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【ネタ】鉛フリーはんだは「超合金 」!?

はんだは合金です。

鉛フリーはんだは、いろんな金属元素をそれこそ0.1%のオーダーで厳密にコントロールして調合してあります。
なので、鉛フリーはんだは「超合金」といえるのではないでしょうか。

男児向けのおもちゃに「超合金ロボット」というのがあります。
ということは、そのおもちゃはきっと鉛フリーはんだでできているに違いない!?
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【編集】Sn-Ag-Cu系鉛フリーはんだのアメリカ合衆国への持ち込みについての注意

(原題:鉛フリーはんだの外国への持込みについての注意)

Sn-Ag-Cu系鉛フリーはんだは、特許の問題でアメリカ合衆国への持ち込みができません。これは個人・企業を問わず、また販売の目的であるか否かを問いませんから、注意が必要です。
 参考HP(石川金属) http://www.ishikawa-metal.com/product/pb-free5.html
正式にライセンスを取得したはんだメーカーが製造したはんだを使用した製品・半製品の持ち込みは可能です。日本のはんだメーカーのほとんどは正式にライセンスを受けています。
 参考HP(日本スペリア) http://www.nihonsuperior.co.jp/global/lisence_sac.html
個人がSn-Ag-Cu系鉛フリーはんだを使用するときの注意点としては、
・作品をアメリカへ持ち込む予定があるならば、正式なライセンスを受けたメーカーのはんだを使用して作成しなければいけない。
・作品をアメリカへ持ち込むとき、補修用にはんだを持ち込むことはできないので、現地で調達する必要がある。

なお、日本以外の国への持込は(特許の問題においては)別段問題ないようです。
また、鉛入りはんだや最近人気の出てきたSn-Cu-Ni系はんだはこの問題がありませんから、こちらを使うようにするのもひとつの手です。

(3/31編集:参考HP追記、注意点追記、など。)
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ホビーユースで鉛フリーはんだを使 う際に気をつけること

個人で、ホビーユースではんだを使うときに気をつけることをまとめてみました。

『法的には、個人で使うのであれば必ずしも鉛フリーはんだを使わなければならないわけではない』
法的に鉛フリーはんだを使わなければいけないとされているのは、現在のところ「商業的に、ヨーロッパと中国向けに電子機器を販売する場合のみ」です。
国内で個人がホビーユースで使う限りにおいては鉛フリーはんだでなくてもかまいません。実際、秋葉原ではいまだにたくさんの「鉛入りはんだ」が販売されていて、そのほうが安価です。

『鉛フリーはんだを使う場合には、はんだごては専用のものを使用しなければならない』
ここでいう「専用」というのは、
1)鉛フリーはんだに対応した製品
2)一度も「鉛入りはんだ」の使用をしていない
の2つの意味があります。
まず1)については、鉛フリーはんだは鉛入りはんだに比べて融ける温度が25℃~35℃高いので、それだけこての温度も上げなくてはいけません。しかし上げすぎても良いはんだ付けはできません。鉛フリーはんだを使用する場合のこて先温度はおおよそ350℃程度といわれています。
そのため、鉛フリーはんだを使用するには厳密な温度管理のできるこてを使う必要が出てきます。そういった製品の主流は、温度を変化させることができる「温調はんだごて」ですが、必ずしも温度を変更できなくても、こて先の温度をセンサーで検知して温度を一定に調節する機能を備えていればよいです。ちなみに、このようなはんだごては電源を入れてから使用できるようになるまでの時間も短くて済む(数10秒程度で使用可能になる)ので便利です。
また2)については「鉛フリーはんだと鉛入りはんだを混ぜてはいけない」という理由があります。「法的な」話をすれば「鉛が少しでも混入してはいけないから」ですが、個人で使う場合であっても「鉛フリーはんだに鉛が混じると、何が起こるかわからないから止めておいたほうがよい」ということもあります。
これらの理由から、これまで鉛入りを使っていた人が鉛フリーはんだを使おうとすると、新たにはんだごてを用意する必要が出てきます。また安いはんだごては鉛フリーはんだを使うのに必要な機能を備えていないので、おのずと価格も高いものになります。そういった出費も覚悟しないといけません。
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「利きはんだセット(鉛フリー)」と使ってもらった

買い集めた鉛フリーはんだを1.5gずつ切り分けて、3人の人に使ってもらって感想を教えていただけることになりました。
どんな結果が出るのか楽しみ。o(^-^)o
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はんだ付けに関する資格・検定を調 べた。

はんだ付け(特に電子工作の)に関する資格や検定を調べてみました。

・技能検定(国家資格):電子機器技能士
 「電子機器組立て作業」に関する検定で、国家資格です。この検定に合格すると「電子機器技能士」の肩書きを名乗れます(この検定に合格していない者は肩書きを名乗ることはできません)。
 級別に特級・1級・2級・3級とあります。
 試験の内容は実技試験のみで、部品をプリント配線板にはんだ付けをし、配線をして(※3級は配線がない)、ケースに収めるとまでが範囲となっています。当然、はんだ付けが不良であれば合格できません。
 受験には資格が必要で、2・3級を受験するのに2年以上の実務経験が必要です(専門高校以上の学校を卒業していれば、2級まではすぐに受験できます)。また1級は、いきなり受けるのであればさらに長い実務経験が必要で、2・3級に合格していても短い実務経験が必要です。特級はいきなり受けることはできず、1級合格後に実務経験が必要となっています。※これは技能試験すべてに共通です。

・日本はんだ付け協会 はんだ付け検定
 はんだ付けに特化された、NPO法人が主催する民間の検定です。
 級別になっていて、3級は鉛入り共晶はんだ、1・2級は鉛フリーはんだを使います。1級はさらに微細はんだ付けを行います。
 試験の内容は筆記試験(択一式)と実技試験があります。実技試験は、プリント配線板への部品実装と、ラグ端子・D-subコネクタへのリード線のはんだ付けです。
 受験に資格は必要ありません。
 
・日本溶接協会 マイクロソルダリング技術資格
 数mm単位の小さな部品のはんだ付けに関する、民間の団体が主催する検定です。
 この試験の特徴ははんだ付けそのものの技術だけでなく、検査の技術や、現場監督・技術管理などに関する部分までをカバーしていることです。
 級別に6段階あり、下級(はんだ付けの実務)のほうでは実技をあわせて行いますが、上級(管理・監督)の試験ではほとんどが知識に関する試験となります。
 受験には年齢制限と実務経験が必要で、もっとも簡単な「オペレータ資格」でも18歳以上で3ヶ月以上の実務経験が必要です。

ほかにもあるかもしれません。
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鉛フリーはんだを買ってみた。

鉛フリーはんだを買ってみました。
IMG_9514.jpg
←左:千住金属 RMA 02 M705 P3 0.6 500g
↑中央:大洋電機 SF-B4008 400g
↓右手前:大洋電機 SF-A0406 45g
→右奥:HS-372 100g

全部で1kgあります。多分250年分ぐらいあるのではないでしょうか。
・・・こんなに買ってどうする>自分
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「ヤニ入り鉛フリー糸はんだ」を調べた。(その3:番外編の続き)

鉛フリーはんだを調べていくうちに、その1で紹介した主流の3種のほかにもいろいろな組成のはんだが売られていることがわかりました。
ここではそれらをまとめてみます。

・オヤイデ電気 SS-47シリーズ
 その2で紹介したはんだです。「Sn-Ag-Cu三元系はんだにおける共晶」であることを主張しています。1m売りのほかにリール売りもありました。
 オヤイデ電気はケーブル一般を取り扱う販売店ですが、オーディオ用に特化されたケーブル類(電源・スピーカーケーブルなど)を特に前面に出して販売しています。そのためか、売り文句に「純度99.993%以上のスズを使用」「オーディオに最適」とあります。

・和光テクニカル SR-4N・SR-4NCuシリーズ
 これもオーディオに最適という売り文句で販売されています。こちらも売り文句に純度の高い地金を使用しているという記述が見られます。その割には銀の配合率が一定していないあたりが気になります。
 発売元の和光テクニカルは車のアクセサリなどを売っている会社です。
 なお、こちらのシリーズもオヤイデ電気で1mの切り売りを行っています(420円)。

・ソルダーコート LLS 217シリーズ
 ソルダーコート(株)は正真正銘のはんだメーカーです。
 LLS 217はSn/3.5Ag/0.75Cuという配合比率で、オヤイデのSS-47シリーズと同様に「Sn-Ag-Cu三元系における共晶」を標榜しています。
 ただソルダーコートも主力はSn/3Ag/0.5Cu系の「LLS 219」のようで、LLS 217はなかなか販売されていません。今回何とか販売店を見つけ出しました。

・日本スペリア SN100C(040)
 ヤニ入り糸はんだは、中に入っているフラックスの種類でも何種類かラインナップされていることがあります。
 日本スペリアの製品の場合、カッコの中はそのフラックスの種類をさしています。SC100Nシリーズにはそのフラックスの種類で010・020・030・040・044・551などがあります。
 個人が販売店で手に入れられるもので多いのは010・020・030で、040はオヤイデ電気だけでしか取り扱っているのを見たことがありません。また044は取り扱っているお店が見当たりません。
 040のタイプはオヤイデ電気で500gリール巻きが4200円、5m切り売りを525円で販売しています。

・日本スペリア SN96CIシリーズ
 こちらはSN100Cとは違ってSn-Ag-Cu系になります。配合比率はAg3.8%、Cu1.0%で、これも3元系の共晶と称しています。
 海外ではこの組成のものが鉛フリーはんだの主流のようです。

価格の比較をしてみました。それが下の表です。
鉛フリーはんだ一覧(番外編)
オヤイデと和光の3シリーズは高級タイプを称していることもあって、比較的高価になっています。一方でソルダーコートのLLS 217はSn-Ag-Cu三元系にもかかわらず、重量単価がかなり安いといえます。

なお、これらのはんだはあまり主流ではないことから、比較対象からは外したいと思います。
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「ヤニ入り鉛フリー糸はんだ」を調べた。(その2:番外編)

鉛フリーはんだを調査していたら、オヤイデ電気というブランドの「SS-47」というはんだを見つけました。
なんでも、銀を4.7%、銅を1.7%含んでいるそうです。ここがSn/Ag/Cu系はんだの共晶点なのだそうです。
それだけなら、まぁ千住やアルミットよりちょっと多いかなっていう程度なのですが、値段を見てびっくり。なんと「1m(メートル)で350円」なのです。
一番高かったアルミットでさえ1m当り100円ちょっとなのに、その3倍もの値段がします。

と、いうことは1kgだと5万円ぐらいするのか~
Σ(゜□゜;;;;ガビーン

少し調べたら、Sn/4.7Ag/1.7Cuという組成のはんだは「ニホンハンダ(株)」というところで作っているようです。ただここでは糸はんだは作っていないので、ここから地金だけ買ってどこか別の業者に依頼して糸はんだに加工してもらっているのかもしれません。

ちなみにSS-47の太さは1.0mmのみだそうです。細かい作業には向かなさそうです。
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「ヤニ入り鉛フリー糸はんだ」を調べた。(その1)

はんだといえば、これまではスズと鉛の合金のものが多く使われていますが、最近は規制が厳しくなったとかで、はんだに鉛の入っていない「鉛フリーはんだ」なるものがもてはやされています。
電子工作には、通常「ヤニ(フラックス)入り糸はんだ」が使われるので、これの鉛フリータイプのものを市場調査しました。

鉛フリーはんだの組成には大別すると「銀入り」と「銀なし」の2種類にわけられ、さらに「銀入り」はその銀の含有量で細かく分かれます。
「銀入り」では、銀が3%に銅を0.5%入れたもの(3Ag-0.5Cu)が最も主流で、主なブランドに千住金属「M705」と日本アルミットの「LFM-48」があります。ほかにコストダウンのために銀を0.3%に減らし銅を0.7%に増やしたもの(0.3Ag-0.7Cu)があります。
「銀なし」は事実上銅とニッケルを加えたもの(Sn-Cu-Ni系)のみがあります。後者で有名なのが日本スペリアの「SN100C」です。
はんだごてを販売しているメーカー(白光・ホーザン・大洋電気産業)からもはんだは販売されています。その中では種類が豊富なのはホーザンで、上に書いた3種すべてを販売しています。一方、白光と大洋電機産業は銀入りのコストダウンタイプのみ販売しています。ただ、実際には千住やアルミット・スペリアなどからのOEMかもしれません(※未確認)。

鉛フリーはんだ一覧
まずは、その価格を調べてみました。それが上の表です(2012年3月18日現在:当方独自調べ)。線径は電子工作で使いやすいであろうと思われる0.6mm・0.8mm・1.0mmを上げてみました。ただ、アルミットには0.6mmのラインナップがないそうなので、0.5mmで表を作りました。
「銀入り」は「銀なし」に比べるとやはり高めの単価になっています。日本スペリアのSN100Cの重量単価は特徴的ですね。このはんだは従来の鉛入りはんだと使い勝手が似ているというともあって、人気が高いそうです。
ここ数年で銀の価格が数倍になっている(約8万円/kg:2012年3月現在)ので、「銀入り」はたかが3%といえども価格への影響は大きいようです。また相場も乱高下しているので、はんだの値段もそれにつられて変動するのだそうです。

近いうちに、これらのはんだの実際の使い勝手を比べてみたいと思います。

注:2012年3月19日 表を差し替え、再編集。
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てきとーに考えてみた。

MSP430はSPY-BI-WIREで書き込むけど、ローンチパッドのUSBインタフェース部自体はJTAGとしても動作するのだろうか?
そうだすれば、ハード的には接続さえ変えてやればAVRも書き込めるのかもしれない。
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プロフィール

@ぽっけ

Author:@ぽっけ
底辺Makerを自負する@ぽっけが日々製作している「初歩の電子工作」の記録です。
自分で「あっ、あれ欲しい!」と思ったものを猪突猛進、地で製作しています。

★略歴

電子工作は中学のとき、授業でやるよりも早く自分で始めました。・・・といっても小遣いも少なく技術も未熟だったので、ラジオを作るのさえもやっとでした。

高校・大学でも工作を続け、大学在学中にようやくトランジスタ回路の基礎が理解できるようになってきました。

大学卒業後はメーカーに就職し設計職で忙しい毎日を過ごす中で工作からは遠ざかっていましたが、事務職に配転となり時間に余裕ができてまた工作を始めました。そんな中で2011年のCP+(カメラショー)併設展の「Business Meets」に出展していたテキサス・インスツルメンツのブースで「MSP430 Launchpad」に出会ってから、マイコンを使った電子工作を始めました。

また、鉛フリーはんだに興味を持って、10数種類のはんだをリールで購入。個人で使うには約1200年分の在庫を持つという暴挙を成し遂げ(?)ました。

★イベント出展実績
●Make: Tokyo Meeting 07
●Make: Ogaki Meeting 2012
●Maker Faire Tokyo 2012
●ニコニコ超会議「作ってみタワー ワークショッププロジェクト」
●NT金沢2013
●Maker Faire Tokyo 2013
●ポタアン自作er展示会 atポタ研2014冬
○NT金沢2014(予定)

☆TwitterID:
  @pokke_yamada

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