Banyak pabrik langsung membeli pasta solder berlabel SAC305 tanpa memverifikasi kandungan perak dan tembaga sebenarnya saat beralih ke proses bebas timbal, yang mengakibatkan lonjakan lebih dari 3 kali lipat tingkat patah sambungan solder selama pengujian penuaan suhu tinggi dan kelembapan tinggi. Penyebab utamanya adalah komposisi sebenarnya SAC305 dari pemasok berbeda adalah Ag 2,8–3,2% berat dan Cu 0,5–0,7% berat; ketika kandungan perak di bawah 2,9% berat, jarak dendrit meningkat dan ketahanan lelah termal menurun. Praktik yang benar adalah mewajibkan pemasok untuk memberikan laporan pengujian ICP-MS sebelum setiap batch pasta solder disimpan, dan menggunakan peralatan XRF di lokasi untuk memeriksa apakah deviasi rasio perak-tembaga dikendalikan dalam ±0,1% berat.
Lini produksi mencampur pasta solder Sn63Pb37 dan SAC305 untuk mengurangi biaya, berbagi rangkaian stensil dan alat pembersih yg terbuat dr karet yang sama, yang menyebabkan delaminasi dan kekosongan yang jelas pada sambungan solder setelah reflow. Bahayanya adalah kinetika pertumbuhan fase eutektik timbal-timah dan senyawa intermetalik timah-perak-tembaga IMC benar-benar berbeda; atom timbal akan terpisah menuju antarmuka Cu6Sn5 yang baru terbentuk dan menghambat densifikasi. Praktik yang benar adalah dengan menerapkan pengelolaan pasta solder yang dikategorikan secara ketat: sistem paduan yang berbeda harus dilengkapi dengan stensil independen, alat pembersih karet, dan pelarut pembersih untuk mesin cetak, dan setidaknya 3 papan harus digunakan untuk verifikasi residu pasta solder setelah pergantian saluran.
Insinyur segera menyesuaikan nilai setpoint segera setelah mereka melihat fluktuasi suhu di zona oven reflow, mengabaikan sensitivitas titik leleh paduan pasta solder terhadap kemiringan ramp-up. Misalnya, likuidus dan solidus aktual SAC305 keduanya 217°C, sedangkan SAC405 adalah 218°C. Ketika kemiringan ramp-up di bagian pemanasan melebihi 3°C/s, volatilisasi dini dari fluks titik leleh rendah akan memperburuk oksidasi bubuk timah. Praktik yang benar adalah dengan memperkuat ambang kemiringan ramp-up untuk sistem paduan yang berbeda: batas untuk SAC305 adalah 2,5°C/s, sedangkan untuk SAC405 dilonggarkan menjadi 2,8°C/s. Gunakan termokopel tipe K untuk mengukur kurva peningkatan suhu aktual pada permukaan PCB alih-alih mengandalkan setpoint ruang tungku.
Inspeksi masuk hanya mengukur viskositas dan kemerosotan pasta solder, sepenuhnya mengabaikan kandungan oksigen dalam bubuk paduan. Setelah pabrik menggunakan pasta solder dengan kandungan oksigen melebihi standar sebesar 0,15% berat, tingkat deteksi AOI yang terlewat meningkat sebesar 42%, karena bubuk timah dengan oksigen tinggi menghasilkan sejumlah besar rongga mikro selama reflow, yang dibungkus oleh residu fluks. Praktik yang benar adalah mewajibkan produsen pasta solder untuk memproduksi bubuk di bawah CO? atmosfer pelindung, dan tandai nilai kandungan oksigen yang diukur dalam laporan inspeksi pabrik setiap batch. Pemeriksaan langsung di lokasi dapat dilakukan menggunakan penganalisis oksigen-nitrogen Leco, dengan ambang batas kualifikasi ditetapkan sebesar ≤0,08% berat.
Teknisi hanya menaikkan suhu puncak reflow ketika mereka menemukan sambungan solder tampak kusam, tidak menyadari bahwa pasta solder suhu rendah berbasis SnBi akan memicu fase Bi menjadi kasar di atas 220°C dan mengendapkan fase kaya bismut rapuh di sepanjang batas butir, yang menyebabkan kegagalan pertama kali dalam uji jatuh. Penyebab utamanya adalah kelarutan Bi dalam matriks timah menurun seiring dengan kenaikan suhu. Praktik yang benar adalah mengunci suhu puncak sambungan solder SnBi dalam kisaran 210±2°C, dengan waktu penahanan tidak melebihi 60 detik; melebihi kisaran ini akan memicu penggetasan yang ireversibel.
Daftar periksa inspeksi sederhana: pastikan komposisi paduan yang ditandai pada kemasan pasta solder konsisten dengan IPC J-STD-005, verifikasi nilai Ag/Cu/O yang diukur dalam laporan inspeksi yang masuk, periksa apakah penandaan stensil cocok dengan model pasta solder saat ini, konfirmasikan apakah kemiringan ramp-up yang ditunjukkan pada kertas catatan suhu zona oven reflow melebihi batas, dan verifikasi apakah ambang skala abu-abu sambungan solder dalam program AOI telah dikalibrasi ulang sesuai dengan jenis paduan.
