ความเสถียรของวัฏจักรความร้อนของแท่งบัดกรีสะท้อนให้เห็นว่าโลหะผสมต้านทานการย่อยสลายของโครงสร้างระดับจุลภาค การเร่งการเจริญเติบโตระหว่างโลหะ และการแตกตัวของมวลโลหะได้ดีเพียงใดเมื่ออยู่ภายใต้การเปลี่ยนแปลงของความร้อนซ้ำๆ ระหว่างอุณหภูมิที่ต่ำมากและสูงเกินไป เช่น −40°C ถึง +125°C มากกว่า 1,000 รอบ และพฤติกรรมนี้อยู่ภายใต้การควบคุมของโครงสร้างเฟส Sn–Ag–Cu การเชื่อมโยงขอบเขตของเกรน และ การแยกองค์ประกอบการติดตามที่ส่วนต่อประสานแผ่นประสาน
ในระหว่างรอบการระบายความร้อนแต่ละครั้ง ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวและความร้อนที่ไม่ตรงกันระหว่างแท่งบัดกรี สารตั้งต้น PCB และการสิ้นสุดส่วนประกอบจะทำให้เกิดแรงเฉือนที่ขอบข้อต่อ และหากโลหะผสมขาดความเหนียวหรือการต้านทานการตกผลึกที่เพียงพอ การเปลี่ยนรูปพลาสติกเฉพาะจุดจะสะสม นำไปสู่การแตกร้าวตามขอบเกรนใกล้กับชั้นระหว่างโลหะ Cu₆Sn₅ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่ออุณหภูมิสูงสุดของการรีโฟลว์เกิน 245°C หรืออัตราการทำความเย็นเกิน 3°C/s
ความเสถียรดีขึ้นอย่างเห็นได้ชัดเมื่อ Solder Bar มีการเติม Ni, Co หรือ Mn ที่ควบคุมได้ เนื่องจากองค์ประกอบเหล่านี้ยับยั้งการเจริญเติบโตของ Cu₆Sn₅ แบบสแกลลอปมากเกินไปที่ส่วนต่อประสานของแผ่นทองแดง ลดพลังงานในการประสาน และปรับแต่งเครือข่าย dendrite β-Sn ในระหว่างการแข็งตัว ซึ่งจะเป็นการเพิ่มความสามารถในการจับกุมการแตกร้าวโดยไม่กระทบต่อความสามารถในการเปียกบนการเคลือบ OSP หรือ ENIG
การตรวจสอบความถูกต้องในโลกแห่งความเป็นจริงจำเป็นต้องมีการทดสอบการหมุนเวียนด้วยความร้อนแบบเร่งตามเงื่อนไข JEDEC JESD22-A104D โดยที่ตัวอย่างได้รับเวลาคงอยู่ 10 นาทีที่จุดสุดขั้วทั้งสองด้วยระยะเวลาเปลี่ยน 15 นาที และความล้มเหลวถูกกำหนดให้เป็นวงจรไฟฟ้าเปิดหลังจาก 500 รอบหรือรอยต่อที่บัดกรีที่มองเห็นได้ภายใต้การตรวจสอบด้วยแสง 100× และชุดที่แสดงความต้านทานดริฟท์ >15% ก่อนรอบ 300 โดยทั่วไปจะบ่งชี้ว่ามีปริมาณ Ag ไม่เพียงพอด้านล่าง การปนเปื้อน Pb 3.0wt% หรือมากเกินไปที่สูงกว่า 100ppm
ผู้ผลิตต้องควบคุมการรับออกซิเจนในระหว่างการหล่อแท่งและการรีดร้อน เนื่องจากการรวมออกไซด์ที่สูงกว่า 0.08wt% ทำหน้าที่เป็นจุดที่เกิดนิวเคลียสสำหรับการรวมตัวกันเป็นโมฆะในระหว่างการหมุนเวียนด้วยความร้อน และการกระจายขนาดเกรนที่ไม่สอดคล้องกัน ซึ่งวัดโดย EBSD ที่มีค่าเบี่ยงเบนมาตรฐานเกิน 2.4μm มีความสัมพันธ์อย่างมากกับการลดอายุความล้าของรอบแรกได้มากถึง 40% เมื่อเทียบกับล็อตที่มีการควบคุมอย่างเข้มงวดซึ่งมีเกรนขนาด 1.1–1.7μm ที่สม่ำเสมอ
สภาพการเก็บรักษายังมีอิทธิพลต่อความเสถียรของพื้นฐาน เนื่องจากการสัมผัสกับอุณหภูมิ 30°C และ 60% RH เป็นเวลานานกว่า 12 เดือนจะทำให้เกิดปฏิกิริยาออกซิเดชัน Sn ที่พื้นผิวอย่างค่อยเป็นค่อยไป ทำให้เกิดชั้น SnO₂ ที่เปราะซึ่งจะขัดขวางการซึมผ่านของฟลักซ์ในระหว่างการรีโฟลว์ และเพิ่มความน่าจะเป็นของการเปิดแบบไม่เปียกหลังจากรอบการระบายความร้อนครั้งแรก โดยเฉพาะอย่างยิ่งใน QFN ระดับละเอียดที่มีระยะพิทช์ตะกั่ว 0.4 มม.
ช่างเทคนิคในกระบวนการควรตรวจสอบความสามารถในการติดตามล็อตแท่งจนถึงหมายเลขแบทช์หลอมเหลวและบันทึกประวัติความร้อน เนื่องจากองค์ประกอบที่ระบุที่เหมือนกันสามารถให้อายุการใช้งานของวงจรความร้อนที่แตกต่างกันได้ เมื่ออัตราการแข็งตัวแตกต่างกัน ±0.8°C/s ในระหว่างการหล่อแบบต่อเนื่อง และการเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยในอัตราส่วน Cu/Sn ภายใน ±0.03wt% จะเปลี่ยนจุดยูเทคติก 0.7°C ซึ่งเปลี่ยนพฤติกรรมของโซลิดัสในระหว่างส่วนการทำความเย็นวิกฤตของวงจร
เมื่อเปรียบเทียบเกรด Solder Bar สำหรับการใช้งานในยานยนต์ใต้ฝากระโปรง ให้จัดลำดับความสำคัญของเกรดที่ได้รับการรับรองตามการทดสอบความเค้น AEC-Q200 โดยมีค่ามัธยฐานของรอบจนกระทั่งเกิดความล้มเหลวที่บันทึกไว้ ≥1,250 ภายใต้ ΔT = 165°C และหลีกเลี่ยงการแทนที่มาตรฐานที่เทียบเท่ากับ 63Sn37Pb เว้นแต่ว่าชุดประกอบจะทำงานที่อุณหภูมิแวดล้อมต่ำกว่า 85°C เท่านั้น เนื่องจากโลหะผสมที่ปราศจาก Pb แสดงเลขชี้กำลังความล้าที่สูงชันในแปลง Coffin–Manson เพื่อการทำงานที่อุณหภูมิคล้ายคลึงกันที่สูงขึ้นเมื่อเทียบกับจุดหลอมเหลว
ผู้เชี่ยวชาญด้านการจัดซื้อจัดจ้างจะต้องได้รับใบรับรองโรงงานที่ไม่เพียงแต่แสดงองค์ประกอบองค์ประกอบเท่านั้น แต่ยังรวมถึงค่าความแข็งของ Vickers (HV₀.₅) ระหว่าง 18.5 ถึง 22.3, ความต้านทานแรงดึง ≥52MPa และการยืดตัว ≥38% เนื่องจากเกณฑ์มาตรฐานทางกลเหล่านี้มีความสัมพันธ์อย่างมากกับความเหนียวของข้อต่อหลังการปั่น และการเบี่ยงเบนภายนอกหน้าต่างนี้ส่งผลให้อัตราส่วนการลดการรีดร้อนไม่เพียงพอหรือเวลาในการแช่อ่อนที่ไม่เหมาะสมในระหว่างแท่ง การผลิต
การวิเคราะห์ผลตอบแทนภาคสนามแสดงให้เห็นว่า 68% ของความล้มเหลวของข้อต่อบัดกรีก่อนกำหนดในตัวแปลง DC–DC ติดตามกลับไปยังชุดบัดกรีแท่งที่มีความพรุนระหว่างเดนไดรต์ >0.9% วัดโดยวิทยาโลหะวิทยา ASTM E3–22 และความพรุนนี้กลายเป็นตำแหน่งเริ่มต้นของความเมื่อยล้าเมื่อการหมุนเวียนด้วยความร้อนทำให้เกิดความตึงเครียดแบบไซคลิกอุทกสถิตที่ขอบรูพรุน ซึ่งเร่งการเติบโตของรอยแตกร้าวด้วยปัจจัย 3.2 เมื่อเทียบกับโครงสร้างจุลภาคที่ไม่มีรูพรุน
