紅墨水測(cè)試介紹
紅墨水測(cè)試又稱(chēng)為滲透染紅試驗(yàn)（Red Dye Penetration Test），是一種常見(jiàn)的失效分析方法，紅墨水測(cè)試主要用途是用于檢驗(yàn)電子零件的表面貼裝技術(shù)(SMT)有無(wú)空焊或是斷裂(crack)，可幫助工程師檢查電子零件焊接是否有瑕疵。
測(cè)試目的
染色與滲透試驗(yàn)是一項(xiàng)操作簡(jiǎn)單而非常有效的焊點(diǎn)質(zhì)量分析技術(shù)，它的使用可以獲得焊點(diǎn)質(zhì)量的全面信息。但是，也需要關(guān)注測(cè)試過(guò)程中的每一個(gè)細(xì)節(jié)，特別是關(guān)鍵的取樣過(guò)程與最后的失效判定，這些關(guān)鍵環(huán)節(jié)如果處理不當(dāng)，將會(huì)得到完全相反的結(jié)果。同時(shí)需要提醒的是，該試驗(yàn)方法是一種破壞性的手段，如果樣品的數(shù)量不夠則不宜盲目采用。
適用產(chǎn)品范圍
紅墨水染色測(cè)試適用于BGA、CPU、引腳封裝。
試驗(yàn)原理
紅墨水測(cè)試的原理是利用液體具有滲透(penetration)的特性，可以滲透到所有的焊錫縫隙來(lái)判斷焊接是否完好。一般的 BGA IC，其焊球的兩端應(yīng)該都要個(gè)別連接到電路板及載板本體，如果在原本應(yīng)該是焊接的位置出現(xiàn)了紅色藥水痕跡，就表示這個(gè)地方有空隙，也就是有焊接斷裂或是其他問(wèn)題，再由焊接斷裂的粗糙表面來(lái)判斷是原本的焊接不良，或是后天不當(dāng)使用后所造成的斷裂。
紅墨水測(cè)試的優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)
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(duì)于已經(jīng)無(wú)法經(jīng)由其他非破壞性方法檢查出問(wèn)題的電路板使用尤佳。
4、紅墨水試驗(yàn)較之其他檢測(cè)方法的成本更低，操作也更簡(jiǎn)單、快捷。
紅墨水試驗(yàn)方法步驟
1、樣品切割
根據(jù)樣品的大小評(píng)估是否需要切割待測(cè)樣品，為保證焊點(diǎn)不受損壞，切割時(shí)應(yīng)留有足夠的余量，推薦最小余量為25mm。（注意：切割時(shí)用低速保持雙手穩(wěn)定水平，原則上盡可能的不進(jìn)行樣品切片，避免人為因素的損壞）。
2、樣品清洗
將樣品放入容器中, 添加適量的異丙醇，利用超聲波清洗機(jī)清洗樣品5~10分鐘。一般清洗5分鐘后將樣品取出用氣槍吹干或烘干，觀察樣品表面是否清洗干凈。
3、紅墨水浸泡
將樣品放在準(zhǔn)備好的容器中，然后倒入紅墨水完全沒(méi)過(guò)樣品，將容器放入真空滲透儀中抽真空，保持1分鐘，此過(guò)程需重復(fù)進(jìn)行三次。抽真空完畢后，然后將樣品傾斜45度角（左右）靜放30分鐘晾干。
4、樣品烘烤
將晾干后的測(cè)試樣品放入設(shè)定好參數(shù)的烘箱中烘烤，如果客戶有要求的話按客戶要求，沒(méi)有要求的話常用烘烤溫度為100℃,時(shí)間為4H 。
5、樣品零件分離
根據(jù)樣品的大小，選擇合適的分離方式：
a.一般較小零件的話，采用AB膠固定住粘在零件表面，采用尖嘴鉗分離零件；?
b.如果較大的零件的話，采用熱態(tài)固化膠整個(gè)包裹住零件，利用萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)將零件分離。
6、樣品觀察
顯微鏡下檢查焊錫是否有斷裂、空焊或其他缺點(diǎn)。觀察已經(jīng)被撬起的電路板焊墊(pads)及IC的焊球(balls)是否有被染紅的痕跡，如果有焊接不良，例如裂縫、虛焊、空焊等現(xiàn)象應(yīng)該都可以看得出來(lái)有紅藥水滲透于錫球斷裂面的痕跡。建議要多個(gè)角度觀察以避免因?yàn)楣饩€造成的誤判。
結(jié)果判定案例分析
PCBA產(chǎn)品紅墨水測(cè)試
染色試驗(yàn)是看縱截面的貼片元器件是否存在開(kāi)裂，以及開(kāi)裂情況的分布，因此可以通過(guò)檢查開(kāi)裂處的界面的染色面積與界面來(lái)判斷裂紋的大小與深淺，以及裂紋的界面，從而獲得焊點(diǎn)質(zhì)量信息。作為SMT制程及產(chǎn)品可靠性驗(yàn)證的重要方法。
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