フラックスについて ~はんだ付けに絶対必要な材料

2021年6月26日2023年1月21日

基板実装に従事して30年の実装技術者です。
メーカーさんのHPとかはよく見ますが実装技術従事者ブログが少ないので
新製品や工場監査の悩み解決になればと思いブログを書いています。

今回、はんだ付けに必須なフラックスについて記事を書きたいと思います。
プリント基板実装には工程問わずフラックスが必須アイテムです。
生産方法に合うフラックスを選定することで品質、効率も大きく変わります。
あまり重要視しない方もいるようですが重要な電子材料です。
断面観察でも違いが分かります。

※基板を英語ではprinted circuit boardをPCBとも言います。

フラックスの役目としては

フラックスの役割としては下記があると考えます。
はんだ付けには絶対必要な電子材料で重要な電子材料である。　
　・母材表面の酸化膜の除去
　・はんだ付け加熱中の再酸化防止
　・はんだ表面張力の低下によるヌレ性促進
　・熱伝導への寄与
　・はんだ表面の仕上げ
※各メーカーロジン技術を駆使し、
　汎用用途から特殊用途まで各種用途向けに製品がラインナップ

フラックスの構成

・ロジン　　：フラックス成分を基板上に均一に塗布。はんだ付け時の再酸化防止。
　・活性剤　　：はんだ付け（ヌレ、キレ）
　・溶剤　　　：フラックス成分を溶剤中に均一に分布／塗布を容易にする。
　・酸化防止剤：発泡による酸化を防止
　・発泡剤　　：発泡性の確保
　・つや消し剤：つや消し効果

　フラックスの主要な機能を果たす主材は、ロジンと呼ばれる松ヤニ。
　ロジンだけでは十分に除去できない「酸化物」をとるために、微量に添加剤として混ぜます。
　粘性など、フラックスの物性を調整するために添加される。

ポストフラックスを使用する環境

フラックスは全てのはんだ付けに必須ですがフラックス単体で使用量として多いのは
DIPはんだ付け工程になります。（DIPパレット有無）
　・フローはんだ：はんだ噴流ではんだ付けを行う。
　・セレクティブ：スポット噴流ではんだ付けを行う。
　・手はんだ付け：必要であれば筆塗りではんだ付けを行う。
※プラスアルファで窒素も用いている工程もあります。

はんだ組成

はんだ組成は以前は共晶はんだで組成も1種の工場が多かったと思いますが
昨今は複数組成を選択されている場合が多いです。
　・Sn-3.0Ag0.5Cu 　　　　融点：217~219℃　　　一般的な組成SAC305（鉛フリーはんだ）
　・Sn-0.7Cu-0.05Ni-Ge　　融点：227℃　　　　　SN100Cです。

どこの工場でもはんだ組成は1種類ではなく、複数はんだ組成で運用されているので
使い勝手、はんだ付け品質が良いバランスが良いフラックス選定が必要。