スズめっきとは？その特徴と用途

スズめっきとは？

スズめっき特有の問題と対策

ウィスカとは？電子部品でのショートの原因に

スズめっきを使用する際の重要な課題のひとつが「ウィスカ」と呼ばれる現象です。これは、スズめっき表面から細長い金属結晶（ひげ）が自然に成長するもので、電子部品でショート（短絡）を引き起こす可能性があります。

ウィスカは、スズの内部応力や外部環境（温度変化や振動）によって発生しやすく、電子機器の誤動作や故障の大きな原因となります。特に鉛フリーのスズめっきはウィスカが発生しやすいです。

スズ合金めっきによるウィスカ対策

ウィスカの発生を抑制する方法として、スズ合金めっきの利用があります。特に、スズ-鉛（Sn-Pb）合金はウィスカの発生を抑える効果があり、かつてはんだ付け用途では60Sn-40Pbや90Sn-10Pbの合金が広く使用されていました。

現在では環境規制（RoHS、ELVなど）により鉛の使用が制限されているため、鉛フリーでウィスカを抑える合金（Sn-Ag、Sn-Bi、Sn-Cuなど）への移行が進んでいます。これらの合金も適切な条件下で使用することで、ウィスカのリスクを大幅に低減できます。

スズめっき浴の種類と特性

• 硫酸スズ浴： 酸性。添加剤により光沢調整可能。低温でも安定して使用できる。
• メタンスルフォン酸浴： スズイオン濃度が高く、浴寿命が長い。高速めっきに対応。光沢性良好。
• アルカリ性スズ浴： 無光沢めっきに適し、密着性やはんだ付け性が良好。主に部品用途。

特にメタンスルフォン酸浴は、安定性と操作性に優れ、現在最も広く使われているスズめっき浴です。

スズ合金めっきの特徴と用途

鉛入りスズ合金（Sn-Pbめっき）

• 60Sn-40Pb： 一般的なはんだ付け用途に使用。融点は183℃で取り扱いやすい。
• 90Sn-10Pb： 高融点仕様で、耐熱性を求められる部品に用いられる。

鉛フリースズ合金（Sn-Ag, Sn-Bi, Sn-Cu）

• Sn-Ag（3～4％Ag）： ウィスカ抑制効果が高く、耐熱性・導電性にも優れる。
• Sn-Bi（1～5％Bi）： 低温でのはんだ付けに有効。皮膜の硬度と密着性が高い。
• Sn-Cu（0.7％Cu）： 安価で電気的性質も良好。鉛フリーはんだとして普及。

これらの鉛フリー合金は、環境規制に対応しつつ、はんだ付け品質を保つための有力な選択肢です。

重要ポイント

• スズは耐食性と無毒性に優れており、食品用途にも安全に使える金属である
• スズは低融点（232℃）であり、はんだ付け用途に非常に適している
• スズめっき特有の問題として、ウィスカ（金属ひげ）の発生があり、電子機器のショートを引き起こすリスクがある
• ウィスカ対策としてはスズ鉛合金めっきが効果的であり、現在は環境規制によって鉛フリー合金（Sn-Ag、Sn-Bi、Sn-Cu）などへの置き換えが進んでいる