破壞性檢測(cè)手段：紅墨水試驗(yàn)

試驗(yàn)簡介

紅墨水試驗(yàn)，學(xué)名Dye and Pull Test，曾被稱為Dye and Pry，是一種在失效分析領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的破壞性檢測(cè)手段。它主要用于檢測(cè)電子零件表面貼裝技術(shù)（SMT）是否存在空焊或斷裂問題，通過觀察印刷電路板（PCB）上BGA及IC的焊接情況，分析焊點(diǎn)染色狀況，從而精準(zhǔn)判定焊接開裂情況。若焊接球形部位出現(xiàn)紅墨水，便意味著此處存在空隙，即焊接斷裂，進(jìn)一步還可依據(jù)斷裂處的粗糙表面判斷是初始焊接不良還是后天使用不當(dāng)所致。

試驗(yàn)步驟詳解

1.樣品切割

依據(jù)樣品尺寸評(píng)估是否需切割待測(cè)樣品，為保護(hù)焊點(diǎn)，切割時(shí)需預(yù)留足夠余量，推薦最小余量為25mm。切割時(shí)要低速操作，雙手保持穩(wěn)定水平，盡可能避免切片，減少人為損壞風(fēng)險(xiǎn)。

2.樣品清洗

將樣品置于容器內(nèi)，加入適量異丙醇，利用超聲波清洗機(jī)清洗5~10分鐘。一般5分鐘后取出，用氣槍吹干或烘干，檢查樣品表面是否清潔。

3.紅墨水浸泡

把樣品放入容器，倒入紅墨水使其完全浸沒，再將容器置于真空滲透儀中抽真空1分鐘，重復(fù)此過程三次。抽真空后，將樣品傾斜45度角左右靜放30分鐘晾干。

4.樣品烘烤

將晾干的測(cè)試樣品放入已設(shè)定好參數(shù)的烘箱中烘烤。若客戶有特殊要求則按其要求操作，若無則通常采用100℃、4小時(shí)的烘烤條件。

5.樣品零件分離

根據(jù)樣品大小選擇分離方式。小零件可用AB膠固定表面，用尖嘴鉗分離；大零件則用熱態(tài)固化膠包裹，借助萬能材料試驗(yàn)機(jī)分離。

結(jié)果判定要點(diǎn)

1.斷裂位置分析

若斷裂位于錫球與BGA載板間，需檢查BGA載板焊盤有無剝離，紅墨水是否進(jìn)入剝離處。若有，可能涉及BGA載板品質(zhì)或焊盤強(qiáng)度不足問題，關(guān)乎責(zé)任歸屬。

若斷裂在錫球與PCB間，檢查PCB焊盤剝離情況及紅墨水是否進(jìn)入。若未剝離，可能是NWO問題；若剝離且紅墨水進(jìn)入，問題可能源于PCB板廠品質(zhì)或焊盤強(qiáng)度不足。

若斷裂發(fā)生在BGA錫球中間，觀察斷面形態(tài)。光滑圓弧面可能是HIP，反之則多為外部應(yīng)力引起。

2.問題歸因

NWO及HIP問題多因制程引起，如PCB板材或BGA載板過reflow高溫變形，變形量與產(chǎn)品設(shè)計(jì)相關(guān)，銅箔布線不均勻或過薄易致變形。此外，焊錫鍍層氧化也是常見因素。金鑒實(shí)驗(yàn)室的專家團(tuán)隊(duì)將提供詳細(xì)的觀察報(bào)告，確?？蛻魧?duì)每個(gè)測(cè)試結(jié)果的清晰理解。

試驗(yàn)優(yōu)勢(shì)凸顯

紅墨水試驗(yàn)可細(xì)致觀察焊點(diǎn)裂縫三維分布，為PCB焊接質(zhì)量檢驗(yàn)提供有力分析手段。它便于電子組裝貼片工藝制造者和失效分析工程師了解不良現(xiàn)象，為調(diào)整焊接工藝參數(shù)、尋找失效原因及理清責(zé)任提供可靠依據(jù)。在電子電路板組裝的表面貼裝技術(shù)中，對(duì)于其他非破壞性方法難以檢查的問題電路板，紅墨水試驗(yàn)尤為適用，是一種有效的破壞性試驗(yàn)。與其它檢測(cè)方法相比，紅墨水測(cè)試成本低，操作簡單快捷，能高效助力電子焊接質(zhì)量檢測(cè)與問題診斷。