Penyebab utama munculnya pasta solder pada PCB yang menyerap kelembapan selama penyolderan reflow adalah perubahan fase cepat dari kelembapan yang teradsorpsi di dalam substrat selama tahap pemanasan awal reflow. Ketika penyerapan kelembaban PCB melebihi nilai kritis 0,15% berat yang ditentukan dalam Tabel 4-1 J-STD-020D, dan laju pemanasan zona pemanasan awal melebihi batas atas yang direkomendasikan yaitu 3℃/s di IPC/JEDEC-9704, molekul air terakumulasi pada antarmuka antara kain kaca dan resin untuk membentuk gelembung uap lokal bertekanan tinggi. Setelah tekanan ini melebihi kekuatan geser lapisan pencetakan pasta solder (nilai tipikal 0,8～1,2MPa), hal ini akan menyebabkan pelepasan fluks dan percikan solder. Fenomena ini terutama menonjol di area BGA dengan ketebalan papan FR-4 >1,6 mm dan rasio area foil tembaga >65%.

Menurut Klausul 8.3.2 IPC-A-610G, jika diameter rongga yang terbentuk akibat solderan popping >25% dari diameter bantalan, maka hal tersebut dianggap sebagai cacat. In jalur produksi aktual, ukuran kekosongan dari sebagian besar kasus kegagalan terkonsentrasi pada kisaran 120～180μm, yang persis sesuai dengan ambang batas toleransi kritis bantalan QFN pitch 0,3 mm. Saat ini, pemeriksaan sinar-X menemukan bahwa tingkat kekosongan seringkali mencapai lebih dari 35%, jauh melebihi garis kendali 15% yang direkomendasikan oleh IPC-7095C. Lebih serius lagi, residu solder yang muncul akan menghalangi lubang stensil, menyebabkan solder menjembatani atau tidak mencukupinya solder pada batch berikutnya. Sebuah pabrik elektronik otomotif pernah membatalkan 2.300 papan kontrol utama ADAS secara bertahap karena masalah ini.

Standar ini mengamanatkan bahwa PCB kelas MSL3 harus disimpan di lingkungan ≤30℃/60%RH setelah dibuka, dan waktu pemaparan kumulatif tidak boleh melebihi 168 jam. Namun, personel garis depan sering kali mengabaikan penyimpangan kalibrasi higrometer lingkungan. Nilai tampilan RH yang diukur di bengkel tertentu adalah 58% sedangkan nilai sebenarnya mencapai 72%, yang mempercepat laju penyerapan kelembapan aktual PCB sebesar 2,3 kali lipat. Pada saat yang sama, terdapat kesalahpahaman umum dalam pengaturan suhu pemanggangan. J-STD-033C secara eksplisit melarang penggunaan 125℃ sebagai parameter pemanggangan umum. Untuk PCB fleksibel yang berisi lembaran penguat PET, suhu harus diturunkan hingga 80℃ dan waktu pemanggangan diperpanjang hingga 24 jam, jika tidak, lembaran penguat akan kusut dan menyebabkan goresan stensil yang tidak normal.

Kami telah memverifikasi dampak berbagai metode pemanggangan terhadap tingkat letupan solder. Di bawah tingkat MSL yang sama, laju letupan solder setelah perlakuan dalam oven vakum (-0,095MPa) selama 4 jam adalah 0,07%, sedangkan dalam oven konveksi konvensional (125℃/8 jam) meningkat menjadi 0,62%. Alasan utama perbedaannya adalah lingkungan vakum dapat mempercepat migrasi kelembapan di pori-pori mikro yang dalam. Namun, perlu dicatat bahwa jika tingkat vakum melebihi -0,1MPa, tinta masker solder akan melepuh, yang menyebabkan tingkat pengerjaan ulang pabrik pengemasan LED meningkat sebesar 11 poin persentase. Oleh karena itu, dalam pengoperasian sebenarnya, nilai Tg yang diberikan oleh produsen PCB harus dijadikan patokan. Ketika Tg <130℃, suhu pemanggangan vakum harus diturunkan menjadi 105℃ dan kandungan oksigen dalam oven harus dipantau hingga <50ppm.

Pasta solder itu sendiri bukanlah penyebab utama, namun pemilihan sistem fluks akan memperbesar risiko. Laju penguapan pelarut pasta solder tipe RMA berbasis rosin selama tahap penahanan 150℃ adalah 40% lebih lambat dibandingkan tipe tanpa pembersihan, yang menghalangi saluran keluar uap air. Titik leleh yang tinggi (227℃) dari paduan SN100C memperpanjang waktu likuid sebesar 1,8 detik, sehingga memberikan lebih banyak jendela keluar untuk uap air. Oleh karena itu, setelah pabrik modul komunikasi beralih ke kombinasi pasta solder tanpa pembersihan SN100C +, tingkat letupan solder menurun sebesar 76%. Namun, profil reflow harus disesuaikan secara serempak, dan suhu puncak harus dikurangi dari 245℃ menjadi 242℃ untuk menghindari penggetasan senyawa intermetalik.

Metode identifikasi cepat di tempat adalah dengan mengamati keadaan tepi pasta solder pada saat stensil dilepaskan. Jika muncul gerinda bergerigi atau kedalaman depresi sentral >15μm, hal ini menunjukkan bahwa kadar air PCB telah melampaui garis peringatan. Pada saat ini, jalur harus segera dihentikan dan kadar air ketiga papan harus diambil sampelnya untuk diperiksa. Gunakan penganalisis kelembapan halogen Mettler Toledo HR83 untuk pengukuran. Jika nilai rata-rata >0,12% berat, pemanggangan darurat harus dimulai. Dilarang keras memperpanjang waktu reflow secara langsung, karena Lampiran B J-STD-020D menunjukkan bahwa lembur di zona penahan akan memperburuk oksidasi bola solder chip IC, meningkatkan kemungkinan penyolderan dingin sebesar 3,5 kali lipat.