フラックスの主な有効成分はロジンであり、ロジンは約 260 ℃で錫によって分解されるため、錫バスの温度は高すぎないように注意してください。
フラックスは溶接を促進する化学物質です。はんだには欠かせない副資材であり、その役割は非常に重要です。
はんだ母材の酸化皮膜を溶解する
大気中では、はんだ母材の表面は常に酸化皮膜で覆われており、その厚さは2×10-9～2×10-8m程度です。溶接の際、どうしても酸化皮膜のせいではんだが母材に濡れず、正常に溶接ができなくなります。したがって、酸化皮膜を除去するという目的を達成するには、母材表面にフラックスを塗布して母材表面の酸化物を還元する必要がある。
はんだ付け母材の再酸化
溶接プロセス中に母材を加熱する必要があります。高温では金属表面の酸化が促進されるため、液体フラックスが母材やはんだの表面を覆い、酸化を防ぎます。
溶融はんだの張力
溶けたはんだの表面は、蓮の葉に降る雨のように一定の張力を持っており、液体の表面張力によりすぐに丸い水滴に凝縮します。溶融はんだの表面張力により母材表面への流動が妨げられ、正常な濡れに影響を与えます。フラックスが溶融はんだの表面を覆うと、液体はんだの表面張力が低下し、濡れ性能が大幅に向上します。
溶接母材を保護する
溶接される材料の元の表面保護層が溶接プロセス中に破壊されました。優れたフラックスは、溶接後に溶接材料を保護する役割を迅速に回復します。はんだごての先端からはんだや溶接対象物の表面への熱の伝達を速めることができます。適切なフラックスを使用すると、はんだ接合部も美しくなります
パフォーマンスを持っている
⑴ フラックスは適切な有効温度範囲を持っている必要があります。これははんだが溶ける前に作用し始め、はんだ付けプロセス中に酸化膜を除去し、液体はんだの表面張力を低下させるのに優れた役割を果たします。フラックスの融点ははんだの融点よりも低くなければなりませんが、あまり異なるものであってはなりません。
⑵ フラックスは熱安定性が良好である必要があり、一般的な熱安定温度は 100℃以上である必要があります。
⑶ フラックスの密度は、液体はんだの密度よりも小さくする必要があります。これにより、フラックスが溶接する金属の表面に均一に広がり、はんだと溶接する金属の表面を薄く覆うことができます。フィルムは空気を効果的に遮断し、母材へのはんだの濡れを促進します。
⑷ フラックスの残留物は腐食性がなく、洗浄が容易である必要があります。有毒で有害なガスを沈殿させてはなりません。電子産業の要件を満たす耐水溶性と絶縁抵抗を備えている必要があります。湿気を吸収してカビを発生させてはいけません。安定した化学的特性を持ち、保管しやすいものでなければなりません。 [2]
種類
フラックスはその機能によりハンドディップソルダリングフラックス、ウェーブソルダリングフラックス、ステンレスフラックスに分類されます。最初の 2 つは、ほとんどのユーザーにとって馴染みのあるものです。ステンレス溶接専用の薬剤であるステンレスフラックスについて説明します。一般的な溶接では銅や錫の表面しか溶接できませんが、ステンレスフラックスは銅、鉄、亜鉛メッキ、ニッケルメッキ、各種ステンレス鋼などの溶接が可能です。
フラックスには多くの種類があり、大きく有機系、無機系、樹脂系の3系統に分けられます。
樹脂フラックスは通常、樹木の分泌物から抽出されます。天然物ですので腐食性はありません。このフラックスの代表はロジンであるため、ロジンフラックスとも呼ばれます。
フラックスは通常はんだと組み合わせて使用されるため、ソフトフラックスとはんだ対応のハードフラックスに分けられます。
ロジン、ロジン混合フラックス、はんだペースト、塩酸などの軟質フラックスは、電子製品の組み立てやメンテナンスによく使用されます。さまざまな場面で、さまざまな溶接ワークに応じて選択する必要があります。
フラックスには多くの種類があり、大きく無機系、有機系、樹脂系に分けられます。無機系フラックス
無機系フラックスは化学作用が強くフラックス性能が非常に優れていますが、腐食作用が大きく、酸性フラックスに属します。水に溶けるため水溶性フラックスとも呼ばれ、無機酸と無機塩の2種類があります。
無機酸を含むフラックスの主成分は塩酸、フッ化水素酸など、無機塩を含むフラックスの主成分は塩化亜鉛、塩化アンモニウムなどです。ハロゲン化物が残留しているため、使用後すぐに厳重に洗浄する必要があります。溶接部分に重大な腐食が発生する可能性があります。このタイプのフラックスは通常、非電子製品の溶接にのみ使用されます。電子機器の組み立てにこの種の無機系フラックスを使用することは固く禁じられています。
オーガニック
有機系フラックスのフラックス効果は、無機系フラックスと樹脂系フラックスの中間のものです。これも酸性および水溶性フラックスに属します。乳酸とクエン酸をベースとした有機酸を含む水溶性フラックスです。はんだ付け残留物は深刻な腐食を引き起こすことなく一定期間はんだ付け対象物に残るため、電子機器の組み立てに使用できますが、ロジンフラックスのような粘度がないため、SMTはんだペーストには一般的に使用されません。 (これにより、パッチ コンポーネントの移動が防止されます)。
樹脂シリーズ
電子製品の溶接には樹脂系フラックスが最も多く使用されています。有機溶剤にしか溶けないため有機溶剤系フラックスとも呼ばれ、主成分はロジンです。ロジンは固体状態では不活性であり、液体状態でのみ活性になります。融点は127℃で、その活性は315℃まで持続します。はんだ付けの最適温度は240～250℃であり、ロジンの活性温度範囲内にあり、はんだ残りによる腐食の問題もありません。これらの特性により、ロジンは非腐食性フラックスとして電子機器の溶接に広く使用されています。
さまざまな用途のニーズに対応するために、ロジンフラックスには液体、ペースト、固体の 3 つの形態があります。固体フラックスははんだごてに適しており、液体およびペースト状のフラックスはウェーブはんだ付けに適しています。
実際に使用してみると、ロジンがモノマーである場合、その化学的活性は弱く、はんだの濡れを促進するのに十分でないことがよくあります。したがって、その活性を向上させるには、少量の活性化剤を添加する必要があります。ロジン系フラックスは、活性剤の有無と化学的活性の強さにより、不活性ロジン、弱活性ロジン、活性ロジン、超活性ロジンの4種類に分類されます。米国MIL規格ではR、RMA、RA、RSAと呼ばれ、日本のJIS規格ではフラックス中の塩素含有量によりAA（0.1wt%未満）、A（0.1～0.5wt%）の3等級に分けられます。 ％）およびＢ（０．５〜１．０ｗｔ％）。
① 不活化ロジン(R)：純粋なロジンを適当な溶剤（イソプロピルアルコール、エタノールなど）に溶解したものです。活性剤が配合されておらず、酸化皮膜の除去能力にも限界があるため、溶接部には非常に良好なはんだ付け性が要求されます。通常、植込み型心臓ペースメーカーなど、使用中に腐食の危険が絶対に許されない一部の回路で使用されます。
②弱活性化ロジン（RMA）：乳酸、クエン酸、ステアリン酸などの有機酸や塩基性有機化合物などを添加したフラックスです。これらの弱い活性剤を添加すると、湿潤が促進されますが、母材上の残留物はまだ腐食性ではありません。洗浄が必要な高信頼性の航空・宇宙製品やファインピッチ表面実装製品に加え、一般民生品（レコーダーやテレビなど）も洗浄工程を設ける必要がありません。活性の弱いロジンを使用する場合、溶接部品のはんだ付け性にも厳しい要件が必要になります。
③ 活性ロジン（RA）と超活性ロジン（RSA）：活性ロジンフラックスには、アニリン塩酸塩やヒドラジン塩酸塩などの塩基性有機化合物を含む強力な活性剤が添加されています。このフラックスの活性は大幅に向上しますが、溶接後の残渣中の塩素イオンによる腐食が無視できない問題となります。したがって、一般に電子製品の組み立てに使用されることはほとんどありません。活性剤の改良により、溶接温度で残留物を非腐食性物質に分解できる活性剤が開発されてきましたが、そのほとんどは有機化合物の誘導体です。
