红墨水测试评估PCBA板焊接质量

一、红墨水染色试验

红墨水染色试验（Red Dye Penetration Test）是电子组装行业（特别是PCBA制造）中一种常用且破坏性的检测方法，主要用于评估焊点可靠性，尤其是隐藏焊点（如BGA、CSP、QFN等底部端子器件）的焊接质量。其核心目的是揭示焊点内部是否存在开裂、空洞、虚焊等缺陷。

红墨水测试主要检测目标（缺陷类型）：

（1）焊点开裂

  ○ 机械应力或热循环导致的疲劳裂纹。

  ○ 焊接冷却过程中产生的收缩应力裂纹。

  ○ 器件与PCB之间CTE不匹配引起的应力裂纹。

（2）虚焊/润湿不良

焊料未能良好地润湿焊盘或器件端子，形成非冶金结合的间隙。

（3）空洞/气孔

焊接过程中包裹的气体形成的空洞，如果空洞延伸到焊点表面或形成连通通道，染料也可能渗入。

（4）枕头效应

BGA焊接特有的缺陷，焊球外层已与焊盘熔合，但内部核心未熔化或未良好结合，形成类似“枕头”状的分离。

本文以PCBA样品为例，采用红墨水试验来检测PCBA板器件的焊接情况。

二、案例背景

实验室收到5pcs PCBA样品，通过红墨水试验检测U1/ U2/ J3/ J4 器件的焊接情况，为了方便区分，我们给U1/ U2/ J3/ J4器件进行编组，依据标准方法要求步骤进行红墨水分析。

三、测试分析

1.外观示意图

随机选取一组PCBA板展示器件测试位置。

图1-1. U1/U2器件测试位置

图1-2. J3器件测试位置

图1-3. J4器件测试位置

2.红墨水测试

第一组测试图片：

图2-1.  J3红墨水测试图片（上：PCBA面；下：器件面）

图2-2.  J4红墨水测试图片（上：PCBA面；下：器件面）

第二组测试图片：

图2-3.  U1红墨水测试图片

图2-4.  U2红墨水测试图片

图2-5.  J3红墨水测试图片（上：PCBA面；下：器件面）

第三组测试图片：

图2-6.  J3红墨水测试图片（上：PCBA面；下：器件面）

图2-7.  J4红墨水测试图片（上：PCBA面；下：器件面）

第四组测试图片：

图2-8.  U1红墨水测试图片

图2-9.  U2红墨水测试图片

图2-10.  J3红墨水测试图片（上：PCBA面；下：器件面）

四、结论

红墨水试验结果显示，第一组J3和第二组J3焊点位置有红墨水渗入现象，其他位置均未见红墨水渗入，详情见下表数据（观察PCBA面）。注：“/”表示拔断时，该引脚与器件塑料本体分离，反映焊点焊接牢靠，但因焊点未断裂， 故不予评级。

第一组分析结果：

图1-1.  J3红墨水测试结果（PCBA面）

图1-2.  J4红墨水测试结果（PCBA面）

第二组分析结果：

图2-1.  U1红墨水测试结果（PCBA面） 

图2-2.  U2红墨水测试结果（PCBA面）

图2-3.  J3红墨水测试结果（PCBA面）

第三组分析结果：

图3-1.  J3红墨水测试结果（PCBA面）

图3-2.  J4红墨水测试结果（PCBA面）

第四组分析结果：

图4-1.  U1红墨水测试结果（PCBA面） 

图4-2.  U2红墨水测试结果（PCBA面）