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          為什么用紅墨水試驗檢測BGA焊接情況?如何對結果預判!

          2021-03-02  瀏覽量:113

           

          面對流焊、分板、在線測試、功能測試、成品組裝等,由于熱應力或機械應力作用下可能導致BGA封裝元件焊點斷裂或焊接不良等此類問題,我們檢測的手段有很多。但為什么紅墨水試驗能持續活躍在焊接質量檢測分析的舞臺上?它的獨到之處是什么?

           

          在焊接質量檢測方面X-ray 與切片分析的缺陷

           

          1. X-Ray無法清晰地呈現缺陷特征,對斷裂這種細微缺陷或是不完全潤濕更是束手無策;

          2. 切片分析由于只能觀察表征到某個截面局部細微的缺陷,所以會需要較長的時間去處理。

           

          紅墨水的優勢

           

          1. 紅墨水試驗能夠真實、可靠的給出焊點裂縫的三維分布情況,為電子組裝焊接質量的檢驗提供有效的分析手段。

          2. 紅墨水試驗更便于SMT工藝制造者和失效分析工程師了解產品的不良現象,為后續焊接工藝參數的調整提供參考,還能為尋找產品失效原因,理清責任等提供可靠的證據。

          3. 紅墨水試驗為破壞性試驗,常被運用在電子電路板組裝(PCB Assembly)的表面貼著技術(SMT)上,對于已經無法經由其他非破壞性方法檢查出問題的電路板使用尤佳。

          4. 紅墨水試驗較之其他檢測方法的成本更低,操作也更簡單、快捷。

           

          因此,紅墨水試驗適用于驗證印刷電路板上BGA及IC的焊接情況。通過觀察、分析PCB及IC組件的焊點染色情況,從而對焊接開裂情況進行判定。

           

          雖說紅墨水試驗對于大師們都很熟悉了,那么本著先基礎后拓展的原則我們來普及一下紅墨水試驗的基礎要點,最后與大家介紹我們美信檢測實驗室技術工程師對于紅墨水試驗結果的預判思路。

           

          紅墨水試驗定義

           

          紅墨水試驗,又叫染色試驗,是一種常用的電子組裝焊接質量的分析手段,可以考察電子零件的焊接工藝是否存在虛焊,假焊,裂縫等瑕疵。

           

          染色試驗的原理是利用液體的滲透性。將焊點置于紅色染劑中,讓染料滲入焊點裂紋,干燥后將焊點強行分離,通過觀察開裂處界面顏色狀態來判斷焊點是否斷裂。

           

          紅墨水試驗方法

           

          簡單來說,分為五步:切割 → 滲透 → 烘干 → 分離 → 觀察 (以下圖片來源于互聯網)

           

          “滲透”示圖

           

          “烘干”示圖

           

          “分離”示圖

           

          “觀察”圖示

           

          典型應用案例解析

           

          一般的BGA,其焊球的兩端應該分別連接電路板焊盤及元件本體,通過染色試驗,如果在原本應該是焊接完好的斷面出現了紅色染料,則表示這個焊點有斷裂現象。

           

          通常BGA焊點的斷裂模式如下圖所示:

           

          斷裂面積分析描述:

           

          案例1:焊點開裂、虛焊現象。

           

          案例2:焊錫殘留,枕頭效應。

           

          案例3:焊腳裂紋及孔洞現象。

           

          以上案例中的結果是怎樣進行分析判定的呢?美信檢測實驗室的檢測技術工程師憑借專業的理論知識能力和豐富的檢測經驗進行了準確的判定及分析,下面小編將他們的分析思路進行總結分享:

           

          如何對紅墨水試驗的結果進行判定?

           

          1. 假如斷裂發生在錫球與BGA載板之間,要繼續檢查BGA載板的焊盤有無剝離現象,紅墨水是否進入到焊墊剝離處,如果有,這可能關系到問題可能來自BGA載板的品質問題或BGA載板的焊盤強度不足以負荷外部應力所造成問題的責任歸屬。

          2. 假如斷裂發生在錫球與PCB之間,要繼續檢查PCB焊盤有無剝離現象,紅墨水是否進入到焊墊剝離處,如果沒有,則可能是NWO問題,但是要繼續觀察斷面的形狀及粗糙度,如果焊墊剝離且紅墨水進入剝離處,則問題可能來自PCB板廠的品質或是PCB本身的焊盤強度就不足以負荷外部應力所造成的開裂。

          3. 假如斷裂發生在BGA錫球的中間,要繼續觀察其斷面為圓弧面、光滑面、粗糙面、平面,如果是光滑的圓弧面,就有可能是HIP,相反的就比較偏向外部應力引起的開裂。

          4. 假如是NWO及HIP則偏向制程問題,這類問題通常是因為PCB板材或是BGA載板過reflow高溫時變形所引起,但變形量也關系到產品的設計,PCB上的銅箔布線不均勻或太薄時會比較容易造成變形。其次是焊錫鍍層氧化。

           

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          MTT(美信檢測)是一家從事材料及零部件品質檢驗、鑒定、認證及失效分析服務的第三方實驗室,網址:www.okodukaiup.com,聯系電話:400-850-4050。

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