電気・電子分野で欠かすことのできない技術、はんだ付け。鉛を含まない鉛フリーはんだが使われるようになり、十数年が経過しました。鉛フリーはんだへの切り替えに、苦労した技術者もいるのではないでしょうか? はんだ 融点 固 相 液 相关资. 一部の業界では、まだ鉛入りのはんだを使っています。その鉛入りのはんだと鉛フリーはんだの違いが、はっきりと分かるようになってきました。 本連載では、全5回にわたり、鉛フリーはんだ付けの基礎知識を解説します。 第1回:鉛入りと鉛フリーの違い 第1回目は、鉛フリー化の背景、鉛フリーと鉛入りはんだの組成や温度の違いなどを見ていきます。 1. 鉛フリー化の背景 鉛入りのはんだから鉛フリーはんだに切り替わった契機、それは欧州連合(EU)の特定有害物質禁止指令(RoHS指令:Restriction on Hazardous Substances)です。RoHS指令は、6つの有害物質(鉛、水銀、カドミウム、六価クロム、ポリ臭化ビフェニルPBB、ポリ臭化ジフェニルエーテルPBDE)の電気・電子機器への使用を禁じています。2006年7月1日に施行されました。欧州に流通する製品も対象となるため、日本でも多くの会社が鉛入りはんだの使用を止め、鉛フリーはんだの採用に迫られました。 図1に、鉛Pbの人体への影響を示します。廃棄された電気・電子機器へ、酸性雨が降りかかると、鉛の成分が雨に溶け出し、地下水へ染み込んでいきます。地下水は、長い時間をかけて川や海に流れ込みます。鉛に汚染された飲料水を人間が摂取すれば、成長の阻害、中枢神経が侵される、ヘモグロビン生成の阻害など、人体へ大きな影響が発生します。このような理由で、鉛フリーはんだの使用が求められているのです。 図1:鉛Pbの人体への影響 2. 鉛フリーと鉛入りはんだの違いと組成 鉛フリーはんだへの対応で最初に問題となったのは、どのような合金を使うかです。鉛入りのはんだは、スズSn-鉛Pbの合金です。そして、図2にある合金が検討の土台に上がり、融点とはんだの作業性の良さなどが比較されました。比較の結果、現在世界標準として、スズSn-銀Ag-銅Cu系の合金が使われています。以下、これを鉛フリーはんだとします。 図2:有力合金の融点とはんだ付け性 表1:代表的な鉛入りはんだと鉛フリーはんだの組成、温度 鉛入りはんだ 鉛フリーはんだ 組成 スズSn:60%、鉛Pb:40% スズSn:96.
混合融点測定 2つの物質が同じ温度で融解する場合、混合融点測定により、それらが同一の物質であるかどうかがわかります。 2つの成分の混合物の融解温度は、通常、どちらか一方の純粋な成分の融解温度より低くなります。 この挙動は融点降下と呼ばれます。 混合融点測定を行う場合、サンプルは、参照物質と1対1の割合で混合されます。 サンプルの融点が、参照物質との混合により低下する場合、2つの物質は同一ではありません。 混合物の融点が低下しない場合は、サンプルは、追加された参照物質と同一です。 一般的に、サンプル、参照物質、サンプルと参照物質の1対1の混合物の、3つの融点が測定されます。 混合融点テクニックを使用できるように、多くの融点測定装置には、少なくとも3つのキャピラリを収容できる加熱ブロックが備えられています。 図1:サンプルと参照物質は同一 図2:サンプルと参照物質は異なる 関連製品とソリューション
ボイド・ブローホールの発生 鉛フリーはんだで生じやすい問題として、ボイドとブローホールがあります。ボイドとは、接合部分で発生する空洞(気泡)のことです。接合面積が減少します。ブローホールとは、はんだの表面にできる孔のことです。特徴は、ギザギザしている開口部です。これらの原因は、…… 第3回:銅食われとコテ先食われ 前回は、はんだ表面で発生する問題とメカニズムについて紹介しました。今回は、鉛フリーはんだ付け作業の大きな問題、銅食われとコテ先食われについて解説します。鉛フリーはんだが、従来のスズSn-鉛Pbと比較して食われが大きいのは、スズが、銅および鉄めっきの鉄と合金を作るためです。 1. 銅食われ現象 銅食われとは? 代表的な食われによる欠陥例を図1に示します。銅食われとは、はんだ付けの際に銅がはんだ中に溶け出し、銅線が細くなる現象です。鉛フリーはんだによる銅食われは、スズSnの含有率が高いほど多く、はんだ付温度が高いほど多く、はんだ付け時間が長いほど食われ量が多くなります。つまり、従来に比べ、スズの含有が多い鉛フリーはんだでは、銅食われの確率は大きくなります。 図1:食われによる欠陥 銅食われ現象による欠陥 1つ目の事例として、浸せき作業時に銅線が細くなったり、消失した例を挙げます。鉛フリーはんだになり、巻き線などの製品で、銅食われによる断線不具合が発生しています。溶解したはんだに製品を浸せきしてはんだ付けを行うディップ方式のはんだ付けでは、はんだに銅を浸せきすることではんだ中に銅が溶け込んでしまうためです。図2の左側は巻き線のはんだ付け例です。はんだバス(はんだ槽)の中は、スズSn-銀Ag3. 融点とは？ | メトラー・トレド. 0-銅Cu0.
定義、測定の原理、影響、測定のヒントとコツ、規制など 融点とは、固体結晶物質の特性の1つで、固相から液相に変化する温度のことです。 融点測定は固体結晶材料を特性評価するために最も頻繁に使用される熱分析です。 さまざまな産業分野の研究開発、品質管理で、固体結晶物質を識別し、その純度をチェックするために使用されています。 このページでは、融点の基本的な知識とテクニックについて説明します。 また、日常作業のための実用的なヒントとコツもご紹介します。 1. 融点とは? 融点とは、固体結晶物質の特性の1つで、 固相から液相に変化する温度のことです。 この現象は、物質が加熱されると発生します。 融解プロセスの間、物質に加えられたすべてのエネルギーは融解熱として消費され、温度は一定のままです(右図参照)。 相転移の間、物質の2つの物理的相が同時に存在します。 結晶物質は、通常の3次元配列である、結晶格子を形成する微粒子で構成されます。 格子内の粒子は格子力によって結合されます。 固体結晶物質が加熱されると、粒子がより活動的になり、激しく動き始めて、最終的に粒子間の引力が保持できなくなります。 その結果、結晶物質は破壊され、固体材料が融解します。 粒子間の引力が強いほど、それに打ち勝つためにより多くのエネルギーが必要になります。 必要なエネルギーが多いほど、融点は高くなります。 したがって、結晶性固体の融解温度は、その格子の安定性の指標になります。 融点では、集合状態に変化が生じるだけでなく、他のさまざまな物理的特性も大きく変化します。その中でも変化が顕著なのは、熱力学値、固有の熱容量、エンタルピー、流動特性(容量や粘度など)です。複屈折反射や光透過率の変化などの光学特性も、これに劣らず重要です。他の物理的数値と比較すると、光透過率の変化を測定するのは容易であるため、これを融点検出に利用することができます。 2. なぜ融点を測定するのか? 融点は、有機/無機の結晶化合物を特性評価し、純度を突き止めるためにしばしば使用されます。 純粋な物質は、厳密に定義された温度(0. 5~1℃の非常に小さい温度範囲)で融解する一方、汚染物を含む不純物質では融点の幅が広くなります。 通常、異なる成分が混入した物質がすべて融解する温度は、純物質の融解温度よりも低くなります。この現象を融点降下と呼び、これを利用して物質の純度に関する定量的な情報を得られます。 一般に融点測定は、研究室の研究開発やさまざまな業界分野の品質管理で物質を特定し、純度を確認するために使用されています。 3.
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