フラックス塗布表面張力測定原理

フラックスを溶融はんだに塗布することで、溶融はんだの表面張力は大きく低下します。
このため溶融はんだが丸くなろうとする力が低下、ドロップ形状は球形からラグビーボール状に変化し、このことを裏付けています。
この効果には銅ランドや部品電極の影響は全くなく、各種溶融はんだがフラックスから受ける表面張力低下作用を数値で測定できます。
各種はんだ合金に最適のフラックスあるいはソルダーペーストの開発に大いに有用だと考えます。
なお、ここでフラックスとはソルダーペースト用ロジンリッチのフラックスを指します。
ウェーブはんだ用の多くはIPA(イソプロピルアルコール)が90%程度以上のフラックスのため、高温(おおよそ240℃前後)では直ちに大半が蒸発してしまい表面張力低下作用が得られません。

フラックスが無い場合とフラックスが有る場合

落下重力∝溶融はんだの表面張力をA、
落下重力∝フラックスでおおわれた溶融はんだの表面張力をB、
フラックスの表面張力=C
とした時以下の式が成立する。

A = B + C

すなわち物理的なフラックスの役割は溶融はんだの表面張力低下剤であり、その結果よりぬれ広がりやすくなり、より完全なはんだ接合形状が得られる。
なお、科学的なフラックスの役割は、溶融はんだ表面の酸化防止作用です。
(表面張力が大であると、塗れにくく1つにまとまろうとし、ぬれ広がりにくくなります。)
最終的にはんだのぬれ広がり性は、はんだ材料、リフロー温度、そしてフラックスの組成で決まります。
また、窒素雰囲気とすることにより酸化膜(固体)の発生を防止でき、流動性を確保できます。