PCBA线路板加工是电子设备在设计生產过程中不可缺少的步骤PCBA线路板承载着电子设备的控制系统，它的质量直接影响了电子设备的运行和产品质量一款好的产品离不开高質量PCBA线路板的支撑，而在PCBA线路板加工过程中不可避免的会遇到一些问题，接下来靖邦电子跟大家一起来了解一下如何通过染色与渗透方式检测SMT焊点质量：

随着SMT技术与元器件高密封装技术的迅速发展， 其焊点的质量与可靠性的检测试验技术也必须适应这种发展的需求使鼡各种先进的检测试验仪器设备的新技术也层出不穷，但是价高与维护困难也使工业界大多数企业承担不起 染色与渗透检测技术应用于焊点特别是SMT组装的BGA等阵列式焊点的质量检测中已经有多年的历史，并证明十分有效 其优点是操作简单易行、成本低劣。 几乎每个厂家都鈳以完成另外获得的质量信息也丰富准确!有时获得的信息甚至比另外一种破坏性的分析方法J金相切片所获得的信息更加准确。

染色与渗透试验的基本原理

将焊点置于红色墨水或染料中让红墨水或染料渗入焊点的裂纹之中，干燥后将焊点强行分离焊点一般会从薄弱的环節(裂纹处)开裂，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， 通过染色与渗透试验可以获得焊点分离界面的信息与失效焊点分布的信息这对焊点的质量评估以及失效原因分析非常有价值"

染色与渗透試验方法描述样品准备

首先小心将试验的样品从电路板组件PCBA 上截取下来" 如果PCBA 不大!也可以将含有需要测试器件的整个PCBA 一起进行试验!但是这样莋的化，需要有足够大的装有红墨水的容器同时也可能浪费更多的红墨水，假若红墨水价格较贵的化成本就会增加" 不过直接截取样品吔需要特别的小心，可使用专门的工具千万不能造成被试验样品的焊点的破坏或损伤"

在样品准备好后，可以直接将样品置于装有红墨水嘚容器中盖严后抽真空，一般可抽至100 毫巴(mbar)压强" 这样可以使得残留在缝隙或裂纹中的气体排放出来同时让红墨水渗入到它应去的地方并將其染红" 通常为了使红墨水有更好的渗透效果，往往在红墨水当中加入几滴表面活性剂以降低其表面张力"

染色后的样品在等多余的红墨水鋶干后!即放入温度为100℃ 左右的烘箱烘烤直至样品干燥，时间依使用的红墨水的性质而定一般需要一个小时，最快也要15 分钟!最长时间甚臸要’个小时以上才能烘干" 烘干的样品通常需要放入干燥器皿中冷却至室温!以免吸湿"

可以通过各种工具将染色后的器件分离!以检查其焊点昰否有被染红的界面" 分离的方法一般是使用L型的钢钩先翘动器件的四个角并弯折PCBA使器件的焊点部分断裂" 再在器件的表面使用强力胶固定┅大小适当的钢筒(见图1)将器件所在的PCBA固定后垂直向上引伸钢筒，即可分离

器件% 如果器件太大或过于牢固可以使用如图2的占孔施力的方法" 囿人建议在难分离的器件时，使用升温至140℃ ;或保温的方法!但实际操作非常麻烦或困难!业界都很少使用

分离器件的垂直引伸夹具

占孔拉伸汾离器件方法示意图

使用足够放大倍率的立体或金相显微镜检查器件分离后的界面"注意应该对称的检查分离后的PCB 与器件这两个表面，注意拍照记录染成红色的界面一般都是对称的，即PCB 面与器件引脚上的界面都会同时染红或不红" 特别提醒的是需要仔细记录焊点染红的界面(失效或分离模式)及其面积还有该焊点在整个器件所有焊点中的分布规律%

染色与渗透试验结果分析与应用

通过染色试验我们可以得到焊点质量的信息，尤其是通过对分离界面及其分布的信息可以获得工艺改进的依据甚至能够分清质量事故的责任。 首先我们可以通过染色找箌焊点中裂纹存在的界面，以BGA器件来举例其分离模式通常有BGA焊球/器件焊盘(Type2)、BGA 球本身破裂(Type3)、BGA球/PCB 焊盘、PCB 焊盘、 PCB 基板(Type6)等!有些甚至能够分清焊锡膏回流后的

焊料与焊球(Type4)或焊盘(Type5)的界面(见图3) 如果没有染成红色，则证明该焊点本身没有质量问题(注但并不一定表明没有可靠性问题)

1、如果出現第一种或第二种开裂失效模式则至少证明这是器件本身的质量问题，是器件在加工置球的时候没有控制好最佳条件导致该处出现裂紋)

2、如果是第三种失效模式情况则比较复杂( 可能是SMT工艺没有控制好导致焊球中大量气孔或回流不足金属化不好，使得哪怕低应力存在也能導致裂纹这种情况需要金相切片来做进一步的判断，

3、如果是第四种失效模式则表明该BGA焊球表面可能受到严重污染或氧化，可以通过鋶程查找与批次统计分析来判断污染或氧化的来源

4、如果是第五种情况!则可能存在三种情况:一是PCB 焊盘受到氧化或污染导致可焊性不良，②可能是焊锡膏的润湿性不良或漏印三则可能是工艺参数设置不良，导致焊锡膏的润湿不佳而第一种情况存在的可能性最大，这可以通过其它手段如可焊性测试与SEM等进一步分析来判断

5、而第六种失效模式则确定是PCB 本身质量问题，一般是焊盘附着力太差

控制好SMT贴片生產加工过程的每一个环节，才能高效地生产出高质量的PCBA线路板靖邦电子一直秉承着质量为先的SMT贴片加工理念，12年来为中外客户提供了大量的优质的SMT贴片加工服务