Jika durasi zona perendaman kurang dari 60 detik, sebagian besar pasta solder reflow bebas timbal tidak dapat mencapai aktivasi fluks dan dekomposisi kendaraan organik yang memadai, menghasilkan residu berbintik-bintik putih pada permukaan sambungan solder, sudut pembasahan lebih dari 45 derajat, dan peningkatan lebih dari 30% dalam tingkat alarm palsu AOI. Di lokasi pelanggan papan otomotif di Dongguan, kami pernah mengompresi zona rendam dari 90 detik menjadi 55 detik, yang menyebabkan sambungan solder dingin satu sisi berturut-turut pada komponen QFN dalam tiga batch. Ketika zona rendam melebihi 120 detik, ketebalan lapisan IMC untuk pasta solder reflow seri SnAgCu akan menembus nilai kritis 3,5μm. Pemeriksaan sinar-X menunjukkan bahwa rasio area kosong di bagian bawah sambungan solder BGA melonjak dari 8% menjadi 22%. Sementara itu, penghitaman pada pemutusan resistor 0402 sering terjadi, yang berhubungan langsung dengan karbonisasi resin berbasis rosin dalam pasta solder pada suhu tinggi yang berkelanjutan.
Jendela adaptasi zona rendam dari pasta solder reflow yang sama berbeda secara signifikan antara papan dua sisi FR-4 dan papan multilapis TG tinggi. Yang pertama dapat beroperasi secara stabil dalam kisaran 75 hingga 105 detik, sedangkan yang kedua harus diperpanjang hingga 85 hingga 115 detik untuk memastikan pelelehan sambungan solder yang konsisten di area tengah BGA. Hal ini karena lapisan tembaga yang tebal dan struktur tembaga yang terkubur menyebabkan jeda konduksi panas sekitar 12 hingga 18 detik. Kami pernah menggunakan termokopel tipe K untuk mengukur bahwa suhu di ujung zona perendaman di sisi ATAS papan 12 lapis adalah 14℃ lebih rendah daripada suhu di sisi BAWAH. Jika durasi zona perendaman diatur secara konvensional pada saat ini, sambungan solder dingin di sisi BAWAH pasta solder pasti akan terjadi. Berbagai merek pasta solder juga memiliki sensitivitas yang sangat berbeda terhadap zona perendaman. Seri Senju M705 bekerja secara stabil dalam waktu 90±5 detik, sedangkan jika KESTREL 4413 menyimpang dari kisaran 85 hingga 95 detik, standar deviasi geser sambungan soldernya meningkat dari 8,2N menjadi 13,7N, yang menunjukkan bahwa distribusi ukuran partikel serbuk logam dan kurva penguapan fluksnya memiliki persyaratan akurasi waktu yang lebih tinggi.
Untuk setiap peningkatan kecepatan konveyor sebesar 0,1m/menit, durasi efektif zona perendaman sebenarnya dipersingkat sekitar 7 detik. Artinya, ketika lini produksi menyesuaikan kecepatan konveyor dari 1,0 menjadi 1,2m/mnt untuk peningkatan efisiensi, zona rendam 95 detik yang ditetapkan semula setara dengan waktu tersisa hanya 81 detik. Kekuatan zona pemanasan harus disesuaikan ke atas secara serempak untuk kompensasi; jika tidak, kemungkinan stringering dan bridging sambungan solder akan meningkat. Di bawah atmosfer pelindung nitrogen, zona perendaman dapat dipersingkat 5 hingga 8 detik, karena efek penghambatan oksidasi fluks ditingkatkan ketika konsentrasi oksigen di bawah 100 PPM. Namun, jika kemurnian nitrogen berfluktuasi di atas 500ppm, pengurangan lokal yang tidak memadai malah akan menyebabkan sambungan pasta solder berubah warna menjadi abu-abu, yang terutama terlihat pada jalur produksi lama yang menggunakan generator nitrogen dalam negeri.
Kami telah memverifikasi morfologi penampang sambungan solder pada PCBA yang sama di bawah zona rendam durasi 85 detik dan 105 detik. Lapisan IMC pada lapisan pertama berbentuk kerang kontinyu dengan ketebalan yang seragam, sedangkan lapisan IMC menunjukkan tonjolan bergerigi dan pengelupasan lokal, yang menunjukkan bahwa waktu penahanan yang berlebihan telah merusak stabilitas fase Cu6Sn5. Hasil uji kekuatan geser sambungan solder dari pasta solder juga mengkonfirmasi hal ini: nilai rata-rata kelompok 105 detik adalah 11,3% lebih rendah dibandingkan kelompok 85 detik, dan mode kegagalan bergeser dari fraktur solder massal ke pengelupasan antarmuka. Perubahan ini bahkan lebih terlihat pada pin konektor dengan pelapisan Ni.
