Apakah pasta solder menimbulkan korosi pada PCB bukanlah masalah teoretis sama sekali, melainkan kegagalan berulang di dunia nyata yang terlihat setiap hari pada tiket pengerjaan ulang lini produksi. Tahun lalu, dalam proyek modul otomotif, kami mengalami tiga kegagalan CAF berturut-turut yang disebabkan oleh residu pasta solder. Akar penyebabnya adalah penggunaan pasta solder berbahan dasar rosin yang mengandung ion klorida 0,5% tanpa proses pencucian air yang sesuai. Hasilnya, residu permukaan papan pasca-reflow menyebabkan korsleting dendrit hanya dalam waktu 72 jam selama pengujian penuaan 85°C/85%RH.
Untuk menentukan apakah pasta solder menimbulkan risiko korosi, tiga kondisi harus dievaluasi secara bersamaan. Pertama, jenis aktivator: misalnya, pasta dengan aktivitas sedang yang mengandung bromida meninggalkan lebih banyak residu ionik dibandingkan jenis yang berbahan dasar damar murni. Kedua, apakah profil suhu penyolderan sepenuhnya mengaktifkan reaksi dekomposisi fluks: jika suhu puncak di bawah 217°C dan waktu tinggal kurang dari 60 detik, banyak garam asam organik tidak memiliki cukup waktu untuk menguap. Ketiga, kemampuan pembersihan berikutnya: bahan pembersih berbahan dasar air dapat menghilangkan hingga 99,2% residu asam organik, sedangkan klaim"tidak ada korosi" untuk pasta solder tanpa pembersihan mengasumsikan papan tidak akan pernah terkena kondensasi, mengalami siklus suhu-kelembaban, atau mengalami tegangan bias—namun pada kenyataannya, tidak ada PCB yang dapat menghindari kondisi pengoperasian ini.
Data keandalan jangka panjang berasal dari tiga batch papan yang diproduksi secara massal yang kami lacak, menggunakan pasta solder tipe RMA yang sama tetapi metode pembersihan yang berbeda. Kelompok yang dicuci dengan air mempertahankan ketahanan insulasi di atas 10^9Ω setelah 1000 jam pengujian PCT, kelompok yang dicuci dengan semi-air turun ke kisaran 10^7Ω, dan kelompok tanpa pembersihan sepenuhnya turun di bawah 10^6Ω pada tanda 320 jam dengan korosi bintik hijau yang jelas. Di bawah mikroskop, jejak etsa selektif terlihat di sepanjang tepi jejak tembaga. Korosi ini tidak bersifat penipisan yang seragam tetapi lebih sering terjadi di sepanjang antarmuka antara serat kaca dan resin, itulah sebabnya pengujian wahana terbang sering kali meleset.
Tingkat kontaminasi ionik (IC) pada PCB setelah penyolderan harus dikontrol di bawah setara NaCl 0,78μg/cm2 untuk memenuhi persyaratan IPC-J-STD-001 Kelas 3. Namun, pengukuran kami menunjukkan bahwa meskipun menggunakan pasta solder nominal"rendah halogen", jika deviasi ukuran bukaan stensil melebihi ±5μm dan fluktuasi tekanan alat pembersih yg terbuat dr karet lebih besar dari 0,3MPa, setelah dispersi ketebalan pencetakan melebihi 20%, akumulasi pasta solder lokal akan melebihi standar lebih dari 3 kali lipat. Residu berlebih ini tidak dapat dihilangkan dengan reflow nitrogen; sebaliknya, kekurangan oksigen menyebabkan peningkatan produk samping oksidasi, yang selanjutnya memperburuk kecenderungan korosi.
Apa yang benar-benar menentukan keandalan jangka panjang bukanlah kata-kata"tidak ada korosi" pada lembar data pasta solder, tetapi kontrol gabungan dari tiga faktor: akurasi pencetakan pasta solder, reflow kandungan oksigen atmosfer, dan stabilitas suhu tangki pembersih. Untuk setiap fluktuasi ±2°C pada suhu tangki pembersih, perubahan tegangan permukaan air deionisasi cukup untuk meningkatkan laju residu di dasar lubang buta sebesar 17%. Nilai tersebut merupakan rata-rata yang diukur dan diperoleh secara statistik dari 12 jalur SMT, bukan hasil simulasi laboratorium.
