はんだフラックスとは何か？なぜ必要なのか？

PCB組み立て工程において、はんだ付けは非常に重要な工程です。はんだ付けによって電子部品はPCB基板にしっかりと固定され、電気的接続が確立されます。はんだ付けの品質は最終製品の性能と寿命を左右しますが、その品質を左右する重要な要素の一つがはんだフラックスです。しかし、はんだ付け工程に精通していない人は、このフラックスを軽視しがちです。では、フラックスとは一体どのような働きをするのでしょうか？どのように使用すればよいのでしょうか？この記事では、この欠かせない存在でありながら、縁の下の力持ちであるフラックスについて詳しくご紹介します。さあ、読み進めてください。

はんだフラックスとは何ですか?

はんだフラックスは、プリント基板や電子部品の表面の酸化物を除去するために使用される化学洗浄剤です。また、はんだ付け効果に影響を与える可能性のある不純物も除去できます。フラックスの使用には多くの利点があります。まず、はんだの水分含有量を向上させることができます。次に、溶接プロセス中の金属の再酸化を防ぎ、溶接強度を高めることができます。

はんだフラックスの3種類

一般的に使用されるフラックスは、主に次の 3 つのカテゴリに分けられます。

1. ロジンフラックス

プリント基板のはんだ付けにおいて、ロジンフラックスは最も古くから使用されているフラックスの一つです。その原料は松の木から抽出された樹脂です。現在市販されているもののほとんどは、性能向上のためにロジンと様々なフラックスを混合したものです。このフラックスは固体状態では不活性です。加熱すると溶融して酸性になり、酸化物を除去する効果を発揮します。欠点の一つは、プリント基板表面に残留物が残るため、はんだ付け完了後できるだけ早く除去する必要があることです。

2. 有機フラックス

有機フラックスは、その主な特性である水に溶ける有機酸（またはその他の有機化合物）から構成されており、一般的に水溶性フラックスと呼ばれます。ロジン系フラックスと比較して洗浄力が強く、酸化物を素早く除去できるため、高速自動溶接プロセスに適しています。しかし、腐食性があり、残留物が部品の性能に影響を与えたり、適切に洗浄しないとショートを引き起こす可能性があります。

3. 無機フラックス

その名の通り、このタイプのフラックスは主にホウ酸塩、フッ化物、塩化物などの無機化合物からできています。強力な洗浄力があり、はんだ付けの強度を高めます。そのため、真鍮、銅、ステンレス鋼などの丈夫な金属によく使用されます。無機フラックスは他のタイプのフラックスよりもコスト効率に優れています。ただし、非常に腐食性が高いため、使用後はメーカーの指示に従って丁寧に洗浄する必要があります。

適切なはんだフラックスの選び方

適切なフラックスを選択するには、次のようないくつかの要素を考慮する必要があります。

• 洗浄要件：はんだ付け後に残留物が残るフラックスと、残らないフラックスがあります。残留物を除去するには時間がかかります。
• フラックスの形態: フラックスには、液体、ペースト、はんだワイヤ自体の中の固体コアなど、さまざまな形態があります。
• はんだ付けする金属の種類：金属の種類によって適したフラックスは異なります。例えば、ロジン系フラックスは錫鉛はんだに適しています。
• 温度範囲：はんだ付け温度に応じてフラックスを選択することも重要です。温度が高い場合は、より強力なフラックスを選択する必要があります。
• はんだ付け工程：SMTはんだ付けでは、洗浄工程を最小限に抑えて効率を向上させるために、無洗浄フラックスまたは低活性フラックスを選択する必要があります。一方、THTアセンブリでは、部品やはんだ接合部が一般的に大きいため、はんだ接合部の信頼性を確保するために、より活性で洗浄性の高いフラックスの使用が必要になる場合があります。

さらに詳しく知りたい場合は、スルーホール実装と表面実装のどちらを選ぶべきかについての記事をご覧ください。

はんだフラックスの使い方

以下にフラックスを使用する手順を示します。

1. イソプロピルアルコールと不織布を使用して PCB とコンポーネントの表面を拭き、ほこりや汚れを取り除きます。
2. はんだフラックスを均一に塗布し、はんだごての先端を加熱して、フラックスが付着した金属接点に当てます。
3. フラックスが気化したら、はんだ線を溶かして、再び酸化が起こる前にはんだが確実に結合するようにします。
4. 必要に応じて溶剤とブラシを使用して、はんだ付け後に残留物を除去します。
5. はんだ付けの品質をチェックして、冷接点などの問題を避けてください。 はんだブリッジ、はんだ付け不足など。

さらに詳しく知りたい方は、こちらをご覧ください：それは何で、どうすれば予防できるのか？

プリント基板のはんだ付けは、経験と専門知識を必要とする工程です。使用するはんだの種類と、はんだ付けの手順は非常に重要です。この分野の専門知識をお持ちでない場合は、プリント基板組立の専門メーカーであるMOKO Technologyにご相談ください。

はんだフラックスに関するよくある質問

はんだフラックスとはんだペーストの違いは何ですか?

はんだフラックスの主な目的は、はんだ付け前にPCBや部品の表面を洗浄することです。一方、はんだペーストは、洗浄に加えて、溶融後、はんだ接合部を形成する金属合金を供給するという重要な機能も持っています。

はんだフラックスは必要ですか？

はい、もちろんです。はんだフラックスがないと、PCB表面の埃や酸化物がはんだ付けの強度に影響を与え、結果として多くのはんだ付けの問題が発生する可能性があります。

はんだフラックスは何からできていますか?

はんだフラックスの種類によって、はんだフラックスの成分も異なります。前述の通り、ロジン系フラックスは一般的に松脂由来のロジンから作られています。一方、無機系フラックスの主な成分は、ホウ酸塩、フッ化物、塩化物などの無機化合物です。