In lini produksi SMT papan kontrol industri, sering dijumpai bahwa tingkat kekosongan sambungan solder BGA melebihi standar tetapi tidak ditemukan kelainan batch pasta solder, atau pasta solder yang sama memiliki hasil 99,8% pada papan FR-4, tetapi setelah beralih ke papan kontrol industri TG tinggi setebal 2,0 mm, tingkat penghubungan solder meningkat tajam sebesar 12%. Masalah seperti itu pada dasarnya tidak terkait dengan parameter peralatan, tetapi ketidaksesuaian implisit antara indikator teknis pasta solder dan karakteristik fisik papan kendali industri. Misalnya, kapasitas panas yang besar pada papan tebal menyebabkan keterlambatan suhu reflow puncak. Jika proporsi pelarut dengan titik didih rendah dalam pasta solder terlalu tinggi, maka akan mudah menguap sebelum waktunya selama tahap pemanasan, menyebabkan lapisan fluks pecah, yang pada gilirannya menyebabkan pembasahan yang tidak merata. Jika kandungan logam lebih rendah dari 88,5%, jumlah keruntuhan pasta solder di area foil tembaga besar setelah pencetakan akan 37% lebih tinggi dibandingkan dengan PCB konsumen konvensional. Ini adalah fenomena fisik yang dapat direproduksi di bawah mikroskop, bukan fluktuasi statistik.
Viskositas dan indeks tiksotropik harus dilihat bersama-sama, karena pasta solder dengan viskositas nominal 650 Pa·s saja mungkin mempunyai viskositas nyata hanya 210 Pa·s pada laju geser 100/s. Kecepatan alat pembersih yg terbuat dr karet yang umum untuk papan kontrol industri SMT adalah 45 mm/s dan tekanannya 0,45 MPa. Pada saat ini, pasta solder dengan indeks tiksotropik lebih rendah dari 0,55 akan memiliki gambar tepi pada bantalan QFN dengan lebar bukaan stensil di bawah 0,25 mm. Namun, jika indeks tiksotropik melebihi 0,72, hal ini akan menyebabkan tepi vertikal pasta solder yang terlalu tinggi setelah pembongkaran, dan keruntuhan sendiri akan terjadi pada tahap awal reflow. Kami sebenarnya menguji tiga pasta solder utama dalam produksi massal papan kontrol utama tenaga angin. Diantaranya, tipe A memiliki indeks tiksotropik 0,61, dan deviasi standar konsistensi tinggi setelah pencetakan adalah 6,2 μm; tipe B memiliki indeks tiksotropik 0,53, dan simpangan baku mencapai 11,8 μm; tipe C memiliki indeks tiksotropik 0,75, meskipun bersih setelah demolding, tingkat kejadian bola solder setelah reflow adalah 2,3 kali lebih tinggi.
Ada hubungan penghubung yang kuat antara kandungan logam dan distribusi ukuran partikel. Untuk pasta solder dengan kandungan logam nominal 89,2%, jika ukuran partikel D50 lebih besar dari 28 μm, saat mencetak pada inti BGA ARM pitch 0,3 mm, gesekan pada dinding lubang stensil meningkat, menyebabkan laju transfer efektif turun menjadi 73%. Untuk pasta solder dengan kandungan yang sama 89,2% tetapi D50 22 μm, kecepatan transfernya bisa mencapai 89%. Namun, lapisan oksida yang terakhir lebih tipis selama tahap reflow, dan kebutuhan kemurnian nitrogen meningkat hingga lebih dari 99,995%. Jika tidak, tingkat kekosongan akan melonjak dari 8,7% menjadi 24,1%. Hal ini menjelaskan mengapa pabrik yang sama menggunakan oven reflow yang sama, dan hasil panen tiba-tiba turun setelah mengganti sumber pasokan nitrogen. Masalahnya bukan pada kurva suhu tungku, tetapi pada ketergantungan kaku indikator teknis pasta solder pada kondisi atmosfer.
Tingkat aktivitas fluks tidak dapat dinilai tanpa memisahkan proses pembersihan. Meskipun pasta solder tingkat ROL0 memiliki ketahanan insulasi sisa >1×1010Ω, bahan pembawa berbasis damarnya memiliki kecenderungan karbonisasi yang jelas setelah disimpan pada suhu 125°C selama 180 detik. Papan sinyal angkutan kereta api mengalami kebocoran arus yang berlebihan pada uji penuaan suhu tinggi dan kelembaban tinggi. Penyebab utama adalah pasta solder ROL0 dipilih tetapi pengujian ulang kontaminasi ionik (IC) permukaan papan tidak dilakukan. Meskipun pasta solder tingkat ROL1 memerlukan pencucian air, dalam kondisi tekanan semprotan 0,25 MPa dan suhu air 62°C, nilai IC dikontrol secara stabil pada setara 0,78 μg/cm2 NaCl, yang jauh lebih baik daripada risiko migrasi elektrokimia tipe tanpa pembersihan setelah servis jangka panjang.
Harus ada arah pemilihan yang jelas untuk berbagai skenario pengendalian industri. Papan kendali industri militer harus menggunakan pasta solder dengan D50≤22 μm, kandungan logam≥89,0%, dan indeks thixotropic 0,58～0,65, dan wajib dilengkapi dengan perlindungan nitrogen dan pemantauan online IC. Papan kontrol industri luar ruangan seperti tenaga angin dan angkutan kereta api harus memprioritaskan pasta solder aktif ROL1 yang mengandung inhibitor halogen, karena laju korosi residunya di lingkungan air kental 40% lebih rendah dibandingkan ROL0. Untuk lini produksi modul dasar PLC yang sangat sensitif terhadap biaya, pasta solder seimbang dengan D50=25～27 μm, kandungan logam 88,5%, dan indeks thixotropic 0,60±0,03 dapat diterima, asalkan semua bukaan stensil menebal sebesar 5 μm dan desain stensil berundak dibatalkan. Semua pilihan harus mengambil laju kekosongan terukur dari oven reflow milik pabrik <15%, laju sirkuit terbuka ICT <30ppm, dan fungsi utuh setelah HALT sebagai ambang batas keras. Jika tidak terpenuhi, segera beralih tanpa kecuali.
