電子機器に適したはんだを選択することで、きれいで光沢のある信頼性の高い接合部と、わずかな力で失敗する鈍い接合部の違いが生じます。 すべての合金が同じように機能するわけではありません。融点、濡れ性、機械的強度、そしてもちろん価格や健康・環境への影響も異なります。錫にはどのような種類があり、それぞれをいつ使用すればよいのか疑問に思われているなら、ここが最適な場所です。
以下では、最も一般的な合金 (鉛および鉛フリー)、使用可能な形式 (ワイヤ、ロッド、ペースト)、フラックスの役割、実用的なヒント、電子機器における実際の使用例に関する完全なガイドを紹介します。 品質に関する推奨事項、避けるべきミス（アルミニウムと銅を錫で接合しようとするなど）、SMDと高出力LEDに関するヒントなどをご紹介します。実用的かつ分かりやすい言葉で、詳細に解説します。
電子はんだ付け用スズ合金の種類
- 鉛入りスズ（Sn-Pb）電子機器でよく使われる定番の合金で、その使いやすさと低融点が評価されています。最も一般的な比率は60/40（Sn60%、Pb40%）と共晶合金の63/37（Sn63%、Pb37%）で、約183℃で融解し、中間の「ペースト」なしですぐに固まります。これにより、高速で高品質なはんだ付けが可能になり、部品に過度の熱をかけたくない場合に最適です。
- Sn-Pbの利点: 低い融点濡れ性に優れ、63/37 共晶点での液体から固体への急激な遷移とスムーズな学習曲線を備えています。 欠点: 鉛は有毒である また、規制上の制限（例：RoHS準拠環境）もあります。しかし、 多くの技術者は特別な場合に備えて鉛のロールを保管している コンポーネントが高温に耐えられない場合、または最も簡単で安全な仕上げが求められる場合。
- 銀入りスズ（Sn-Ag）: 典型的な鉛フリーベースは 96/4 (96% Sn、4% Ag) であり、その機械的強度と優れた導電性が高く評価されています。 Sn-Pbよりも高い温度が必要はんだごての調整や熱に弱い部品への注意が必要です。銀の含有量が多いため高価ですが、 堅牢で信頼性の高いジョイント.
- 錫と銅（Sn-Cu）99,3/0,7（99,3% Sn、0,7% Cu）のような組成は、経済的な鉛フリーの代替品です。 最高融点 鉛と合金になり湿らせる もっと悪いものそのため、適切なフラックスと適切な技術が必要です。一般的な作業やメンテナンスに適しています。
- 鉛フリー三成分スズ（Sn-Ag-Cu）: Sn95,5/Ag3,9/Cu0,6 などの混合物は、高品質の鉛フリーはんだ付けに人気があります。 優れた性能、耐久性、耐腐食性を備えています。銀含有量が多いため、コストは中程度から高めです。信頼性が最優先で、環境要件が厳しい場合に最適です。
重要な気温純スズはおよそ 232 °C で溶け、鉛は約 327 °C で溶け、Sn63/Pb37 共晶は約 183 °C で溶けます。 鉛フリー合金 (Sn-Ag、Sn-Cu、Sn-Ag-Cu) では通常、より高い温度と接触時間が必要です。したがって、プロセスが適切に制御されていない場合、一部の繊細なコンポーネントが損傷する可能性があります。
錫の特性と「錫ペスト」現象
スズ（Sn）は原子番号50で、第14族の柔らかい金属で、展性があり、銀色で、腐食に対してかなり耐性があります。 純粋な状態では、白またはベータスズ（金属、正方晶構造、13,2 °C 以上で安定）と灰色またはアルファスズ（非金属、立方晶構造、13,2 °C 以下で安定）として存在します。
「錫の疫病」 非常に低い温度で白い錫が灰色の錫に変化する現象を指します。 この遷移において体積が増加し、粉砕されます。部品や接点を損傷する可能性があります。今日の電子機器では、このリスクを最小限に抑える合金や動作条件が採用されていますが、これは重要な技術的好奇心です。
健康と環境
鉛の使用は毒性リスクを伴うため、多くの商業用途は「鉛フリー」を推進する規制によって規制されている。。 なぜなら 鉛フリー合金がますます好まれるようになっているただし、溶接時にはより高い温度が必要になります。 金属スズは多くの状況で不活性であるしかし 有機スズ化合物への継続的な曝露は避けるべきである。 神経系に影響を及ぼす可能性があるからです。
フォーマットとフラックス：糸、棒、ペースト
電子缶には、ワイヤー、バー、ペーストの 3 つの主な形式があります。 それぞれ目的が異なり、フラックスとさまざまな方法で組み合わせることで、きれいで再現性のあるはんだ付けを実現します。
フラックス入り糸
はんだごてまたははんだごてスズ線は日常の標準です。通常、フラックスの中心核が含まれており、糸を断面で切断すると、黄色がかった帯として確認できます。 このフラックスは酸化物を除去し、濡れ性を向上させるために重要です。これにより、錫が銅パッドとピンをしっかりと「濡らす」ようになります。
通常のフラックスの組成: 通常はアルコールと脱塩炭化水素溶剤に溶解したロジン (天然樹脂) をベースとしています。 このコアのおかげで、余分なフラックスを追加することなく多くの溶接が解決されます。ただし、難しいタスクの場合は、フラックスを少し追加すると非常に役立ちます。
るつぼ棒
錫棒は浴槽やるつぼで使用されます製造プロセスや大量加工向けに設計されており、外部フラックスと精密な熱制御と組み合わせて使用されます。 これは典型的なアマチュア形式ではないしかし、工業生産および保守ラインでは不可欠です。
SMD/SMT用はんだペースト
スズペーストは、リフロー用に設計された合金ミクロスフェアとフラックスの混合物です。オーブン、熱風ステーション、加熱プレートなど、どんなものでも使用できます。 SMDコンポーネントを配置できます テンプレートを使用してパッドに貼り付け、すべてを一度に溶かしてプロ仕上げにします。
- いつ使うか: SMD プロトタイプ、パッケージの再加工、金属 PCB 上の LED、およびリフローのメリットが享受できるあらゆるアセンブリ。
- ペーストが使用されていないために固まってしまった場合の対処法：水を沸騰させて 注射器を挿入する 約 15 ～ 25 秒間押し続けてから、液体が流れるまでプランジャーを押します。 一時的に流動性を取り戻す方法過熱を避け、製品の寿命を尊重してください。
- 手元にプランジャーがありませんか? 一時的な解決策として、サイズに応じて単三電池または単四電池を使用して注射器を押すことができます。 これは現場のリソースであり、理想的な解決策ではない.
追加フラックスの使用: はんだ付け不良（酸化パッド、ピンが近すぎる、SMDが非常に薄い） 缶からフラックスを塗る 毛細管現象を改善し、過度の熱の必要性を減らします。手先の器用な方は、日常的な作業には糸自体のフラックスを使用し、より難しい作業にはペースト状または液体状のフラックスを使用します。
溶接後の洗浄多くのロジンは非腐食性ですが、 残留物はイソプロピルアルコールで拭き取ることをお勧めします。 特にテストやカプセル化の前に、美観上の問題や表面汚染を回避する必要があります。
エレクトロニクスに関するヒント、テクニック、ユースケース
錫線またはペーストの品質は、作業者のスキルと同じくらい影響力を持ちます。品質の悪い製品を使用すると、接合部分がざらざらしたり、濡れが悪くなったり、仕上がりが鈍くひび割れたりする可能性があります。 バザーで買ったロールパンが使えないので捨てざるを得なかった人もいる。. 錫が銅から「逃げている」ことに気づいたら または介在物が残っている場合、品質またはフラックスに疑問が生じます。
おすすめのブランドと構成: 次のようなオプション ケスター44（Sn63/Pb37樹脂入り） 流動性と低温性が基準となります。 MGケミカルズ Sn60/Pb40 優れた保湿性と多用途性を備えています。 無鉛ガソリンをお探しなら, ハリス Sn95,5/Ag3,9/Cu0,6 堅牢で耐腐食性があり、環境に優しい代替品です。
材料の適合性
標準的なはんだを使用してアルミニウムと銅を接合しないでください。しっかりと固定されません。Al-Cu遷移には、 圧着コネクタを使用する あるいは他の機械的または特殊なソリューション。一般的に、軟質はんだ付けは銅、真鍮、錫メッキのPCBパッドには非常に効果的ですが、 問題のある金属を使った「発明」を避ける 特定のプロセスと材料がない場合。
温度と熱による損傷
鉛フリー合金はより多くの熱と接触時間を必要とする敏感な部品を扱う場合は、先端の熱質量を減らし、フラックスを使用して濡れを速め、 許可された状況では、Sn-Pb を躊躇せずに使用してください。 耐熱性が限られている場合。63/37共晶合金は急速に凝固し、「冷え」を防ぎます。
高出力LEDをPCBにはんだ付けする
XP/XPG/XTE/XML タイプの LED を PCB にはんだ付けするには、鉛筆はんだごてとある程度のスキルが必要です。熱風機がなくても大丈夫です。重要なのは、温度を制御し、適切な量のはんだを使用することです。
- パッドを準備する: 中央のヒートシンクを含む各パッドの上に、薄いフィルム状の錫ペーストを塗布するか、または細いワイヤ (例: 0,25 mm) を少しだけ置きます。
- LEDを配置する: ピンセットを使用して PCB の中央に配置し、接点が揃っていることを確認します。
- 間接的に加熱するはんだごて本体を金属またはアルミニウムの上に水平に置き、十分に熱くなるまで置いて、その「本体」を熱面として使用します。 LED+PCBアセンブリを先端近くに配置する 均一な熱を伝達します。
- 融合を観察する: 数秒で、錫が光って溶けるのがわかります。ペーストを使用した場合は、小さな気泡が発生する可能性があります。 湿らせてLEDが毛細管現象で「落ち着く」と火からおろします。
- 冷却して掃除してくれる: そのまま放置し、イソプロピルアルコールで残留物を拭き取り、 極性と導通を確認する.
迅速な取引: 2,8～3 V に調整された電源と制限された電流で個々の LED に電力を供給します。 3つを直列に取り付けると、約 9～10 V が必要になります。損傷を防ぐため、やり過ぎには注意してください。
選択肢: ホットエアステーションやリフロープレートを使用することもできます。これらは、複数の LED や SMD コンポーネントを一度に配置する場合に非常に便利です。 結果は均一で再現可能です。.
バッテリーパックの取り付け
ニッケルテープはセルを接合するために使用される、どちらかで Soldadura por puntos （理想的）または、場合によっては 錫 設計上可能で、細胞へのダメージを回避できる程度の熱制御が可能な場合は、安定した支持台を用意して作業を進めてください。 ESDピンセット 通気性も良好です。
ツールと視覚補助
作業スタンド（「第3の手」）、適切なチップ、拡大鏡があれば、大きな違いが生まれます。先端を清潔に保ち、錫メッキを施し、作業に適したワイヤ径を使用してください。 SMD用細線（0,25～0,5 mm） ケーブルやコネクタの場合はより厚くなります。
追加のフラックスやペーストを使用する場合
ほとんどの接合部にはスレッドフラックスを使用し、余分なフラックスまたはペーストは本当に頑固な部分のために取っておきます。 （パッドの汚れ、ピンの密度が高い、再作業など）。少ないほど効果的です。必要な量だけ塗布し、その後はきれいに拭き取ってください。 少量のフラックスを適切に塗布することは、ボードを「焼く」よりも価値があります。.
電子機器以外でのスズの用途
錫は鋼鉄の保護コーティング（ブリキ板）として使用される。 腐食に耐えるために、 セラミック釉 乳白剤として、また銅との合金として 青銅を形成するオルガンのパイプでは、 錫と鉛 独特の音響特性を兼ね備えており、その歴史は青銅器時代にまで遡ります。
錫の産地
主な鉱物源は錫石（酸化スズ）である。これを粉砕し、濃縮し、高温（約 1200 °C）で炭素還元して金属スズを生成します。 大規模生産者 マレーシア、中国、インドネシア、ペルー、ボリビア、ブラジルなど、アジアやアメリカの国々が含まれます。
食品との接触金属スズは不活性なので、食品や飲料の容器にコーティングして、下にある鋼鉄から保護することができます。 それでも、有機スズ化合物への曝露は避けてください。 現在の規制に従います。
合金、フラックス、温度管理、高品質の材料を正しく使用すれば、はんだ付けの成功が保証されます。適切な方法を採用すれば、微細 SMD やパワー LED などの要求の厳しいタスクも達成でき、コールドジョイント、トレースの隆起、過度の熱によるコンポーネントの損傷などの問題を回避できます。
