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めっき加工であなたの嬉しいを実現、スズメッキの鉛フリーはナゼ必要?株式会社コネクション

更新日:2021年11月28日

スズメッキは低融点である事が大きな特徴のメッキですが、スズメッキの融点は231.9℃に対し、共晶ハンダ(6:4 スズ:鉛)の融点は183℃と非常に低く50℃近い差がございます。


スズメッキ自体も非常に融点が低いのですが、昨今の電子部品では性能向上により耐熱性が低くなっている事から共晶ハンダに近い温度もしくは、それ以下でのはんだ接合できる事が理想となります。


低い耐熱性の製品に対してのはんだ接合をクリアするために低融点のスズメッキが求められています。


ハンダメッキの鉛フリーはなぜ必要?



鉛フリー化は環境問題(RoHS指令、WEEE指令)に対応する必要であった事によります。


1.RoHS指令(電気・電子機器に含まれる特定有害物質の使用制限に関する欧州議会及び理事会指令)が制定され、特定有害化学物質の使用制限を目的とし、EU域内で基準値を超えた電気・電子機器の販売を規制する指令が制定され規制物質に鉛が含まれております。


2.WEEE指令(電気・電子機器の廃棄に関する欧州議会及び理事会指令)

電気・電子機器の廃棄に関する指令で、EU域内で電気・電子機器を販売するメーカーは、各製品が廃棄物として環境に悪影響を与えないよう配慮する必要があり、回収・リサイクル等についても製造者責任を有し、回収やリサイクルが容易な製品設計やマーキングをするとともに、回収・リサイクル費用の負担などが求められます。


これらの環境指令が制定された事により鉛フリー化が進みました。


鉛フリー化による課題は?

1.はんだ接合温度

家電や電子部品の部品実装には、比較的融点が低く、安価なスズ-鉛合金メッキ(ハンダメッキ)が用いられてきましたが、RoHS指令・WEEE指令などの環境対応の要求から鉛フリースズメッキへの変更が求められました。


そこで課題になっている事ははんだ接合温度(融点)です。

半田接合性には低融点であることが必要ですが、その点でスズメッキは先にお伝えしたように融点が231.9℃と非常に低い金属ですが、共晶ハンダ(6:4 スズ:鉛)の融点は183℃と非常に低く50℃近い差があります。


参考までにスズメッキをベースにした合金メッキについて融点は以下になります。


  1. スズ-銅(0.7%)合金メッキ  融点227℃

  2. スズ-銀(3.5%)合金メッキ  融点221℃

  3. スズ-亜鉛(9%)合金メッキ    融点198℃

  4. スズ-ビスマス(58%)合金メッキ 融点139℃

※スズ-ビスマス(58%)合金メッキは最も低い融点となりますが、はんだ接合時の実装部品のリフトオフの問題や皮膜がもろくなるなどの問題があるためスズ-ビスマス合金メッキ(1~5%)が使用されています。



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