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ハンダ付け(半田付け)職人のはんだ付けblog

2009.12.16

はんだ付けに光を!(2009.12.16

こんにちは、はんだ付け職人です。



今週は、一度は聞いたことがあるかもしれない

「ウィスカ(whisker)」についてのお話です。



私自身もちょくちょく話には聞くものの

「あー・・そういうものかな?・・」



程度に聞き流してましたので、今回ちょっと調べてきました。

ウィスカの写真は、NASAにたくさんありました。

参照

http://nepp.nasa.gov/whisker/photos/index.html



ウィスカというのは、そもそもまったく格子欠陥がない結晶

のことを言います。



またウィスカは、ある結晶方向に沿って、針状に成長するため

猫のひげ(Whisker)から命名されたそうです。



このウィスカが注目を浴びたのは、ニューヨークで電話線の

ケーブルの銅線にメッキされたSn(スズ)から



高純度のSn結晶が、ケーブルの被覆を突き破って針状に

成長して絶縁不良を起こしたことにあったそうです。



参考文献:「ハンダ付け用語辞典」川口虎之輔 著(日本アルミット)





Sn(スズ)とCu(銅)の界面に発生することが多く

Sn-Cuの組み合わせは、特にはんだ付けに深い関わりがあります。



Cuに施されたSnメッキに内部応力が掛かると、その応力を逃がす

ために、ウィスカが発生するような解説がなされています。



この応力は、そもそもメッキを施すだけでも発生するようで、

温度変化による熱膨張の差によっても、応力を発生します。



また、Sn-Cuの組み合わせだけでなく、いろいろな組み合わせで

ウィスカが発生するようで、さまざまな発生の要因があり



一概に、「こうすればウィスカの発生を防げる!」という対策は

まだ、見つかっていないようです。



ただ、いくつかの提案はあるようで、



・Snメッキの下にNiのアンダーコートを入れる

・あらかじめCu6Sn5を界面に均一に形成しておく

・Pb(鉛)の添加(共晶ハンダでは起こりにくい)

・Snメッキの厚さを10μm以上にする

・酸化膜を制御して施す



などが紹介されています。



参考文献:「はじめての鉛フリーはんだ付けの信頼性」菅沼克昭 著

     (工業調査会)













ちょっと、まだ我々のような現場サイドには手を出せるような

領域の話ではないようですが、もし、不良の発生原因がウィスカに

あるような場合は、参考にされてください。



では、明るいハンダ付けを!

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