PCB红墨水测试操作流程 注意事项_昆山红墨水试验第三方检测机构

一、概述

红墨水试验（Dye and Pry Test）是一种破坏性分析方法，利用红色染色剂在真空负压环境下渗入焊点微裂纹、虚焊等缺陷中，经干燥分离后通过观察断面染色情况来判断焊接质量。该试验严格遵循 IPC-TM-650 2.4.1.5 标准执行，常用于BGA、QFN等底部引脚封装器件的焊接质量分析。

二、操作流程

1. 样品切割

根据样品大小评估是否需要切割。为保证焊点不受损坏，切割时应留有足够余量，推荐最小余量为25mm。切割时用低速保持稳定，原则上尽可能不进行样品切片，避免人为因素损坏。

2. 样品清洗

将样品浸入装有异丙醇（IPA）或甲苯的容器中，放在超声波清洗机中清洗5~10分钟。取出后用气枪吹干或烘干，观察样品表面是否清洗干净。清洗目的是去除助焊剂残留、油污等可能阻碍墨水渗透的污染物。

3. 红墨水真空浸泡

将样品放入容器中，倒入红墨水完全没过样品，然后将容器放入真空渗透仪中。抽真空保持1分钟，此过程重复三次。抽真空完毕后，将样品倾斜45度角静放30分钟晾干。注意将待观察器件面朝上放置。

也有方案采用真空浸泡1小时的做法，具体可根据样品特性和标准要求调整。

4. 烘烤固化

将晾干后的样品放入烘箱烘烤。常用条件为：

• 常规方案：85℃烘烤12小时

• 快速方案：100℃烘烤4小时

• 温度上限：一般不超过120℃，以免超过PCB的Tg温度导致新的失效模式

烘烤目的是使渗入缺陷内部的墨水固化，便于后续分离和观察。

5. 器件分离

根据样品大小选择分离方式：

• 小零件：用AB胶固定在零件表面，用尖嘴钳垂直分离

• 大零件：用热态固化胶整体包裹，用万能材料试验机分离

关键点：尽量垂直分离器件，避免平推，防止因分离不当导致界面擦伤而影响判断。

6. 显微观察

将分离后的样品置于立体显微镜或金相显微镜下观察。检查焊点断面是否有红色染色痕迹，建议多角度观察以避免光线造成误判。记录染色位置和染色面积，分析失效模式。

三、注意事项

取样环节

• 取样过程避免样品受到外来机械应力损伤，需使用专用切割取样机

• 切割位置需保持与器件适当距离

清洗环节

• 染色前必须对样品进行认真清洗，选用甲苯或异丙醇等专用溶剂

• 确保被测焊点区域清洁、干燥、无油污、助焊剂残留或其他可能阻碍墨水渗透的污染物

染色液选择

• 选择憎水性、染色稳定、渗透性强的红墨水

• 避免红墨水吸湿空气中的水分，否则可能导致未存在裂纹的界面也被染色，使结果出现偏差

烘烤环节

• 温度一般控制在100℃左右，最高不超过120℃，以免超过PCB的Tg温度导致新的失效模式

分离环节

• 确保器件充分干燥并清理多余物

• 垂直分离器件，避免平推导致界面擦伤

结果判定

• 焊球出现红色染色，表示该处存在空隙或焊接断裂

• 通过断裂面的粗糙程度可判断是焊接不良还是后天外力造成的断裂

• 可根据染色面积占比进行量化判定（如单颗芯片染色面积比≥10%即判定为虚焊）

四、常用设备与耗材