Segregasi Bi dalam pasta solder bersuhu rendah muncul dari ketidakcampuran yang melekat antara Bi dan Sn dalam sistem eutektik Sn-Bi, terutama ketika laju pendinginan lokal menyimpang dari kondisi ideal selama reflow, menyebabkan fase kaya Bi terkonsentrasi pada batas butir atau di dekat terminasi komponen, yang secara langsung membahayakan kekuatan mekanik dan ketahanan siklus termal. Karena Bi memiliki titik leleh yang jauh lebih tinggi daripada Sn dan difusivitas yang lebih rendah dalam keadaan cair, distribusi panas yang tidak merata di seluruh endapan yang diaplikasikan stensil memperkuat heterogenitas mikrostruktur kecuali formulasi pasta dan parameter proses disinkronkan dengan erat. Oleh karena itu, profil viskositas pembawa fluks harus mendukung suspensi partikel yang seragam selama penyimpanan dan pencetakan sekaligus memungkinkan keruntuhan simetris yang cepat selama pemanasan awal untuk meminimalkan migrasi zat terlarut sebelum nukleasi dimulai.
Pasta solder suhu rendah biasanya beroperasi di bawah 180°C, dengan banyak formulasi yang menargetkan suhu reflow puncak antara 165°C dan 175°C untuk melindungi komponen sensitif termal seperti MLCC dan antena terintegrasi, namun jendela termal yang sempit ini menyisakan sedikit margin untuk kesalahan dalam mengendalikan pemisahan fase Bi, karena bahkan deviasi 3°C pada kecepatan sabuk atau suhu zona dapat menggeser kinetika pemadatan sehingga mendorong segregasi dendritik Bi di sepanjang saluran cairan sebelumnya. Saat menggunakan reflow atmosfer nitrogen, reduksi oksigen meningkatkan pembasahan namun juga memperpanjang waktu di atas likuidus untuk zona marjinal, sehingga meningkatkan peluang terjadinya float-up Bi yang didorong oleh kepadatan kecuali distribusi ukuran partikel paduan dipersempit menjadi D90 < 12>
Kimia fluks memainkan peran yang menentukan dalam kontrol segregasi Bi karena asam organik dan aktivator bebas halida memengaruhi efisiensi penghilangan oksida dan gradien tegangan permukaan selama peleburan, dan polaritas residu damar yang berlebihan dapat mengikat gugus Bi pada antarmuka bantalan solder jika masa pakai paku melebihi 45 menit pada kelembapan sekitar di atas 60%RH. Kecepatan pencetakan harus tetap antara 25mm/s dan 40mm/s untuk menyeimbangkan efisiensi transfer terhadap perpindahan partikel yang disebabkan oleh geser, sementara tekanan alat pembersih karet harus dijaga pada 4,5±0,3kgf untuk menghindari noda yang memaksa fraksi yang diperkaya Bi menuju tepi endapan. Profil reflow memerlukan kecepatan ramp-to-peak tidak lebih dari 0,8°C/s hingga 150°C, diikuti dengan perendaman terkontrol antara 155°C dan 162°C selama 60–90 detik untuk menghomogenisasi suhu di seluruh papan sebelum memasuki zona likuid, dengan waktu tunggu di atas 165°C tidak boleh melebihi 45 detik untuk mencegah presipitasi Bi menjadi kasar. Inspeksi pasca-reflow menggunakan SEM-EDS cross-sectional secara konsisten mengungkapkan tingkat keparahan segregasi Bi berkorelasi lebih kuat dengan lonjakan suhu puncak dibandingkan dengan total waktu di atas likuidus, yang menegaskan bahwa lonjakan termal sementara, bukan durasi, adalah pendorong dominan ketidakstabilan fase.
Kondisi penyimpanan secara langsung mempengaruhi kecenderungan segregasi, karena penuaan pada suhu 25°C selama lebih dari 72 jam menyebabkan aglomerasi partikel Bi yang terukur karena lemahnya daya tarik van der Waals yang mengatasi stabilisasi sterik dari dispersan polimer, terutama ketika nomor batch pasta menunjukkan interval pasca-pencampuran yang melebihi 14 hari. Pencampuran ulang melalui geser sentrifugal pada 1200rpm selama 90 detik mengembalikan keseragaman dispersi hanya jika dilakukan sebelum permulaan gelasi, yang terjadi pada suhu 35°C setelah 120 jam tanpa memandang tingkat viskositas awal. Pemeriksaan pasta solder yang masuk harus mencakup pengujian sapuan viskositas dinamis dari 0,1s⁻¹ hingga 100s⁻¹ pada 25°C untuk memverifikasi pemulihan tiksotropik tetap di atas 88% setelah 300 detik, karena sinyal pemulihan yang terdegradasi melemahkan enkapsulasi partikel dan mendahului pita Bi yang dapat diamati pada endapan yang dicetak. Setiap penyimpangan dalam muatan logam melebihi 88,5±0,3% berat akan segera memicu karantina karena kelebihan Sn melemahkan efek penghambatan kisi Bi dan mempercepat difusi antar butir selama pemadatan.
