面對流焊、分板、在線測試、功能測試、成品組裝等，由于熱應(yīng)力或機(jī)械應(yīng)力作用下可能導(dǎo)致BGA封裝元件焊點(diǎn)斷裂或焊接不良等此類問題，我們檢測的手段有很多。但為什么紅墨水試驗(yàn)?zāi)艹掷m(xù)活躍在焊接質(zhì)量檢測分析的舞臺(tái)上？它的獨(dú)到之處是什么？

我們先來看一下在焊接質(zhì)量檢測方面X-ray 與切片分析的缺陷：

1. X-Ray無法清晰地呈現(xiàn)缺陷特征，對斷裂這種細(xì)微缺陷或是不完全潤濕更是束手無策；

2. 切片分析由于只能觀察表征到某個(gè)截面局部細(xì)微的缺陷，所以會(huì)需要較長的時(shí)間去處理。

接下來我們對比一下紅墨水的優(yōu)勢：

1. 紅墨水試驗(yàn)?zāi)軌蛘鎸?shí)、可靠的給出焊點(diǎn)裂縫的三維分布情況，為電子組裝焊接質(zhì)量的檢驗(yàn)提供有效的分析手段。

2. 紅墨水試驗(yàn)更便于SMT工藝制造者和失效分析工程師了解產(chǎn)品的不良現(xiàn)象，為后續(xù)焊接工藝參數(shù)的調(diào)整提供參考，還能為尋找產(chǎn)品失效原因，理清責(zé)任等提供可靠的證據(jù)。

3. 紅墨水試驗(yàn)為破壞性試驗(yàn)，常被運(yùn)用在電子電路板組裝(PCB Assembly)的表面貼著技術(shù)(SMT)上，對于已經(jīng)無法經(jīng)由其他非破壞性方法檢查出問題的電路板使用尤佳。

4. 紅墨水試驗(yàn)較之其他檢測方法的成本更低，操作也更簡單、快捷。

因此，紅墨水試驗(yàn)適用于驗(yàn)證印刷電路板上BGA及IC的焊接情況。通過觀察、分析PCB及IC組件的焊點(diǎn)染色情況，從而對焊接開裂情況進(jìn)行判定。

雖說紅墨水試驗(yàn)對于大師們都很熟悉了，那么本著先基礎(chǔ)后拓展的原則我們來普及一下紅墨水試驗(yàn)的基礎(chǔ)要點(diǎn)，最后與大家介紹我們美信檢測實(shí)驗(yàn)室技術(shù)工程師對于紅墨水試驗(yàn)結(jié)果的預(yù)判思路。

紅墨水試驗(yàn)定義

紅墨水試驗(yàn)，又叫染色試驗(yàn)，是一種常用的電子組裝焊接質(zhì)量的分析手段，可以考察電子零件的焊接工藝是否存在虛焊，假焊，裂縫等瑕疵。

染色試驗(yàn)的原理是利用液體的滲透性。將焊點(diǎn)置于紅色染劑中，讓染料滲入焊點(diǎn)裂紋，干燥后將焊點(diǎn)強(qiáng)行分離，通過觀察開裂處界面顏色狀態(tài)來判斷焊點(diǎn)是否斷裂。

紅墨水試驗(yàn)方法

簡單來說，分為五步：切割 → 滲透 → 烘干 → 分離 → 觀察 （以下圖片來源于互聯(lián)網(wǎng)）

“滲透”圖示	“烘干”圖示

“分離”圖示

“觀察”圖示

典型應(yīng)用案例解析

一般的BGA，其焊球的兩端應(yīng)該分別連接電路板焊盤及元件本體，通過染色試驗(yàn)，如果在原本應(yīng)該是焊接完好的斷面出現(xiàn)了紅色染料，則表示這個(gè)焊點(diǎn)有斷裂現(xiàn)象。

通常BGA焊點(diǎn)的斷裂模式如下圖所示：

斷裂面積分析描述：

案例1：焊點(diǎn)開裂、虛焊現(xiàn)象。

案例2：焊錫殘留，枕頭效應(yīng)。

案例3：焊腳裂紋及孔洞現(xiàn)象

以上案例中的結(jié)果是怎樣進(jìn)行分析判定的呢？美信檢測實(shí)驗(yàn)室的檢測技術(shù)工程師憑借專業(yè)的理論知識(shí)能力和豐富的檢測經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行了準(zhǔn)確的判定及分析，下面小編將他們的分析思路進(jìn)行總結(jié)分享：

如何對紅墨水試驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行判定？

1. 假如斷裂發(fā)生在錫球與BGA載板之間，要繼續(xù)檢查BGA載板的焊盤有無剝離現(xiàn)象，紅墨水是否進(jìn)入到焊墊剝離處，如果有，這可能關(guān)系到問題可能來自BGA載板的品質(zhì)問題或BGA載板的焊盤強(qiáng)度不足以負(fù)荷外部應(yīng)力所造成問題的責(zé)任歸屬。

2. 假如斷裂發(fā)生在錫球與PCB之間，要繼續(xù)檢查PCB焊盤有無剝離現(xiàn)象，紅墨水是否進(jìn)入到焊墊剝離處，如果沒有，則可能是NWO問題，但是要繼續(xù)觀察斷面的形狀及粗糙度，如果焊墊剝離且紅墨水進(jìn)入剝離處，則問題可能來自PCB板廠的品質(zhì)或是PCB本身的焊盤強(qiáng)度就不足以負(fù)荷外部應(yīng)力所造成的開裂。

3. 假如斷裂發(fā)生在BGA錫球的中間，要繼續(xù)觀察其斷面為圓弧面、光滑面、粗糙面、平面，如果是光滑的圓弧面，就有可能是HIP，相反的就比較偏向外部應(yīng)力引起的開裂。

4. 假如是NWO及HIP則偏向制程問題，這類問題通常是因?yàn)镻CB板材或是BGA載板過reflow高溫時(shí)變形所引起，但變形量也關(guān)系到產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，PCB上的銅箔布線不均勻或太薄時(shí)會(huì)比較容易造成變形。其次是焊錫鍍層氧化。

通過本文小知識(shí)您是否對染色試驗(yàn)有不一樣的理解呢？美信檢測作為專業(yè)的第三方檢測實(shí)驗(yàn)室，能有效通過染色試驗(yàn)，觀察、分析產(chǎn)品的不良現(xiàn)象，可提供有效的提升產(chǎn)品焊接工藝的方法，找到產(chǎn)品失效的根本原因，提升產(chǎn)品質(zhì)量！幫助生產(chǎn)商及經(jīng)銷商等客戶及時(shí)了解產(chǎn)品質(zhì)量，提升產(chǎn)品競爭力！

我們美信檢測實(shí)驗(yàn)室本次的科普知識(shí)到此結(jié)束，為了更好的給廣大客戶朋友們帶來更多的技術(shù)知識(shí)分享和我們的前沿案例解析，我們將持續(xù)為大家更新材料與零部件檢測分析相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)知識(shí)文章，與企業(yè)共探產(chǎn)品的質(zhì)量檢驗(yàn)技術(shù)！

下篇分享內(nèi)容：透過現(xiàn)象看本質(zhì)！金相分析在材料性能檢測分析中的應(yīng)用詳解！