共晶はんだとは？鉛フリーとの違い・メリットデメリットを徹底比較｜BuhinDana

共晶はんだとは、特定の比率で合金が一体化し、融点が一定になる特殊なはんだです。
現在主流の鉛フリーはんだと比較して、融点が低く作業性に優れるメリットがある一方、有害物質である鉛を含むため環境規制の対象となるデメリットも存在します。
この記事では、共晶はんだの基本的な特徴から、鉛フリーはんだとの具体的な違い、それぞれのメリット・デメリット、そして現在の主な用途までを詳しく解説します。

共晶はんだ｜BuhinDana
BuhinDanaでは太洋電機産業・白光の共晶はんだを始め、千住金属工業の各種産業用はんだなど、豊富にお取り扱いしています。　　SIMC 千住金属工業株式会社

共晶はんだとは？基本的な特徴を解説

共晶はんだとは、2種類以上の金属を特定の比率で混ぜ合わせた合金で、溶け始めから溶けきるまでの温度が一点で変化する特徴を持つ半田です。
英語ではEutecticSolderと表記されます。
この共晶とはという現象は、合金が融点で液体から固体へ、または固体から液体へと一気に状態変化することを意味します。

この特性により、はんだ付けの際に温度管理がしやすく、作業性に優れるため、電子工作や精密機器の分野で広く利用されてきました。

スズ63%・鉛37%で構成される合金

共晶はんだの最も代表的な組成は、スズ（Sn）が63%、鉛（Pb）が37%という合金比率です。
この特定の成分割合によって、共晶という特有の性質が生まれます。
この比率からわずかにずれると、共晶はんだとしての特性は失われ、溶け始める温度と完全に溶ける温度が異なる非共晶はんだとなります。

また、物理的な特性として、密度（比重）は約8.4g/cm³であり、鉛の含有割合が高いため、鉛フリーはんだと比較してやや重いという特徴があります。
このSn63/Pb37という組成は、長年にわたり電子部品実装の標準として用いられてきました。

融点が183℃で一定のため作業性に優れる

共晶はんだの最大の特徴は、融点が183℃という単一の温度である点です。
この温度を共晶点と呼びます。
一般的な合金は、温度を上げていくと固体からシャーベット状の半溶融状態を経て液体へと変化しますが、共晶はんだは183℃に達した瞬間に固体から液体へ一気に変化します。

逆に冷やす際も、183℃で液体から固体へと素早く凝固します。
このはんだの融点が一定である特性により、加熱時間の管理が容易になり、部品への熱ダメージを最小限に抑えつつ、短時間で確実なはんだ付けが可能となります。
この作業性の良さが、長年にわたり重宝されてきた理由です。

ペースト状になりにくい非共晶はんだとの明確な違い

共晶はんだと非共晶はんだの明確な違いは、溶融時の状態変化の仕方にあります。
共晶はんだが183℃という特定の温度で固体から液体へ一気に変化するのに対し、非共晶はんだには固相線温度と液相線温度の間に温度差があります。
この間、はんだは固体と液体が混在するペースト状の状態を経由します。

このペースト状になる時間は、はんだ付けの際に部品が動くと接合不良を引き起こす原因となり得ます。
共晶はんだにはこの状態が存在しないため、凝固が速く、安定した接合品質を得やすいという利点があります。

【徹底比較】共晶はんだと鉛フリーはんだの違いは5つ

かつてはんだの主流であった共晶はんだと、現在広く使用されている鉛フリーはんだには、成分や特性に多くの違いがあります。
RoHS指令による環境規制を背景に鉛フリーはんだへの移行が進みましたが、作業性やコスト面では共晶はんだに利点があるため、用途に応じて使い分けられています。
ここでは、融点、作業性、見た目、環境負荷、コストという5つの観点から、両者の具体的な違いを比較し、それぞれの特徴を明確にしていきます。

融点：共晶はんだの方が約30〜40℃低い

共晶はんだと鉛フリーはんだの最も大きな違いの一つが融点です。
共晶はんだ（Sn63/Pb37）の融点は183℃で一定ですが、現在主流の鉛フリーはんだ（Sn-Ag-Cu系など）の融点は約217℃〜220℃です。
このように、共晶はんだの方が約30℃から40℃も低い温度で溶融します。

この融点の低さは、はんだ付け作業において大きなメリットとなります。
低い温度で作業できるため、熱に弱い電子部品へのダメージを軽減できるほか、はんだごての温度設定も低く抑えられ、こて先の寿命を延ばす効果も期待できます。

作業性：濡れ性が良くはんだ付けしやすい共晶はんだ

作業性の面では、一般的に共晶はんだの方が優れているとされています。
その主な理由は「濡れ性」の良さにあります。
濡れ性とは、溶けたはんだが金属表面にどれだけスムーズに広がるかを示す性質で、共晶はんだは鉛フリーはんだに比べて広がりやすく、金属と馴染みやすいです。

そのため、はんだ付けの際にきれいなフィレット（はんだの接合部分の形状）を形成しやすく、初心者でも扱いやすいです。
リフロー工程においても、この濡れ性の良さは確実な接合を助けます。
また、作業時には適切なフラックスの選定が重要ですが、共晶はんだは比較的フラックスを選ばずに良好な結果を得やすい傾向にあります。

見た目：光沢があり仕上がりが美しい共晶はんだ

はんだ付け後の仕上がりの見た目にも違いが現れます。
共晶はんだで接合した箇所は、滑らかで光沢のある美しい銀色になります。
この光沢は、はんだ付けが正常に行われたかどうかの判断基準の一つにもなります。

一方、鉛フリーはんだは、仕上がりが白っぽくくすんだ色合いになるのが特徴です。
これは合金の性質によるもので、不良ではありませんが、光沢がないため慣れないうちは良否の判断が難しい場合があります。
また、鉛フリーはんだ、特にスズの純度が高いものは、ウィスカと呼ばれるヒゲ状の金属結晶が発生しやすく、これが原因でショート不良を引き起こすリスクが指摘されることもあります。

環境負荷：鉛を含むためRoHS指令の規制対象になる

環境負荷の観点では、両者には決定的な違いがあります。
共晶はんだは成分に有害物質である鉛を含んでいます。
鉛は人体や生態系に悪影響を及ぼす可能性があるため、その使用は世界的に規制される方向に向かいました。

特に欧州連合（EU）のRoHS指令（特定有害物質使用制限指令）によって、2006年以降、原則として電子・電気機器への鉛の使用が禁止されました。
この規制が、鉛フリーはんだへの移行を大きく後押ししました。
現在、一般に市販される多くの製品で共晶はんだは使用できず、環境への配慮から鉛フリーはんだの利用が標準となっています。

鉛フリータイプ
（Sn-Cu-Ni）
　融点227℃

コスト：鉛フリーはんだより安価な傾向にある

コスト面では、共晶はんだの方が鉛フリーはんだよりも安価な傾向があります。
共晶はんだの主成分であるスズと鉛は、比較的安価な金属です。
一方、鉛フリーはんだは、鉛の代替としてスズを主成分とし、そこに銀や銅、ビスマスといった金属を添加して特性を調整しています。

特に銀は高価な金属であるため、これを含む鉛フリーはんだは材料コストが高くなります。
この価格差から、RoHS指令の規制対象外となる用途や、コストを重視する個人の電子工作などでは、依然として共晶はんだが選ばれることがあります。

共晶はんだを利用するメリット

環境規制により使用場面が限定されるようになった共晶はんだですが、その優れた特性から今なお根強い需要があります。
特に、作業性の良さと電子部品への優しさは、鉛フリーはんだにはない大きな利点です。
ここでは、共晶はんだを利用することで得られる具体的なメリットについて、融点の低さと作業のしやすさという2つの観点から詳しく解説します。

融点が低く熱に弱い電子部品へのダメージを抑えられる

共晶はんだの最大のメリットは、融点が183℃と低いことです。
鉛フリーはんだの融点と比較して約40℃も低いため、はんだ付け作業時の加熱温度を低く設定できます。
このことは、熱に弱い半導体やセンサー、一部のコンデンサといった電子部品を実装する際に重要です。

高温に長時間さらされると部品の性能が劣化したり、最悪の場合は破壊されたりするリスクがありますが、共晶はんだを使えば、部品にかかる熱ストレスを軽減できます。
これにより、製品の信頼性を高め、製造時の不良率を低減することにも繋がります。

はんだの伸びが良く初心者でも作業しやすい

共晶はんだは「濡れ性」が非常に良好で、溶けたはんだが金属表面を滑らかに広がる性質があります。
このため、はんだが部品のリード線や基板のランドに素早く馴染み、いわゆる「富士山型」の理想的なフィレットを容易に形成できます。
また、融点が一点であるため、溶融から凝固までが非常に速く、作業中に部品がずれて接触不良を起こすリスクも少ないです。

これらの特性により、はんだ付け作業に慣れていない初心者でも、比較的簡単にきれいで確実な接合ができます。
この扱いやすさは、趣味の電子工作や教育現場などで共晶はんだが依然として好まれる大きな理由です。

共晶はんだを利用するデメリット

共晶はんだは作業性に優れる一方で、現代の製品製造においては無視できない重大なデメリットを抱えています。
その核心は、成分に含まれる「鉛」の存在です。
この鉛がもたらす環境や健康への影響、そしてそれに伴う法的な規制が、共晶はんだの利用を大きく制限しています。

ここでは、共晶はんだが持つ2つの主要なデメリットについて解説します。

有害物質の鉛を含有している

共晶はんだの最大のデメリットは、有害物質である鉛を約37%含有している点です。
鉛は、人体に摂取されると神経系や腎臓などに悪影響を及ぼす可能性があり、特に子どもの発達に与える影響が懸念されています。
また、鉛を含む電子機器が不適切に廃棄されると、土壌や地下水を汚染し、環境全体に長期的な負荷をかけることになります。

はんだ付け作業中にも、加熱によって発生するヒュームに微量の鉛が含まれる可能性があるため、作業者は十分な換気を行うなどの健康への配慮が不可欠です。
このような人体と環境へのリスクが、鉛の使用を避ける大きな理由となっています。

RoHS指令により一般的な製品には使用できない

鉛の有害性を受け、欧州連合（EU）ではRoHS指令が施行され、電子・電気機器に含まれる特定有害物質の使用が厳しく制限されました。
鉛はこの規制対象物質の一つであり、その結果、共晶はんだは原則として一般消費者向けの製品には使用できなくなりました。
この規制は世界的な標準となり、日本を含む多くの国で同様の法規制が導入されています。

そのため、メーカーが市場で販売する新しい製品を製造する際には、鉛フリーはんだの使用が義務付けられています。
ただし、医療機器や軍事・航空宇宙分野など、高い信頼性が求められる一部の特定用途では適用が免除される例外規定も存在します。

鉛フリータイプ
（Sn-Cu-Ni）
　融点227℃

共晶はんだはどんな時に使う？主な用途を紹介

RoHS指令によって一般的な電子製品での使用が規制された共晶はんだですが、その優れた特性から特定の分野や用途では現在も活用されています。
作業性の良さや、長年の使用実績に裏打ちされた高い信頼性が、鉛フリーはんだでは代替しきれない価値を持つためです。
ここでは、具体的にどのような場面で共晶はんだが今も使われ続けているのか、その主な用途を3つのカテゴリーに分けて紹介します。

古い基板の修理やメンテナンスでの使用

鉛フリーはんだが普及する以前に製造された、古い電子機器の基板を修理・メンテナンスする際には、共晶はんだが使用されることが多くあります。
これは、元々共晶はんだで実装されている部品を取り外したり、再度取り付けたりする場合に、同じ組成のはんだを使用することが望ましいためです。

融点や合金の特性が異なる鉛フリーはんだを混ぜて使用すると、接合部に予期せぬ合金層が形成され、強度の低下や長期的な信頼性の問題を引き起こす可能性があります。
そのため、オリジナルの設計仕様を維持し、確実な修理を行う目的で、共晶はんだが選択されます。

航空宇宙や医療など高い信頼性が求められる分野

共晶はんだは、航空宇宙、軍事、高度な医療機器、産業用制御システムといった、極めて高い信頼性が要求される分野で、RoHS指令の適用除外品目として現在も使用され続けています。
これらの分野では、機器の故障が人命や社会インフラに深刻な影響を及ぼすため、新しい技術である鉛フリーはんだよりも、長年の使用実績があり、機械的強度や耐熱サイクル性などのデータが豊富な共晶はんだの信頼性が重視されます。
特に、鉛フリーはんだで懸念されるウィスカの発生リスクが許容されない用途では、共晶はんだが不可欠な材料となっています。

個人の電子工作やDIYでの活用

RoHS指令は、市場で販売される製品を対象とする規制であるため、個人が趣味で行う電子工作やDIYの範囲では、共晶はんだを自由に使用できます。
共晶はんだは、融点が低く濡れ性が良いため、初心者でも非常に扱いやすく、きれいなはんだ付けが容易です。

また、鉛フリーはんだに比べて安価で入手しやすいというメリットもあります。
これらの理由から、試作品の製作やアマチュア無線の自作、オーディオアンプの改造など、個人のホビーの領域では、作業性の高さを優先して共晶はんだが広く愛用され続けています。

【購入前に確認】共晶はんだの種類と選び方のポイント

共晶はんだを実際に使用するにあたり、作業内容や目的に合った製品を選ぶことが重要です。
共晶はんだには、形状、太さ、そして製造するメーカーによって様々な種類が存在し、それぞれに特徴があります。
適切なものを選ばないと、作業効率が落ちたり、仕上がりの品質に影響したりすることもあります。

ここでは、共晶はんだを購入する際に確認すべき選び方のポイントを、「形状」「太さ（線径）」「メーカー」の3つの観点から解説します。

形状で選ぶ：作業内容に合わせて糸はんだ・棒はんだを選択する

共晶はんだの形状には、糸はんだ、棒はんだ、はんだペースト（クリームはんだ）など複数の種類があります。
一般的に電子工作や基板の修理などで手はんだ付けを行う場合は、リールに巻かれた糸はんだを選択します。
糸はんだの多くは、内部にフラックス（ヤニ）が含まれているため、別途フラックスを塗布する手間が省け、作業性に優れています。

一方、棒はんだは、はんだ槽（はんだを溶かして溜めておく装置）に投入して、電子部品をまとめてはんだ付けするフローソルダリングや、DIP槽での作業に使用されるのが主です。
個人の作業で使う機会は少ないですが、製造現場などで利用されます。

太さ（線径）で選ぶ：細かい作業には0.3mm〜0.8mmがおすすめ

糸はんだを選ぶ際に重要なのが、はんだの太さ（線径）です。
はんだ付けする対象物の大きさに合わせて適切な太さを選ぶことで、作業の精度と効率が向上します。
例えば、表面実装部品（チップ抵抗やICなど）の微細な端子をはんだ付けする場合は、溶かす量を細かく調整できる0.3mm、0.5mm、0.6mmといった細い線径が適しています。

一方、トランジスタやコネクタなど、リード線が太い部品や、熱が逃げやすい大きなランドには、十分な熱量を伝えやすい0.8mmや1.0mmといった太めの線径がおすすめです。
一般的には0.8mm前後が汎用性が高く、一本持っておくと様々な場面で活用できます。

メーカーで選ぶ：代表的なメーカーごとの特徴を把握する

共晶はんだは、様々なメーカーから販売されており、それぞれ品質や特性に違いがあります。
代表的な国内メーカーとしては、千住金属工業、日本アルミット、石川金属などが挙げられ、長年の実績と高い品質でプロからの信頼も厚いです。
また、工具メーカーである太洋電機産業や白光なども、扱いやすい高品質なはんだを提供しており、電子工作愛好家からの人気が高いです。

海外メーカー製品も存在しますが、品質の安定性を重視する場合は、実績のあるメーカーの製品を選ぶのが無難です。
各メーカーの製品にはフラックスの種類や含有量にも違いがあるため、用途に合わせて選ぶと良いでしょう。

共晶はんだに関するよくある質問

共晶はんだに関して、特に使用を検討している方や鉛フリーはんだとの違いに疑問を抱いている方から多くの質問が寄せられています。ここでは、共晶はんだの入手状況、鉛フリーはんだとの混合使用、および使用後の廃棄方法という3つの代表的な質問について、簡潔に回答します。

共晶はんだは現在でも購入できますか？

はい、購入可能です。
共晶はんだは、RoHS指令により一般製品への使用は制限されていますが、販売自体は禁止されていません。
電子部品を扱う専門商社や通販サイト、ホームセンターなどで容易に入手できます。

個人の電子工作や研究開発、指令の適用除外となる特定分野での使用を目的として、現在も広く流通しています。

共晶はんだと鉛フリーはんだを混ぜて使っても問題ありませんか？

混ぜて使用することは推奨されません。
共晶はんだと鉛フリーはんだを混ぜると、本来の合金組成とは異なるものになり、融点などの特性が変化します。

これにより、接合部の強度が低下したり、長期的な信頼性が損なわれたりする可能性があります。
修理などの際は、元々使われているはんだの種類を確認し、同じものを使用するのが原則です。

使い終わった共晶はんだの処分方法を教えてください。

鉛を含むため、産業廃棄物として専門の業者に委託し、適切に処分する必要があります。
一般の不燃ごみとして廃棄することはできません。
はんだ付け作業で出たはんだ屑や、古くなったはんだ槽のドロスなども同様です。

個人の場合は少量であることが多いですが、自治体のルールを確認し、指定された方法に従って処理してください。

まとめ

共晶はんだは、スズ63%・鉛37%の組成で、融点が183℃と低い特徴を持つ合金です。
この特性により、固体と液体間の状態変化が速く、濡れ性も良好なため、非常に作業性に優れています。
現在主流の鉛フリーはんだと比較すると、融点が約30〜40℃低く、熱に弱い部品へのダメージを抑えられるメリットがあります。

一方で、有害物質である鉛を含有するためRoHS指令の規制対象となり、一般的な市販製品には使用できません。
しかし、その高い信頼性と作業性から、古い基板の修理や航空宇宙分野、個人の電子工作といった特定の用途では、現在も重要な材料として活用されています。

鉛フリータイプ
（Sn-Cu-Ni）
　融点227℃