Pb（鉛）フリーはんだ・フラックス

鉛フリーはんだとは、従来の鉛を含むはんだ（Sn-Pb）に代わって使用されているはんだであり、環境負荷低減を目的とした鉛を含まないはんだのことです。主成分としてスズ（Sn）が用いられており、銀（Ag）や銅（Cu）を適量配合した合金が一般的です。

フラックスは、部品と基板を接合するはんだ付けを行うにあたり、金属表面の酸化物を除去し、はんだの濡れ性を向上させる薬剤のことです。ロジン等の樹脂と活性材や溶剤を混合した液体です。接合部の酸化防止や界面の清浄化の役割も果たしており、強固で信頼性の高いはんだ接合を実現するために必須となります。

鉛フリーはんだは、環境規制（例：RoHS指令）に対応するため、主に以下の種類があります。

＜鉛フリーはんだ＞
■Sn-Ag-Cu（SAC合金）
　・一般的な組成：Sn96.5-Ag3.0-Cu0.5
　・主流のはんだ　汎用性が高い
■Sn-Cu
　・コストパフォーマンス良好
■Sn-Ag
　・一般的な組成：Sn96.5-Ag3.5
　・優れた熱伝導性　特定用途で使用
■Bi（ビスマス）を含むはんだ
　・低温用途
　・基板や部品への熱ダメージが最小限

＜フラックス＞
■ポストフラックス
　・接合部の酸化防止　濡れ性向上
　・無洗浄タイプが多い
■半導体フラックス
　・各製造プロセスに特化した機能が求められる
　・洗浄されることが多い

鉛フリーはんだ導入のメリットは、RoHS指令や他の環境規制に準拠していることから、持続可能な製造プロセスを実現することができます。特に鉛中毒などの健康リスクを排除すること可能なため、活発に採用が進んでいます。また、接合部の耐久性や信頼性も向上し、長寿命の製品設計が可能です。

フラックスの導入メリットは、はんだ付けの際に酸化物を除去し、金属の接合部を清浄に保つことができる点です。はんだの流れを良くし、強力かつ信頼性の高い接続を実現することができます。

はじめに、ソルダペーストを使用する際は、常温に戻した後にかくはんを行い、粘度を安定させることが重要です。理由としては、鉛フリーはんだは有鉛はんだよりも反応性が高く、適切な管理が大切だからです。あわせて部品や基板の耐熱性確認を行うことも忘れてはいけません。

また、フロー工程では、設定温度を約240～260℃に設定し、部品や基板が高温に耐えられる仕様であることを確認してから鉛フリーはんだ用フラックスを使用することをおすすめします。しかし、はんだの濡れ性が鉛入りよりも劣る場合があることから、事前に基板表面の酸化膜を除去して濡れ性を向上させるフラックスを選ぶこと、そしてプリヒートやフラックス量の調整をすることが非常に大切なポイントです。