ハンダの成分表と融点、比重の一覧|はんだの種類の一覧

2018年10月25日更新

はんだの種類は大きく分けると2種類

ハンダはその成分から、大別すると鉛含有ハンダと、鉛フリーハンダの2種類に別れ、さらにその中で成分の違いから融点の異なるものが多数規格化されています。鉛含有ハンダは19種類、鉛を含まない鉛フリーはんだは30種類の合計49種類がJISで規格として規定されています。鉛を含むはんだは、共晶はんだとも呼びます。

ハンダの比重は、鉛を含むものほど重く、もっとも大きいもので11程度、通常は7.3から7.4前後の比重のものが多いです。

はんだの性能と特徴

はんだの成分が多数あるのは、その性能に違いがあるからです。まず鉛を含む場合、酸化防止、濡れ広がりの向上、食われ防止といった性能が期待できます。

含まれている成分によってこれらのほか、粘り強さであったり、機械的強度、仕上がりの光沢に違いが出てきます。また用途によって使いやすさ、使いにくさといった要素にもかかわってきます。成分が異なると、価格も異なりますので、材料コストにも違いが出てきます。

鉛を使っていない、いわゆる鉛フリーのはんだの場合は、機械的強度がさらに強い、比重が軽い、電気抵抗が小さいといった特徴を持ちます。

はんだとは言ってみれば複数の金属を混ぜ合わせて作る「合金」であるため、これら異種の金属を混ぜて融点をどれだけ下げられるか、ぬれ性や流れのよさをどれだけ出せるかといった点が重要となります。

はんだの融点

鉛含有はんだである共晶はんだの融点は約183℃、鉛フリーはんだの融点は約217℃というのが一般的ですが、はんだは合金であるため、融点を見る場合、液相線温度と固相線温度を見ます。

液相線温度と固相線温度を見ます。御幣を恐れずにごく単純化していえば、液相線温度よりも高い温度だと、金属は液体の状態で存在し、固相線温度より低いと個体で存在することになりますが、両者で囲われる範囲は液体と固体が共存するということになります。はんだでいうところの融点は、主に固相線温度を見ていきます。

はんだの規格での定義

JIS規格の定義では、鉛含有ハンダは「液相線温度が450℃未満の溶加材で鉛を含むはんだ」と定義されており、鉛フリーはんだは、液相線温度が450℃未満の溶加材で鉛を含まないはんだの総称で、すず、銀、アンチモン、ビスマス、銅、インジウム、亜鉛、ニッケル、ゲルマニウム、りん、ガリウムからなる鉛分0.10%(質量分率)以下のはんだと定義されています。

はんだ、溶接、ロウ付けの関係

そもそも、ハンダ付けとは、融点が450度未満の軟ロウを用いたろう接のことで、このろう接というのは接合する母材を溶かすことなくぬれ現象によって接着する技術ですが、接着力の強さで見ると、

  • 溶接>銀ロウ付け(硬ロウ)>はんだ(軟ロウ)

の順番となり、ろう接の技術の中ではもっとも融点が低くすむ反面、接着強度は弱い部類となります。ろう接に使う融点が低いということは、母材やその周辺部材の融点もはんだより高ければよいということになりますので、使える材料の幅が広がります。電子部品の世界ではなくてはならないものでもあるため、重宝される材料ではあるのですが、環境や人体への影響から安全な鉛を含まないタイプの鉛フリーハンダは融点が高く、取り扱いが難しいということがネックとなっていました。

はんだの世界では、微妙な融点の違いがそのまま仕上がりや作業性にも影響するため、鉛フリーはんだが消費者から歓迎される一方、職人たちを悩ませてきました。

なぜ「鉛フリーはんだ」か

電子部品の世界では鉛含有はんだはEU圏のRoHS指令により、1000ppm以下(0.1wt%以下)との規制により、鉛を一定上含む金属材料が事実上使えなくなっています。鉛自体は作業者が吸い込んだり、廃棄時に人体や環境への悪影響を及ぼすことから各国でも規制され、ものづくりの分野では有害な元素として別の材料へ変更する代替化が進んできています。これは他の工業分野も同様の流れで、製造するとき、製品を使うとき、廃棄・リサイクルするときの各局面で有害な物質を含んだものは使わない方向にあります。

ただ、一部性能が製品の安全上の理由など死活問題にかかわる場合は、鉛含有はんだが今も使われることがあります。

鉛フリーはんだの特徴

鉛フリーはんだは、なかなか溶けづらい(融点が高い)、流れにくい(濡れ広がり性が悪い)、手直しが難しい、きれいなフィレットが作りにくい、こて先の温度をあげるので表面が酸化して除去できなくなる、こて先に食われと呼ばれる穴ができてしまう、といった問題が当初指摘されていました。

融点が高い鉛フリーはんだは、半田ごてのこて先温度を上げて使うことになりますが、これによってさまざまな問題を引き起こし、使用を難しくしてきました。ただ、鉛フリーはんだが主流となるにつれ、種々の問題に対して応える製品が開発されてきており、現在は技術的に遜色のないものが作れるよう様変わりしてきています。

はんだの表示記号

はんだは成分がひと目でわかるよう種類を示す記号が定められています。この記号の表記方法は、鉛を含むはんだと、鉛を含まない鉛フリーはんだとは若干違いがあります。

鉛を含むはんだ|共晶はんだの成分記号

JIS規格では、二つの表記方法が定められており、たとえば、Sn60Pb40という記号のはんだがあった場合、すず(Sn)が60%、鉛(Pb)が40%含まれるはんだであることを示しています。

このはんだの材料記号ともいうべき表示方法にはもうひとつ表示方法があり、H60Aとなっていた場合、Hは「ハンダ」を意味する略称のアルファベットで、60Aがすずを60%含むことを意味しています。60Aは一般用ですが、電子機器用はこれが60Eとなりますので、H60Eという表記方法になります。

鉛フリーはんだの成分記号

JISでの記号は上記同様に2種類あります。

  • Sn95.8Ag3.5Cu0.7

すず(Sn)が95.8%、銀(Ag)が3.5%、銅(Cu)が0.7%含まれていることを示しています。この表記方法は鉛含有はんだと同じです。

もうひとつの記号表記は、

  • A35C7

といった記号表記になります。この場合、Aは銀、Cは銅を示し、数字はそれぞれのパーセンテージを示していますが、すず以外の成分を記載するルールになっています。この例で言えば、銀が3.5%、銅が0.7%ということになります。鉛含有はんだの記号と%の桁数が違うことに注意が必要です。

  • 0.035%ならば表記記号には入れない
  • 0.35%ならば四捨五入して0.4%となり、4と記載
  • 3.5%ならば35と記載
  • 35%ならば350と記載

このように鉛フリーはんだのもうひとつの記号表記方法は、すず(Sn)以外の含有量を表記する形になります。

記号に使う元素の略号は以下のとおりです。

鉛フリーはんだで使う成分記号
記号 元素名
A
B ビスマス
C
N インジウム
S アンチモン
Z 亜鉛
Ni ニッケル
Ge ゲルマニウム
P りん
Ga ガリウム

鉛フリーはんだと鉛含有はんだ、共晶はんだの成分表、融点、比重

鉛含有はんだ、共晶はんだの成分、融点、比重

JISでは3つの合金タイプがあり、スズと鉛を含有する点はどれも同じですが、これ以外にビスマスが合金元素として入るものと、銀が入るものとがあります。

Sn-Pb系(すず、鉛の合金)のはんだの成分、融点、比重の一覧表
はんだの合金タイプ はんだの種類 はんだの成分(%) 固相線温度(℃) 液相線温度(℃) 比重 ISO合金番号
記号1 記号2 Sn Pb Sb Bi Cd Cu Au In Ag Al As Fe Ni Zn
Sn-Pb系(すず、鉛の合金) Sn95Pb5 H95A 94.5から95.5 残部 0.20 0.10 0.002 0.08 0.05 0.10 0.10 0.001 0.03 0.02 0.01 0.001 183 224 7.4
Sn63Pb37 H63A 62.5から63.5 残部 0.20 0.10 0.002 0.08 0.05 0.10 0.10 0.001 0.03 0.02 0.01 0.001 183 183 8.4 101
Sn63Pb37E H63E 62.5から63.5 残部 0.05 0.05 0.002 0.08 0.05 0.10 0.10 0.001 0.03 0.02 0.01 0.001 183 183 8.4 102
Sn60Pb40 H60A 59.5から60.5 残部 0.20 0.10 0.002 0.08 0.05 0.10 0.10 0.001 0.03 0.02 0.01 0.001 183 190 8.5 103
Sn60Pb40E H60E 59.5から60.5 残部 0.05 0.05 0.002 0.08 0.05 0.10 0.10 0.001 0.03 0.02 0.01 0.001 183 190 8.5 104
Pb50Sn50 H50A 49.5から50.5 残部 0.20 0.10 0.002 0.08 0.05 0.10 0.10 0.001 0.03 0.02 0.01 0.001 183 215 8.9 111
Pb50Sn50E H50E 49.5から50.5 残部 0.05 0.05 0.002 0.08 0.05 0.10 0.10 0.001 0.03 0.02 0.01 0.001 183 215 8.9 112
Pb55Sn45 H45A 44.5から45.5 残部 0.50 0.25 0.005 0.08 0.05 0.10 0.10 0.001 0.03 0.02 0.01 0.001 183 226 9.1 113
Pb60Sn40 H45A 39.5から40.5 残部 0.50 0.25 0.005 0.08 0.05 0.10 0.10 0.001 0.03 0.02 0.01 0.001 183 238 9.3 114
Pb65Sn35 H35A 34.5から35.5 残部 0.50 0.25 0.005 0.08 0.05 0.10 0.10 0.001 0.03 0.02 0.01 0.001 183 245 9.5 115
Pb70Sn30 H30A 29.5から30.5 残部 0.50 0.25 0.005 0.08 0.05 0.10 0.10 0.001 0.03 0.02 0.01 0.001 183 255 9.7 116
Pb80Sn20 H20A 19.5から20.5 残部 0.50 0.25 0.005 0.08 0.05 0.10 0.10 0.001 0.03 0.02 0.01 0.001 183 280 10.2 117
Pb90Sn10 H10A 9.5から10.5 残部 0.50 0.25 0.005 0.08 0.05 0.10 0.10 0.001 0.03 0.02 0.01 0.001 263 302 10.7 122
Pb95Sn5 H5A 4.5から5.5 残部 0.50 0.10 0.005 0.08 0.05 0.10 0.10 0.001 0.03 0.02 0.01 0.001 300 314 11.0 123
Sn-Pb-Bi系(すず、鉛、ビスマスの合金)のはんだの成分、融点、比重の一覧表
はんだの合金タイプ はんだの種類 はんだの成分(%) 固相線温度(℃) 液相線温度(℃) 比重 ISO合金番号
記号1 記号2 Sn Pb Sb Bi Cd Cu Au In Ag Al As Fe Ni Zn
Sn-Pb-Bi系(すず、鉛、ビスマスの合金) Sn57Pb40Bi3 H57Bi3A 56.5から57.5 残部 0.20 2.5から3.5 0.002 0.08 0.05 0.10 0.10 0.001 0.03 0.02 0.01 0.001 175 185 8.6
Sn46Pb46Bi8 H46Bi8A 45.5から46.5 残部 0.20 7.5から8.5 0.002 0.08 0.05 0.10 0.10 0.001 0.03 0.02 0.01 0.001 175 190 8.9
Sn43Pb43Bi14 H43Bi14A 42.5から43.5 残部 0.20 13.5から14.5 0.002 0.08 0.05 0.10 0.10 0.001 0.03 0.02 0.01 0.001 135 165 9.1
Sn-Pb-Ag系(すず、鉛、銀の合金)のはんだの成分、融点、比重の一覧表
はんだの合金タイプ はんだの種類 はんだの成分(%) 固相線温度(℃) 液相線温度(℃) 比重 ISO合金番号
記号1 記号2 Sn Pb Sb Bi Cd Cu Au In Ag Al As Fe Ni Zn
Sn-Pb-Ag系(すず、鉛、銀の合金) Sn62Pb36Ag2 H62Ag2A 61.5から62.5 残部 0.20 0.10 0.002 0.08 0.05 0.10 1.8から2.2 0.001 0.03 0.02 0.01 0.001 179 179 8.4 171
Pb97.5Ag1.5Sn1 H1Ag1.5A 0.7から1.3 残部 0.20 0.25 0.002 0.08 0.05 0.10 1.2から1.8 0.001 0.03 0.02 0.01 0.001 309 309 11.3 -

鉛フリーはんだの成分、融点、比重

融点の違いによって、高温系、中高温系、中温系、中低温系、低温系の5つに便宜上、区分けされています。

鉛フリーはんだの融点による5分類
温度による区分 定義
高温系 固相線温度217℃以上 かつ 液相線温度225℃以上
中高温系 固相線温度217℃以上 かつ 液相線温度225℃未満
中温系 固相線温度150℃以上217℃未満 かつ 液相線温度200℃以上
中低温系 固相線温度150℃以上 かつ 液相線温度200℃未満
低温系 固相線温度150℃未満

Sn-Ag-Cu系の鉛フリーはんだが当初はもっともよく見られるもので、これはスズが約96.5%、銀が約3%、銅が約0.5%の成分組成のものでした。鉛フリーのなかでは濡れ性に優れており、機械的強度も強く、熱ストレスにも強いという優れた特徴を持っています。

ただ、ここには銀が含まれており、金属相場の影響を受けやすいことから、スズと銅を主体としたSn-Cu系の鉛フリーはんだも増えてきています。また、これにはSn-Cuにもうひとつ微量に添加元素を加えたタイプのものもあり、濡れ性や光沢等をSn-Cu系に比べて向上させているものもあります。スズと銅を主体にしたハンダの場合、スズが約99%、銅が約0.7%となり、こちらはSn-Ag-Cu系に比べると粘り強さを持ち、価格も安いという特徴があります。

Sn-Cu系での主流になりつつあるのは、ゲルマニウムとニッケルを添加したもので、JIS規格ではA35C5NiGeがこれに相当します。

高温系の鉛フリーはんだの成分、比重、融点の一覧
はんだの合金タイプ はんだの種類 はんだの成分(%) 固相線温度(℃) 液相線温度(℃) 比重 ISO合金番号
記号1 記号2 Sn Pb Sb Bi Cu Au In Ag Al As Cd Fe Ni Zn Ge P Ga
Sn-Sb系 Sn95Sb5 S50 残部 0.07 4.5から5.5 0.10 0.05 0.05 0.10 0.10 0.001 0.03 0.002 0.02 0.01 0.001 - - - 238 241 7.3 201
Sn-Cu系 Sn97Cu3 C30 残部 0.07 0.20 0.10 2.5から3.5 0.05 0.10 0.10 0.001 0.03 0.002 0.02 0.01 0.001 - - - 227 309 7.3 402
Sn99.3Cu0.7 C7 残部 0.07 0.20 0.10 0.5から0.9 0.05 0.10 0.10 0.001 0.03 0.002 0.02 0.01 0.001 - - - 227 227 7.3 401
Sn-Cu-Ni系 Sn99.25Cu0.7Ni0.05 C7Ni 残部 0.07 0.20 0.10 0.5から0.9 0.05 0.10 0.10 0.001 0.03 0.002 0.02 0.02から0.08 0.001 - - - 227 227 7.3 403
Sn-Ag系 Sn95Ag5 A50 残部 0.07 0.20 0.10 0.05 0.05 0.10 4.8から5.2 0.001 0.03 0.002 0.02 0.01 0.001 - - - 221 240 7.4 704
Sn-Cu-Ag系 Sn92Cu6Ag2 C60A20 残部 0.07 0.20 0.08 5.5から6.5 0.05 0.10 1.8から2.2 0.001 0.03 0.002 0.02 0.01 0.001 - - - 217 373 7.5 503
Sn95Cu4Ag1 C40A10 残部 0.07 0.20 0.08 3.5から4.5 0.05 0.10 0.8から1.2 0.001 0.03 0.002 0.02 0.01 0.001 - - - 217 335 7.4 502
Sn99Cu0.7Ag0.3 C7A3 残部 0.07 0.20 0.06 0.5から0.9 0.05 0.10 0.2から0.4 0.001 0.03 0.002 0.02 0.01 0.001 - - - 217 226 7.3 501
Sn-Ag-Cu-In系 Sn97.8Ag1.2Cu0.5In0.5 A12C5N5 残部 0.07 0.10 0.10 0.3から0.7 0.05 0.2から0.8 1.0から1.4 0.001 0.03 0.002 0.02 0.01 0.001 - - - 217 225 7.4 731
中高温系の鉛フリーはんだの成分、比重、融点の一覧
はんだの合金タイプ はんだの種類 はんだの成分(%) 固相線温度(℃) 液相線温度(℃) 比重 ISO合金番号
記号1 記号2 Sn Pb Sb Bi Cu Au In Ag Al As Cd Fe Ni Zn Ge P Ga
Sn-Ag系 Sn97Ag3 A30 残部 0.07 0.20 0.10 0.05 0.05 0.10 2.8から3.2 0.001 0.03 0.002 0.02 0.01 0.001 - - - 221 222 7.4 702
Sn96.5Ag3.5 A35 残部 0.07 0.20 0.10 0.05 0.05 0.10 3.3から3.7 0.001 0.03 0.002 0.02 0.01 0.001 - - - 221 221 7.4 703
Sn96.3Ag3.7 A37 残部 0.07 0.20 0.10 0.05 0.05 0.10 3.5から3.9 0.001 0.03 0.002 0.02 0.01 0.001 - - - 221 221 7.4 701
Sn-Cu-Ag-P-Ga系 Sn99.1Cu0.5Ag0.3P0.05Ga0.05 C5A3PGa 残部 0.07 0.10 0.08 0.3から0.7 0.05 0.10 0.2から0.4 0.001 0.03 0.002 0.02 0.01 0.001 - 0.01から0.1 0.01から0.1 217 224 7.3 504
Sn-Ag-Cu系 Sn98.3Ag1Cu0.7 A10C7 残部 0.07 0.20 0.10 0.5から0.9 0.05 0.10 0.8から1.2 0.001 0.03 0.002 0.02 0.01 0.001 - - - 217 224 7.4 715
Sn96.5Ag3Cu0.5 A30C5 残部 0.07 0.20 0.10 0.3から0.7 0.05 0.10 2.8から3.2 0.001 0.03 0.002 0.02 0.01 0.001 - - - 217 219 7.4 711
Sn95.5Ag4Cu0.5 A40C5 残部 0.07 0.20 0.10 0.3から0.7 0.05 0.10 3.8から4.2 0.001 0.03 0.002 0.02 0.01 0.001 - - - 217 219 7.4 714
Sn-Ag-Cu-Ni-Ge系 Sn95.92Ag3.5Cu0.5Ni0.07Ge0.01 A35C5NiGe 残部 0.07 0.20 0.10 0.3から0.7 0.05 0.10 3.3から3.7 0.001 0.03 0.002 0.02 0.06から0.08 0.001 0.005から0.015 - - 217 219 7.4 741
Sn-Bi-Cu-In系 Sn96.9Bi1.7Cu0.8In0.6 B17C8N6 残部 0.07 0.10 1.5から1.9 0.5から0.9 0.05 0.4から0.8 0.10 0.001 0.03 0.002 0.02 0.01 0.001 - 0.01から0.1 - 217 218 7.4 302
Sn-Ag-Cu系 Sn95.8Ag3.5Cu0.7 A35C7 残部 0.07 0.20 0.10 0.5から0.9 0.05 0.10 3.3から3.7 0.001 0.03 0.002 0.02 0.01 0.001 - - - 217 217 7.4 712
Sn95.5Ag3.8Cu0.7 A38C7 残部 0.07 0.20 0.10 0.5から0.9 0.05 0.10 3.6から4.0 0.001 0.03 0.002 0.02 0.01 0.001 - - - 217 217 7.4 713
Sn-Cu-Ni-P-Ga系 Sn98.95Cu0.7Ni0.25P0.05Ga0.05 C7Ni3PGa 残部 0.07 0.10 0.10 0.5から0.9 0.05 0.10 0.10 0.001 0.03 0.002 0.02 0.01から0.25 0.001 - 0.01から0.1 0.01から0.1 214 220 7.3 409
中温系の鉛フリーはんだの成分、比重、融点の一覧
はんだの合金タイプ はんだの種類 はんだの成分(%) 固相線温度(℃) 液相線温度(℃) 比重 ISO合金番号
記号1 記号2 Sn Pb Sb Bi Cu Au In Ag Al As Cd Fe Ni Zn Ge P Ga
Sn-Ag-Bi-Cu系 Sn96Ag2.5Bi1Cu0.5 A25B10C5 残部 0.07 0.20 0.8から1.2 0.3から0.7 0.05 0.10 2.3から2.7 0.001 0.03 0.002 0.02 0.01 0.001 - - - 213 218 7.4 721
Sn-Bi-Ag-Cu-In系 Sn96.5Bi1.6Ag1Cu0.7In0.2 B16A10C7N2 残部 0.07 0.20 1.4から1.8 0.5ら0.9 0.05 0.25から0.15 0.8から1.2 0.001 0.03 0.002 0.02 0.01 0.001 - - - 210 222 7.4 -
Sn-Bi-Ag-Cu系 Sn96.3Bi2Ag1Cu0.7 B20A10C7 残部 0.07 0.20 1.8から2.2 0.5ら0.9 0.05 0.10 0.8から1.2 0.001 0.03 0.002 0.02 0.01 0.001 - - - 208 221 7.4 -
Sn-In-Ag-Bi系 Sn92In4Ag3.5Bi0.5 N40A35B5 残部 0.07 0.20 0.3から0.7 0.05 0.05 3.5から4.5 3.2から3.8 0.001 0.03 0.002 0.02 0.01 0.001 - - - 207 212 7.4 612
Sn88In8Ag3.5Bi0.5 N80A35B5 残部 0.07 0.20 0.3から0.7 0.05 0.05 7.5から8.5 3.2から3.8 0.001 0.03 0.002 0.02 0.01 0.001 - - - 196 206 7.4 611
中低温系・低温系の鉛フリーはんだの成分、比重、融点の一覧
はんだの合金タイプ はんだの種類 はんだの成分(%) 固相線温度(℃) 液相線温度(℃) 比重 ISO合金番号
記号1 記号2 Sn Pb Sb Bi Cu Au In Ag Al As Cd Fe Ni Zn Ge P Ga
Sn-Zn系 Sn91Zn9 Z90 残部 0.07 0.20 0.10 0.05 0.05 0.10 0.10 0.001 0.03 0.002 0.02 0.01 8.5から9.5 - - - 198 198 7.4 801
Sn-Zn-Bi系 Sn89Zn8Bi3 Z80B30 残部 0.07 0.20 2.8から3.2 0.05 0.05 0.10 0.10 0.001 0.03 0.002 0.02 0.01 7.5から8.5 - - - 190 196 7.4 811
Bi-Sn系 Bi58Sn42 B580 41.0から43.0 0.07 0.20 残部 0.05 0.05 0.10 0.10 0.001 0.03 0.002 0.02 0.01 0.001 - - - 139 139 8.7 301
Sn-In系 In52Sn48 N520 47.5から48.5 0.07 0.20 0.10 0.05 0.05 残部 0.10 0.001 0.03 0.002 0.02 0.01 0.001 - - - 119 119 7.7 601

はんだの形状とサイズ、寸法

形状とサイズ、寸法については、もっとも一般的な線状のもので、太さとなる外径(直径)が1mm, 2mm, 3mm, 4mmと4パターンあります。JIS規格では、この太さの寸法の許容差は±0.1mmと定められています。なお、線状だけでなく、はんだには以下のような形があります。

はんだの形状、サイズと表示記号
形状 表示記号 サイズ、寸法
線状 直径1.0mm, 2.0mm, 3.0mm, 4.0mm
塊状 標準質量 約5kg(鉛含有)、約4.5kg(鉛フリー)
棒状 約7mm(厚さ)x20mm(幅) x 400mm(長さ)
帯状 -
プリフォーム -
粉末状 -
    

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