Ketika kami menemukan retakan sambungan solder di jalur produksi, reaksi pertama kami bukanlah mengganti peralatan tetapi memeriksa batch pasta solder dan profil reflow, karena lebih dari 85% retakan tersembunyi berasal dari ketidaksesuaian antara koefisien muai panas pasta solder itu sendiri dan substrat, dikombinasikan dengan laju pendinginan yang terlalu cepat selama tahap pendinginan yang menghasilkan tegangan geser di dalam sambungan solder. Ketika tegangan ini terakumulasi hingga nilai kritis pada tepi sambungan solder atau antarmuka IMC, retakan mikro akan terbentuk. Retakan seperti itu sering kali tidak terlihat di bawah sinar-X, namun retakan tersebut pecah secara terpusat selama uji penuaan suhu tinggi dan kelembapan tinggi yang dilakukan pelanggan.
Pemilihan pasta solder sambungan solder harus mengikuti tiga indikator keras: suhu Tg harus lebih dari 20℃ lebih tinggi dari suhu pengoperasian maksimum pelanggan, perpanjangan harus lebih besar dari 45% untuk menyerap deformasi termal, dan kandungan perak antara 0,3% dan 0,7% tidak hanya dapat memastikan keterbasahan tetapi juga menghindari berkurangnya ketahanan lelah yang disebabkan oleh fase Ag3Sn yang terlalu rapuh. Kami pernah menggunakan resistor 0402 yang sama untuk perbandingan setelah 500 siklus kejutan termal dari -40℃ hingga 125℃, dan menemukan bahwa tingkat retak sambungan solder yang menggunakan pasta solder modulus rendah hanya 1/6 dari model modulus tinggi, dan posisi inisiasi retakan bergeser dari tepi bantalan ke tengah badan solder, menunjukkan bahwa jalur pelepasan tegangan telah mengalami perubahan penting.
Ukuran bukaan stensil dalam proses pencetakan harus benar-benar sesuai dengan ukuran partikel pasta solder. Saat menggunakan pasta solder Tipe 4, jika bukaan stensil Tipe 3 masih digunakan, hal ini akan menyebabkan volume pasta solder tidak mencukupi dan tinggi sambungan solder tidak mencukupi setelah dialirkan ulang. Selama pendinginan dan penyusutan, terdapat kekurangan ruang deformasi plastis yang berlebihan, yang sangat mungkin menyebabkan retakan melintang pada akar sambungan solder. Meskipun pasta solder Tipe 5 cocok untuk perangkat 01005, pasta ini lebih sensitif terhadap suhu dan kelembapan sekitar. Ketika RH bengkel melebihi 60%, tingkat pelemahan viskositasnya 3 kali lebih cepat dibandingkan Tipe 4, yang secara langsung menyebabkan penurunan cetakan dan peningkatan risiko retakan mikro yang terkait dengan bola solder.
Suhu reflow puncak tidak semakin tinggi semakin baik. Ketika residu fluks dalam pasta solder bertahan lebih dari 60 detik di atas 230℃, produk karbonnya akan tertanam ke dalam lapisan IMC dan melemahkan kekuatan ikatan antara Cu6Sn5 dan matriks solder. Pada saat ini, meskipun sambungan solder tampak penuh, sambungan solder mudah terkelupas di sepanjang antarmuka ini selama uji jatuh. Kami melacak sekumpulan motherboard medis dan menemukan bahwa setelah mengurangi suhu puncak dari 245℃ menjadi 238℃ dan memperpendek waktu penahanan menjadi 45 detik, rentang fluktuasi kekuatan geser sambungan solder menyempit dari ±12% menjadi ±5%, dan tingkat redaman dorong setelah penyimpanan suhu tinggi menurun sebesar 40%.
Keandalan pasta solder tidak hanya bergantung pada perpanjangan dan titik leleh pada lembar data, tetapi juga harus memverifikasi kinerja aktualnya di bawah struktur laminasi PCB yang sebenarnya. Misalnya, kombinasi ketebalan tembaga FR4 setebal 1,6 mm + ketebalan tembaga 2 oz akan membuat laju pendinginan sambungan solder 1,8 kali lebih cepat dibandingkan papan standar. Pada saat ini, perlu untuk mencocokkan pasta solder sambungan solder dengan suhu transisi kaca yang lebih rendah dan respons relaksasi tegangan yang lebih cepat, jika tidak, betapapun bagusnya parameter prosesnya, mereka tidak dapat menekan cacat yang melekat pada tingkat material.
