はんだ付けの品質を決めるのは、実ははんだそのものではなくフラックスの状態です。 酸化膜を除去し、金属間の濡れを促進するフラックスの反応が失われれば、どれだけ温度を調整しても品質は安定しません。 しかし、フラックスの劣化は外観からでは判別できず、内部で静かに進行していくのが厄介な点です。
この記事では、フラックスの劣化要因とそのメカニズムを整理し、現場で実践できる対策を解説します。
特にプリヒート工程での熱風の扱いと、遠赤外線加熱を活用した温度管理が重要なポイントとなります。
フラックス劣化のメカニズム
フラックスは、化学反応により酸化膜を除去して金属を清浄化する役割を持ちます。 しかし、その成分は熱・湿度・酸素の影響を強く受け、次のような劣化を起こします。
- 揮発：プリヒートやリフロー中に活性成分が蒸発し、実装面に届かなくなる。
- 酸化：高温下でフラックス自身が酸化し、金属表面の酸化を促進してしまう。
- 残渣の変質：一見きれいに見える残渣でも、絶縁性が低下し、イオンマイグレーションや腐食を誘発する。
こうした変化は肉眼では確認できず、結果として濡れ性不足・ボイド・接合強度低下といった不良として現れます。
プリヒートゾーンでの熱風の影響
フラックス劣化の多くは、実はリフロー前のプリヒート工程で起きています。 プリヒートは本来、フラックスを穏やかに活性化させながら基板全体の温度を均一にする工程ですが、強い熱風を当てすぎると、表面だけが急激に乾燥し、内部の活性成分が働く前に蒸発してしまいます。
結果として、リフロー本番では酸化膜除去が不十分となり、濡れ不良やボイドの発生につながります。
また、熱風による急激な気化はフラックスを飛散・暴発させ、はんだボールやブローホールの原因にもなります。
このようなトラブルを防ぐには、上部からの風量を落とし、下部からの遠赤外線加熱で穏やかに昇温させることが有効です。
遠赤外線は輻射熱で基板内部をじっくり温めるため、表面だけが先行して乾燥することを防ぎます。
この「床暖房効果」により、フラックスの反応時間が安定し、はんだの濡れ性を維持できます。
現場でできる対策
- 保管条件の徹底：フラックスを低温・低湿環境で保管し、開封後はできるだけ早く使用する。室温放置時間を管理し、再封入を避ける。
- プリヒート条件の最適化：温度設定だけでなく、昇温速度（℃/秒）を監視する。急昇温は避け、緩やかな勾配で加熱する。
- 加熱方式の見直し：上部熱風に頼らず、下部ヒーター＋遠赤外線加熱で内側から温める。これにより、フラックスの活性時間を保ち、劣化を抑える。
- 残渣の電気特性評価：外観に頼らず、絶縁抵抗や耐湿性などのデータで残渣品質を確認。工程ごとの再評価を行う。
これらの対策はすぐに始められるものばかりですが、効果は大きく、再現性も高い方法です。
まとめ
フラックスの劣化は、外観では見えない「静かな不良要因」です。 特にプリヒート工程での熱風の強さは見落とされがちな盲点であり、これを抑えるだけでも歩留まりは大きく改善します。
上部からの強い熱風を弱め、下部からの遠赤外線加熱で穏やかに温度を上げる。
この熱バランスの見直しこそ、リフロー品質を安定させる第一歩です。
フラックスの“見えない劣化”を防ぐには、熱の伝え方そのものを変える――それが現場でできる最も確実な改善策です。