红墨水实验揭示焊接质量缺陷，有效分析电子元件问题

红墨水检测，也被称为染色测试，是用来分析电子元件焊接质量的常见方法，可以审查电子部件的焊接工艺是否有虚焊、假焊、裂缝等缺陷。

一、什么是红墨水实验

染色试验的基本原理是利用液体的渗透特性。将焊点放入红色染料中，让染料渗透到焊点的裂缝中，然后干燥并强行分离焊点。观察裂缝的界面颜色状态，从而判断焊点是否发生断裂。

把焊点浸泡在红色墨水或染料中，让其渗入裂缝中。等待干燥后，强行分离焊点，通常会从薄弱的部位（即裂纹处）开始开裂。

因此，透过检查红色墨水实验在开裂处的染色面积和界面，可以确定裂缝的大小、深浅以及裂缝的界面，达到获取焊点质量信息的目的。

二、红墨水检测试验步骤

1、样品裁割：使用线切割机将样品切割成适合的试验样本。

2、清洗步骤：将样品浸泡在装有异丙醇或甲苯的容器中，然后放入超声清洗机中清洗5分钟。将样品取出后，使用热风枪将附着在样品表面的溶剂蒸发干燥。

3、将样品置于适当容器中，倒入墨水直至完全浸泡，将容器放入真空箱中，保持1到2小时。注意要将欲观察的器件面朝上。

4、烘干指导：推荐的烘烤条件为85摄氏度，持续12小时，也可选择快速方案，温度100摄氏度，持续4小时。

5、分离

6、观察

三、红墨水检测在PCB领域的优势

1、焊接质量检测中X射线和切片分析的缺陷：

1.1、X射线无法清晰显示缺陷特征，尤其是对于细微缺陷或无法完全润湿的情况，束手无策。

1.2、因为只能检测到某一特定截面上局部微小的缺陷，所以进行切片分析通常需要较长时间来完成处理。

2、下面我们就来看看红色墨水的优点：

2.1、使用红色墨水进行测试可以准确可靠地显示焊点裂缝的三维分布情况，为电子组件焊接质量的检测提供了有效的分析工具。

2.2、使用红色墨水进行实验可以帮助SMT工艺制造者和失效分析工程师更好地了解产品的缺陷，为调整后续焊接工艺参数提供参考，同时也可作为寻找产品失效原因、澄清责任等方面的可靠证据。

2.3、利用红色墨水进行检测是一种破坏性的检测方式，主要用于电子电路板的表面贴装技术（SMT）在PCB组装过程中。特别适用于其他非破坏性检测方法无法发现问题的电路板。

2.4、相对于其他检测方式，使用红色墨水进行实验成本更低，操作更简单，速度更快。

因此，红色墨水测试可用于检验印刷电路板上BGA和IC的焊接情况。利用观察和分析PCB和IC零部件焊点的变色情况，可以判断焊接是否存在开裂。

四、对红墨水试验结果的判断方法是什么？

1、如果发生了断裂，则需要继续检查BGA载板的焊盘是否有剥离情况，同时注意红色墨水是否渗入焊盘脱落处。若有以上情况，则可能源于BGA载板的质量问题或焊盘强度不足以承受外部应力造成的问题，责任应由BGA载板的制造商承担。

2、如果出现了焊点断裂在锡球和PCB之间，需要查看PCB焊盘是否有脱落问题，检查是否有红色墨水渗入焊盘脱落处。如果没有，可能是NWO问题，但需要持续观察焊点的形状和表面粗糙度。如果焊盘脱落并且红墨水渗入，问题可能源自于PCB厂的质量问题，或者PCB焊盘自身强度不足以承受外部力量导致开裂。

3、当BGA锡球中发现断裂时，需要仔细观察其裂口的特征，包括裂口形状是否为圆弧、表面是否光滑、粗糙或平整。如果是光滑的圆弧面，可能是由于高温热冲击导致的断裂，反之则更可能是由外部应力引起的开裂。

4、若涉及NWO和HIP，则更倾向于处理制程问题。通常是因为PCB板材或BGA载板在回焊过程中由于高温发生了变形，这种情况通常受产品设计影响，同时，如果PCB板上的铜箔布线不均匀或太薄，也可能更容易导致变形的发生。另一个可能出现的问题是焊锡镀层的氧化。

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