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红墨水测试-染色试验

红墨水测试介绍

红墨水测试又称为渗透染红试验(Red Dye Penetration Test),是一种常见的失效分析方法,红墨水测试主要用途是用于检验电子零件的表面贴装技术(SMT)有无空焊或是断裂(crack),可帮助工程师检查电子零件焊接是否有瑕疵。

测试目的

染色与渗透试验是一项操作简单而非常有效的焊点质量分析技术,它的使用可以获得焊点质量的全面信息。但是,也需要关注测试过程中的每一个细节,特别是关键的取样过程与最后的失效判定,这些关键环节如果处理不当,将会得到完全相反的结果。同时需要提醒的是,该试验方法是一种破坏性的手段,如果样品的数量不够则不宜盲目采用。

适用产品范围

红墨水染色测试适用于BGA、CPU、引脚封装。

试验原理

红墨水测试的原理是利用液体具有渗透(penetration)的特性,可以渗透到所有的焊锡缝隙来判断焊接是否完好。一般的 BGA IC,其焊球的两端应该都要个别连接到电路板及载板本体,如果在原本应该是焊接的位置出现了红色药水痕迹,就表示这个地方有空隙,也就是有焊接断裂或是其他问题,再由焊接断裂的粗糙表面来判断是原本的焊接不良,或是后天不当使用后所造成的断裂。

红墨水测试

红墨水测试的优势特点

1、红墨水试验能够真实、可靠的给出焊点裂缝的三维分布情况,为电子组装焊接质量的检验提供有效的分析手段。
2、红墨水试验更便于SMT工艺制造者和失效分析工程师了解产品的不良现象,为后续焊接工艺参数的调整提供参考,还能为寻找产品失效原因,理清责任等提供可靠的证据。
3、红墨水试验为破坏性试验,常被运用在电子电路板组装(PCB Assembly)的表面贴著技术(SMT)上,对于已经无法经由其他非破坏性方法检查出问题的电路板使用尤佳。
4、红墨水试验较之其他检测方法的成本更低,操作也更简单、快捷。

红墨水试验方法步骤

1、样品切割
根据样品的大小评估是否需要切割待测样品,为保证焊点不受损坏,切割时应留有足够的余量,推荐最小余量为25mm。(注意:切割时用低速保持双手稳定水平,原则上尽可能的不进行样品切片,避免人为因素的损坏)。
2、样品清洗
将样品放入容器中, 添加适量的异丙醇,利用超声波清洗机清洗样品5~10分钟。一般清洗5分钟后将样品取出用气枪吹干或烘干,观察样品表面是否清洗干净。
3、红墨水浸泡
将样品放在准备好的容器中,然后倒入红墨水完全没过样品,将容器放入真空渗透仪中抽真空,保持1分钟,此过程需重复进行三次。抽真空完毕后,然后将样品倾斜45度角(左右)静放30分钟晾干。
4、样品烘烤
将晾干后的测试样品放入设定好参数的烘箱中烘烤,如果客户有要求的话按客户要求,没有要求的话常用烘烤温度为100℃,时间为4H 。
5、样品零件分离
根据样品的大小,选择合适的分离方式:
a.一般较小零件的话,采用AB胶固定住粘在零件表面,采用尖嘴钳分离零件;?
b.如果较大的零件的话,采用热态固化胶整个包裹住零件,利用万能材料试验机将零件分离。
6、样品观察

顯微鏡下檢查焊錫是否有斷裂、空焊或其他缺點。观察已经被撬起的电路板焊垫(pads)及IC的焊球(balls)是否有被染红的痕迹,如果有焊接不良,例如裂缝、虚焊、空焊等现象应该都可以看得出来有红药水渗透于锡球断裂面的痕●!=ㄒ橐喔鼋嵌裙鄄煲员苊庖蛭庀咴斐傻奈笈小

红墨水测试方法步骤

结果判定案例分析

PCBA产品红墨水测试

染色试验是看纵截面的贴片元器件是否存在开裂,以及开裂情况的分布,因此可以通过检查开裂处的界面的染色面积与界面来判断裂纹的大小与深浅,以及裂纹的界面,从而获得焊点质量信息。作为SMT制程及产品可靠性验证的重要方法。

红墨水测试开裂染色

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