はんだ付け用フラックスについて学ぶとき、「フラックスとは何をするものなのか？フラックスはどのように機能するのか？なぜフラックスが必要なのか？この記事では、これらの疑問についてご紹介します。
フラックスは母材金属の酸化物を除去し、その表面を清浄にすることで、優れたはんだ接合部の形成を可能にします。しかし、金属酸化物はどのようにして形成されるのでしょうか？
金属酸化物が形成されるのは、金属原子が四方を囲まれるのを好むからである。金属は表面エネルギーの力を発揮し、それが酸素原子を金属の表面に引き寄せ、金属酸化物を形成させ、金属を取り囲むようにする。これは金属にとっては理想的だが、はんだ付けにとっては理想的ではない。これらの酸化物は、金属が高品質のはんだ接合を形成するのを阻害する。
その結果、フラックスは効果的であるためにいくつかのことをする必要がある。その3つとは
- 酸化物を除去する
- 再酸化を防ぐ
- 空気を置換する
ロジンは再酸化を防ぐのに適しており、これが多くのフラックスがロジン系である理由です。フラックスは必ずしもロジンベースである必要はありませんが、ロジンは表面の再酸化を防ぐのに役立ちます。フラックスはまた、空気が金属の表面に戻らないようにする効果もある。フラックスは空気を空気と金属の界面から強制的に追い出し、はんだがその後ろに流れ込むようにします。これは、表面エネルギーがはんだの表面張力よりも大きい場合に起こります。しかし、表面張力が表面エネルギーより大きいと、はんだはボール状になります（非濡れ性）。フラックスによって表面エネルギーが表面張力より大きくなるのです。したがって、エアリフローではんだ接合を形成するにはフラックスが必要です。
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