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【保存版】はんだ融点一覧表!SAC305と低温はんだの使い分け

はじめに:183℃と217℃の「熱の壁」

はんだ材料の選定において、最も基本的な指標となるのが「融点」です。
かつて主流だった共晶錫鉛はんだ(Sn63/Pb37)は融点が183℃と低く、作業性が非常に良好でした。

しかし、現在主流の鉛フリーはんだ(例: SAC305)は融点が217℃前後と高く、その差は約30℃以上あります。この温度上昇は、SMT(表面実装)工程において「部品への熱ダメージ」や「基板の反り」といった新たな課題を生みました。

この記事では、扱いやすかった「共晶点」のメカニズムを解説しつつ、業界標準のSAC305と最新の低温はんだ技術を比較。主だった合金組成・融点一覧の抜粋しまとめました。

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基礎知識:扱いやすい「共晶点」と「固液共存」

はんだ合金の溶け方には、大きく分けて2つのパターンがあります。
ここを理解することが品質管理の第一歩です。

魔法の温度「共晶点(きょうしょうてん)」

かつての鉛入りはんだ(Sn63/Pb37)が優れていた理由は、「共晶組成」だったからです。 スズ単体(232℃)や鉛単体(327℃)よりも大幅に低い183℃という一点で、瞬時に液体化・固体化します。

固相線 183℃ = 液相線 183℃

ドロドロとした半溶融状態(ペースト状)がないため、冷却時に「スパッ」と固まります。
部品浮きやブリッジ不良が起きにくく、手はんだのリペア作業でも非常に重宝されました。

鉛フリー特有の「固液共存領域」

一方、多くの鉛フリーはんだは、溶け始めと溶け終わりに温度差があります。

固相線 (Solidus): 溶け始める温度
液相線 (Liquidus): 完全に溶けきる温度

この間の温度帯では、はんだはシャーベット状(固液共存)になっています。
現在のSMTでは、この「液相線」以上の温度を確実に確保しないと、「未溶融(冷えはんだ)」や接合不良の原因となります。

業界のデファクトスタンダード「SAC305」

現在、最も広く採用されているのが、JEITA(電子情報技術産業協会)が推奨するSAC305です。

項目内容
合金組成Sn-3.0Ag-0.5Cu
(錫96.5% / 銀3.0% / 銅0.5%)
融点固相線 217℃ / 液相線 220℃
(約3℃の温度幅あり)
特徴

SAC305は完全な共晶組成(一点で溶ける)ではありません。
そのため固相線と液相線が一致せず、約3℃の溶融温度幅を持っています。
リフロー工程では、液相線である220℃を確実に超える温度まで加熱しなければ、
完全な液体にならず、濡れ広がり不足の原因となります。

銀(Ag)を3.0%含むことで強度と熱疲労耐性のバランスが極めて良く、
RoHS規制対応後のデファクトスタンダードとして定着しています。

注目の低温技術:千住金属「MILATERA」

「省エネ」や「熱対策」で注目されるSn-Bi(スズ・ビスマス)系の低温はんだ(例:千住金属工業「MILATERA」など)は、実は「共晶」に近い特性を持っています。

項目内容
主な組成Sn-58Bi
(LEOシリーズなど)
融点139℃~141℃
(共晶点は138℃)
特徴

融点幅が極めて狭く、共晶はんだのように低温でキレの良い溶融・凝固をします。
リフローピーク温度を180~200℃に抑えられるため、
部品への熱ストレス低減、基板反りの抑制、CO2削減に貢献します。

【重要】選定の分かれ道:強度のトレードオフ

MILATERAなどの低温はんだは、熱的には「扱いやすい共晶系」ですが、機械的特性には注意が必要です。

比較表:SAC305 vs MILATERA (Sn-Bi系)

特性SAC305 (標準)MILATERA (Sn-Bi系)選定のポイント
溶融挙動固液共存あり
(217-220℃)
共晶に近い
(キレが良い)
SAC305は220℃以上の確保が必須
硬さ・引張強度50-60 MPa60-80 MPa低温はんだの方が「硬くて強い」
靭性(粘り)高い低い(脆い)落下衝撃等はSAC305が有利
熱疲労耐性優れる注意が必要温度変化が激しい環境はSAC305

SAC305: 振動、落下リスク、激しい温度変化がある製品向け(粘り強く壊れにくい)。
MILATERA: 熱に弱い部品、リペア、屋内で使用する家電向け(硬いが衝撃には注意)。

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はんだ合金組成・融点一覧表

用途別に分類しました。ご自身の使用しているはんだの「液相線」を確認してみてください。

① JEITA推奨・標準系(SAC305・高信頼性)

合金組成(wt%)固相線(℃)液相線(℃)備考
Sn-3.0Ag-0.5Cu217220業界標準 (SAC305)
Sn-Ag3.5-Cu0.75218219共晶点に近い
Sn-3.5Ag221221共晶点
Sn-3.9Ag-0.6Cu217226銀多め

② 低銀・低コスト系(Sn-Cu系・低Ag)

銀を減らしコストダウン。融点が少し高く、濡れ性が落ちるため条件出しが重要。

合金組成(wt%)固相線(℃)液相線(℃)備考
Sn-1.0Ag-0.5Cu217227低Ag (SAC105等)
Sn-0.3Ag-0.7Cu217227超低Ag
Sn99.3-Cu0.7227228銀なし (Sn-Cu)
Sn-0.75Cu227229銀なし

③ 低温はんだ系(Sn-Bi / MILATERA等)

150℃以下の低温実装が可能。

合金組成(wt%)固相線(℃)液相線(℃)特徴
Sn-58Bi139141MILATERA L20等 (標準)
Sn42-Bi58139139共晶低温
Sn91-Zn9198198亜鉛系

④ その他・特殊用途(Sb入り・高温系など)

合金組成(wt%)固相線(℃)液相線(℃)
Sn-5.0Sb238242
Sn-10Sb246258
Sn-0.3Bi-0.7Cu-P226229
Sn-0.7Cu-Ni-P226229

結論:SAC305と低温はんだ、どう使い分ける?

はんだ材の選定は、「JEITA標準のSAC305」を基準(ベース)にしつつ、熱に弱い部品や省エネが必要な箇所には、特性(硬さと脆さ)を理解した上で「MILATERA等の低温はんだ」を活用するという使い分けが重要です。

昔の共晶はんだの「扱いやすさ」を低温はんだで再現しつつ、最新の技術で信頼性を確保する。 ぜひ、お手持ちのメーカー仕様書(TDS)とこの表を照らし合わせ、最適なプロファイル設定にお役立てください。

「今回のような『はんだ組成一覧』や『メーカーTDS』は、現場ですぐ確認できるよう電子化・共有しておくことが重要です。温度プロファイルについては、私の実践事例をご覧ください。」

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この記事を書いた人

現場・生産技術・法人営業・マネジメントを経験。
机上の空論ではなく「現場で役立つ知見」を発信。
・昇格したばかりの課長としての奮闘記
・現場改善・AI活用の実践例
・人間関係・キャリアの悩みへの具体的な解決策
・介護と仕事の両立経験からのリアルなヒント

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