Každý výrobný proces montáže vrátane použitia spájkovacieho tavidla má veľký vplyv na celkovú úspešnosť kvality konečného výrobku. Napríklad technológia pre povrchovú montáž si zachováva pomerne vysokú spoľahlivosť počas celej svojej životnosti výrobku a proces spájkovania a typ použitého tavidla sú kľúčovými faktormi, ktoré prispievajú k úspechu montáže technológiou povrchovej montáže (SMT).

Spájkovanie je základná technika používaná pri výrobe elektroniky a jej opravách a slúži na elektrické pripojenie komponentov k doske s plošnými spojmi (PCB). Spájkovanie zahŕňa tavenie kovového vodivého materiálu - spájky a jej navzlínanie na kontaktné body - pady, kde sú umiestnené vývody jednotlivých komponentov. Tým sa vytvoria vodivé elektrické spojenia medzi DPS a komponentmi nazývané spájkované spoje.

Proces spájkovania si vyžaduje špeciálny typ prostriedku, ktorý uľahšuje vzlínanie spájky nazývaný tavidlo. Fyzikálne vlastnosti spájkovacieho tavidla sa môžu medzi jednotlivými typmi výrazne líšiť. Tavidlo ako také vo všeobecnosti odstraňuje rôzne oxidy, ktoré vznikajú pri vystavení kovu pôsobeniu vzduchu nakoľko tieto oxidy bránia vytvoreniu dobrých spájkovaných spojov medzi dvoma kovmi.

Flux, respektíve tavidlo pôsobí ako chemická zlúčenina na odstránenie oxidácie z kovových kolíkov komponentov a spájkovacích podložiek PCB pred spájkovaním. Bez tohto správneho očistenia tavidlom spájka správne nepriľne ku komponentu alebo k doske plošných spojov a môže vzniknúť zlý spájkovaný spoj - studený spoj, ktorý sa vyznačuje najmä vyšším prechodovým odporom. Tavidlo tiež zabraňuje korózii medzi dvoma kovovými povrchmi spojenými spájkovaním.

Tavidlo je dodávané v procese spájkovaania dvoma spôsobmi :

1. Interne - ako súčasť spájkovacieho drôtu
2. Externe - v tekutej, polotekutej, alebo pevnej forme ako prídavný matriál k spájkovaniu

Aká je úloha tavidla pri spájkovaní?

Tavidlo je rozhodujúce pri vytváraní spájkovacieho spoja. Neoddeliteľnou súčasťou procesu spájkovania sú kovové nečistoty zo samotnej spájky a z procesov výroby DPS. Tavidlo odstraňuje tieto nečistoty z povrchu spájkovanej DPS a pôsobí do určitej miery ako čistiaci prostriedok na odstránenie oxidov z exponovaných kovových povrchov.

Po vyčistení predstavuje tavidlo čistý povrch pre vysoko celistvý spájkovaný spoj. Po ukončení procesu spájkovania je však potrebný posledný krok čistenia a to odstránenie zvyškov tavidla. To, či sa bude alebo nebude tavidlo oplachovať závisí od typu použitého tavidla. Tavidlo je vo svojej podstate je zmes aktivačnej chemikálie a základného materiálu. Je to aktivátor, ktorý odstraňuje oxidy z kovu a podporuje lepšiu zmáčavosť spájky. V závislosti od aplikácie konečného použitia systému môžu rôzne typy tavidiel prispieť k úspešnejšiemu výsledku výroby.

Metódy aplikácie tavidla

Tavidlo sa často aplikuje jedným z týchto troch spôsobov. Každá kategória avšak má iné chemické vlastnosti na základe požiadaviek na spájkovanie komponentov a dosiek plošných spojov.

• Spájkovanie vlnou: Vlnové spájkovacie tavidlo sa skladá z mnohých rozpúšťadiel. Tavidlo sa nastrieka na dosku plošných spojov ašte pred spájkovacou vlnou. Tavidlo tak očistí komponenty a spájkovacie body  a odstráni prípadnú oxidáciu. V závislosti od predchádzajúcich výrobných krokov však môže byť potrebné PCB vopred mechanicky, alebo chemicky vyčistiť.

• Pretavenie spájky: Spájkovacia pasta nanesená na DPS sa nanesie len na určené kovové podložky určené na pripojenie komponentov. Pasta však drží komponenty na mieste na krátky čas, kým teplo v peci nespôsobí pretavenie spájkovacej pasty a jej priľnutie medzi DPS a vývody komponentov. Pretavenie spájky čistí kovové povrchy, zatiaľ čo lepkavé tavidlo zabraňuje ďalšej oxidácii. Tento typ tavidla obsahuje prísady na zlepšenie toku spájky pri jej tavení.

• Selektívne spájkovanie: V tomto prípade sa tavidlo aplikuje na konkrétne oblasti DPS prostredníctvom rozprašovania alebo presného procesu kvapkovej trysky.

Čistenie neželaných zvyškov tavidiel

Čistenie zvyškov tavidla z dosiek plošných spojov je posledným a nevyhnutným krokom, nakoľko tavidlá môžu mať určité korozívne vlastnosti, pokiaľ sa ponechajú na doskách plošných spojov, môžu nepriamo ovplyvniť výkon a aj životnosť o niekoľko mesiacov alebo rokov neskôr. Existujú tri základné typy tavidiel, pre ktoré sú požiadavky na čistenie:

• Tavidlá na báze kalafuny: Toto tavidlo sa čistí z hotových DPS pomocou špecifických chemických rozpúšťadiel, ktoré často obsahujú fluórované uhľovodíky. Väčšina krajín má obmedzenia týkajúce sa spôsobu používania tohto typu tavidla a likvidácie jeho vedľajších chemických produktov. Tieto tavidlá je možné čistiť napríklad Izopropyl alkoholom (IPA), pri malých sériách aj acetónom a IPA.

• Rozpustné vo vode: Existuje niekoľko čistiacich prostriedkov, ktoré sú šetrnejšie k životnému prostrediu a ktoré možno použiť pre tavidlá rozpustné vo vode. Medzi tieto možnosti patrí deionizovaná voda a jednoduché čistiace prostriedky.

• Bez čistenia (No clean): Tavidlá bez čistenia - No clean nepotrebujú po aplikácii žiadne alebo len veľmi malé čistenie. Čistenie slúži skôr na zlepšenie vzhľadu než na prevenciu nedokonalostí, pretože zvyšky zriedka vedú k akémukoľvek znečisteniu. Citlivé elektronické a optické kontrolné zariadenia však môžu zaznamenať určité poruchy a no-clean tavidlá môžu narušiť testovanie a konformné povlakovanie, preto sa pri týchto zapojeniach, skvôr čistenie stále odporúča.

Všetky tri tieto metódy si vyžadujú prísnu kontrolu procesu, aby sa zabezpečilo, že tavidlo funguje tak, ako má, bez toho, aby sa narušila integrita spájkovacieho spoja. Ak nie sú riadne kontrolované, zahriate rozpúšťadlá majú potenciál vypŕchať a vytvoriť tak v spájkovanom spoji dutinu, alebo nedokonalosť v podobe studeného spoja.

Ďalší problém s kvalitou by mohol zahŕňať roztavenú spájku rozstrekovanú na nechcené oblasti dosky, ktoré by mali byť maskované pred spájkou, preto výber správneho spájkovacieho tavidla bude závisieť vždy od vašej aplikácie a zložitosti rozloženia komponentov.