないでください。鉛フリーはんだではんだ付けすると、最良の結果が得られます。
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