技术分享：破坏性检测中的红墨水试验

红墨水试验

红墨水实验(Dye and Pull Test ,Formerly Known as Dye and Pry)是一种是失效分析常用的破坏性检测方法，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)。

目的

红墨水试验可以检验印刷电路板上BGA及IC的焊接情况，通过观察、分析PCB及IC组件的焊点染色情况，从而对焊接开裂情况进行判定。

如果焊接的球形出现了红色药水，就表示这个地方有空隙，也就是有焊接断裂，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。

步骤

金鉴实验室在LED红墨水试验有丰富的经验及雄厚的实力，提供LED红墨水试验检测服务，为国内众多公司提供LED可靠性试验和技术咨询。

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：一般较小零件的话，采用AB胶</svg>");">固定住粘在零件表面，采用尖嘴钳分离零件；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</svg>");">将零件分离。

案例

LED SMD2835LED灯珠光源气密性验证，需确认其是否存在红墨水渗透的现象及红墨水的渗透路径。

本次实验样本大小为10pcs，实验1h后可观察到1pcs光源出现红墨水从PPA与金属框架的结合面渗透入光源内部的现象。

判定

1.假如断裂发生在锡球与BGA载板之间，要继续检查BGA载板的焊盘有无剥离现象，红墨水是否进入到焊垫剥离处，如果有，这可能关系到问题可能来自BGA载板的品质问题或BGA载板的焊盘强度不足以负荷外部应力所造成问题的责任归属。

2.假如断裂发生在锡球与PCB之间，要继续检查PCB焊盘有无剥离现象，红墨水是否进入到焊垫剥离处，如果没有，则可能是NWO问题，但是要继续观察断面的形状及粗糙度，如果焊垫剥离且红墨水进入剥离处，则问题可能来自PCB板厂的品质或是PCB本身的焊盘强度就不足以负荷外部应力所造成的开裂。

3.假如断裂发生在BGA锡球的中间，要继续观察其断面为圆弧面、光滑面、粗糙面、平面，如果是光滑的圆弧面，就有可能是HIP，相反的就比较偏向外部应力引起的开裂。

4.假如是NWO及HIP则偏向制程问题，这类问题通常是因为PCB板材或是BGA载板过reflow高温时变形所引起，但变形量也关系到产品的设计，PCB上的铜箔布线不均匀或太薄时会比较容易造成变形。其次是焊锡镀层氧化。

优势

1.红墨水试验能细微观察焊点裂缝的三维分布情况，为印刷电路板焊接质量的检验提供有效的分析手段。

2.红墨水试验更便于电子组装贴片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.红墨水试验运用在电子电路板组装的表面贴著技术上，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，所以是一种破坏性试验。

4.红墨水测试较之其他检测方法的成本更低，操作也更简单、快捷。