PCBブログ - 鉛含有と無鉛HASLの違い

鉛と鉛フリー技術のHASLはプリント配線基板（PCB）製造において極めて重要な役割を果たしている。環境法規の厳格化と高性能電子製品に対する需要の増加に伴い、適切な熱空気はんだ整平（HASL）技術の選択は電子製造業の重要な課題となっている。

鉛と鉛フリーのHASLの違いが議論のポイントです。それぞれの長所と短所、応用分野、将来の発展傾向。

鉛含有HASLは伝統的なPCB製造技術の一つで、長年使用されてきた。その主成分はスズ鉛合金（通常63/37比）である。このプロセスの利点は、その優れた濡れ性と溶接性能にあり、回路基板を組み立てる過程でより信頼性を高めることである。無鉛HASLは高い熱安定性を持ち、複数回のリフロー溶接中に良好な性能を維持することができる。また、鉛合金の融点が低いことは、必要な溶接温度が相対的に低いことを意味し、それによって部品上の熱応力が低下する。

鉛フリーHASL

しかし、鉛のあるHASLにも明らかな欠点がある。まず、鉛は有毒重金属であり、環境にも人間の健康にも有害である。RoHS（有害物質規制指令）などの環境規制の登場に伴い、多くの国や地域では鉛含有プロセスの使用が厳格に規制され、禁止されている。第二に、鉛含有半田の表面平坦度が相対的に悪く、特に高密度で高精度な回路基板において、半田欠陥と短絡を引き起こすことがある。

環境規制や市場のニーズに対応するために、HASL無鉛技術が誕生した。無鉛はんだは通常、錫−銅、錫−銀−銅合金を使用する。このプロセスの主な利点は、無鉛はんだに毒性物質が含まれていないため、環境にもオペレータにもより友好的であることである。また、鉛フリーはんだの低い表面張力は、高密度および精密回路基板の製造に適した、より良い溶接平面度と品質を提供することができます。

しかし、HASLの無鉛化にもいくつかの課題がある。まず、鉛フリーはんだの融点はより高く、通常217°C以上であり、これは溶接中により高い温度が必要であることを意味し、これは敏感な部品により大きな熱応力をもたらす可能性がある。第二に、鉛フリーはんだの濡れ性と流動性が悪く、これによりはんだ点の品質と信頼性の問題が低下する可能性がある。また、鉛フリーはんだは銀などの貴金属を含有しており、これにより鉛含有はんだよりも高価になり、生産コストが増加している。

鉛と無鉛技術を用いたHASLにはそれぞれ適用シーンがある。高信頼性と低コストが要求される従来の電子製品の中には、鉛含有HASLが有効な選択肢として残っています。特に環境規制の対象とならない地域や用途では、鉛含有HASLは安定した性能とより低い生産コストを提供することができます。一方、高環境基準と高精度が要求される現代の電子製品の中で、無鉛HASLはスマートフォン、ノートパソコン、カーエレクトロニクスなどの主流の選択肢になりつつある。

鉛含有HASLと鉛フリーHASLの発展傾向は様々な要因の影響を受けるだろう。環境法規の整備と高性能電子製品への需要の増加に伴い、無鉛HASL技術は引き続き普及と応用される。同時に、溶接性能を高め、コストを低減するために、新しい鉛フリー半田とプロセスを研究開発することが重要な研究方向となる。例えば、はんだ成分の最適化とはんだ付け設備の改良は、無鉛HASLの性能と経済性をさらに向上させることができる。

要するに、鉛含有HASLと鉛フリーHASLはPCB製造においてそれぞれの優位性と挑戦がある。適切なHASLプロセスを選択するには、環境法規、製品性能要求と生産コストを総合的に考慮する必要がある。絶えず技術革新と技術改善を通じて、私たちは環境の需要を満たすことができて、同時に高品質、高信頼性の電子製品を提供することができます。