近期，小編收到不少客戶谘詢：“如何對BGA器件進行紅墨水試驗？” 作為電子製造行業常用的焊接質量檢測手段，紅墨水試驗（半導體染色試驗）在BGA（球柵陣列封裝）、CSP（芯片級封裝）等精密器件的焊接可靠性分析中發揮著至關重要的作用。 

隨著半導體封裝技術向高密度、微型化發展，BGA器件的焊接質量直接影響產品的電氣性能和長期可靠性。傳統目檢、X-ray檢測等方法難以全麵評估焊接界麵的微觀缺陷，而紅墨水試驗通過染色滲透技術，可精準識別虛焊、裂紋、枕頭效應（HIP）等潛在失效問題，為工藝優化和質量管控提供科學依據。

在本文中，91香蕉视频污污測控小編將詳細介紹BGA器件紅墨水試驗的標準流程、關鍵操作要點及結果分析方法，幫助客戶高效完成焊接質量評估，確保產品可靠性！

 

一、半導體染色試驗概述

半導體染色試驗是一種破壞性物理分析方法，利用紅色染料的毛細滲透原理，使染料滲入焊接界麵的微裂紋和缺陷中。試驗後通過分離焊接部件，觀察界麵染色情況，可直觀判斷焊接界麵是否存在虛焊、裂紋、枕頭效應等缺陷。

該試驗方法特別適用於檢測以下類型的焊接缺陷：

1、球柵陣列封裝(BGA)的焊接完整性

2、芯片級封裝(CSP)的界麵連接質量

3、QFN、LGA等無引腳封裝的焊接可靠性

4、通孔元件(THT)的焊點填充情況

這些焊接缺陷若未被及時發現，可能導致產品在使用過程中出現間歇性故障、導電不良甚至完全失效，給電子產品帶來嚴重的質量隱患。

 

二、試驗操作流程詳解

1. 樣品製備階段

切割取樣：使用精密切割設備取樣，切割位置需距離待測元件至少25mm，避免機械應力影響焊點結構。對於微型元件，建議在顯微鏡下操作。

清潔處理：將樣品置於超聲波清洗機中，使用高純度異丙醇(IPA)清洗5-10分鍾。清洗後立即用氮氣吹幹，防止二次汙染。清潔度標準為在20倍顯微鏡下觀察無可見汙染物。

2. 染色滲透階段

染色液選擇：專用半導體染色液應具備以下特性：

低粘度(≤5cP)以確保良好滲透性

高對比度的鮮豔紅色

不與焊料或基板材料發生反應

快速揮發性溶劑基

真空滲透：將樣品完全浸入染色液，置於真空滲透裝置中。典型參數為：

真空度：≤1×10⁻²mbar

滲透時間：3次循環，每次1分鍾

靜置時間：傾斜45°角放置30分鍾

 

3. 固化與分離階段

熱固化處理：將樣品轉移至精密烘箱，推薦參數為100±5℃下固化4小時。注意不可超過PCB的玻璃化轉變溫度(Tg)，避免引入新的熱應力缺陷。

界麵分離技術：

1、微型元件：使用AB膠固定後，采用精密尖嘴鉗進行機械分離

2、大型元件：采用熱固化膠整體包覆，使用萬能材料欧美大香蕉网搭配定製工裝進行可控分離 

3、BGA封裝：推薦使用專業的BGA返修台進行加熱分離

 

三、試驗結果分析與判定標準 

2. 失效模式診斷

A、NWO(非潤濕開路)：

斷麵呈現金屬光澤

焊料未與焊盤形成金屬間化合物

常見原因：焊盤汙染、助焊劑活性不足

B、HIP(枕頭效應)：

球狀焊點頂部呈現鏡麵狀

兩焊接麵未完全融合

主要成因：回流焊溫度曲線不當、元件或PCB翹曲

C、機械應力斷裂：

斷麵呈現不規則粗糙形態

可能伴隨材料塑性變形

通常由組裝應力或機械衝擊引起

 

四、關鍵注意事項與質量控製點

1、樣品處理規範

全程佩戴防靜電手套操作

避免任何形式的機械衝擊或彎曲應力

切割後邊緣需進行打磨處理

2、染色工藝控製

嚴格控製染色液有效期(通常開瓶後6個月)

真空滲透過程需監控壓力曲線

每批次試驗需包含已知良好樣品作為對照

3、分離技術要點

分離方向應垂直於PCB平麵

分離速度控製在0.5-1mm/s

記錄分離過程中的最大載荷值

4、數據分析要求

使用標準光源(5000K)觀察

至少采用20倍光學顯微鏡檢查

對染色麵積進行圖像分析量化

 

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