鉛フリーはんだ（SAC305）の組成と車載実装でとは
株式会社フォスターでは、SAC305はんだを使用した車載電子部品の実装品質評価・断面解析・温度サイクル信頼性試験を実施しています。
SAC305（96.5Sn-3.0Ag-0.5Cu）は鉛フリーはんだの事実上の世界標準です。RoHS指令対応・環境規制への準拠から車載電子機器でも主流となっていますが、融点が有鉛はんだより高く、接合部の機械特性・クリープ特性が異なるため、実装条件と信頼性評価の管理が重要です。
SAC305の組成と主要特性
SAC305は錫（Sn）：96.5%・銀（Ag）：3.0%・銅（Cu）：0.5%の合金です。AgとCuの添加でSn単体より融点・強度・クリープ耐性が向上しています。
| 特性 | SAC305 | Sn63Pb37（有鉛） | 備考 |
|---|---|---|---|
| 融点 | 217〜220℃（準共晶） | 183℃（共晶） | SAC305は温度範囲が狭い |
| 引張強度（室温） | 約45〜55 MPa | 約30〜40 MPa | SAC305の方が強い |
| 伸び | 約30〜50% | 約40〜60% | 有鉛の方が延性が高い |
| クリープ耐性 | 中程度（室温0.6Tm近傍） | 低（室温0.65Tm近傍） | 両方ともクリープしやすい |
| ウィスカー発生リスク | 低 | 低（Pbが抑制） | Sn系は高リスク（SAC305は中） |
| リフロー最高温度 | 245〜260℃ | 210〜230℃ | SAC305は基板に高い耐熱要求 |
車載実装での信頼性課題
車載温度サイクル（−40℃〜+125℃）では、SAC305接合部のCTE不一致によるせん断ひずみが累積し、クリープ疲労による亀裂が発生します。この亀裂進展寿命はCoffinManson則に基づいて評価されます。銀（Ag）含有量を増やすほど強度は上がりますが脆性増加のトレードオフがあります。
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よくある質問
SAC305のリフロー条件はどう設定するか？
IPC/JEDEC J-STD-020に基づき、ピーク温度250〜260℃、260℃以上の滞留時間は30秒以内、217℃以上の滞留時間は60〜90秒が目安です。基板の高Tgグレード（170℃以上）選定も必要です。
Snウィスカーとは何か？なぜ問題か？
Sn系はんだや錫めっきから発生する針状の金属結晶（ウィスカー）です。長さが数μm〜数mmになることがあり、隣接電極との短絡を引き起こします。有鉛はんだではPbがウィスカー成長を抑制しますが、鉛フリー化でリスクが増加しました。
SAC305と他の鉛フリーはんだ（SAC105・Sn58Bi等）の使い分けは？
SAC305は標準車載実装に最も普及しています。SAC105はAgが少なくコスト低、低温はんだ（Sn58Bi：融点138℃）は耐熱性の低い部品の実装に使います。EV大電流部品ではより高強度のSAC387も使われます。
接合部断面で観察されるAg₃Sn析出物は問題か？
Ag₃Snは正常な金属間化合物です。粗大な板状Ag₃Sn（板状IMC）が析出すると接合部の脆性が増す場合があります。急冷で微細化することで機械特性を向上させることができます。
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