BGA 红墨水实验
红墨水试验
Red Dye Penetration Test(渗透染红试验)是检验电子零件的表面贴着技术(SMT)有无空焊或是断裂(crack)的一种技术。
这是一种破怀性的实验，通常被运用在电子电路板组装(PCB Assembly)的表面贴着技术(SMT)上，可以帮助工程师们检查电子零件的焊接是否有瑕疵。
因为是破坏性实验，一般仅运用在已经无法经由其它非破坏性方法检查出问题的电路板上面，而且几乎都只运用在分析BGA(Ball Grid Array) 封装的 IC，通常是为了可以更了解产品的不良现象，以作为后续生产的质量改善参考，或是为了厘清责任时使用。
其方法是利用适当黏稠度的红药水(红墨水)注射到怀疑有焊习性不良的 BGA IC 底下，要先确认红药水已经完全进入到 BGA IC 底下，等一段时间或烘烤待红药水干了以后，用工具(通常是一字起子)从电路板(PCB)上直接撬起，也有用胶黏住 BGA IC 然后用拉拔机器把 IC 硬取下来的。
要注意：加热温度不可操过焊锡重新熔融的温度。
其实我觉得这个方法满像一般水电或管路工人在抓漏的道理，先倒一点有明显颜色的溶剂，然后看看那边渗漏。
以上是自己土法炼钢的方法，较专业的方法应该要把电路板上怀疑有焊接(solder)问题的地方切割下来，然后将其整个浸泡到红药水当中，再放入超音波振荡机(Ultrasonic cleaner)中震荡一段时间，让红药水可以均匀地渗透到所有的裂缝深处，然后再取出烘烤，烘烤目的只是要烘干红药水而已，所以不需要使用太高的温度，然后把待测样品夹到治具中，将 BGA IC 拉开电路板，然后用高倍显微镜观察其染色现象。
观察已经被撬起的电路板焊垫(pads)及IC的焊球(balls)是否有被染红的痕迹，如果有焊接不良，例如裂痕、空焊等现象应该都可以看得出来有红药水的痕迹。
其原理是利用液体具有渗透(penetration)的特性，可以渗透到所有的缝隙来判断焊接是否完好。
红墨水实验
ME:楊路
1
問題描述﹕
F01L020T20機種應力導致ping interrupt不良，針對U10焊接 狀況紅墨水試驗.
CNSBG FOXCONN CONFIDENTIAL
2
試驗步驟
清潔
著色
烘烤
移除
觀察
實驗按如下步驟進行:
1.使用氣槍清潔BGA底部數分鐘，確保BGA底部無灰塵等異物; 2.在BGA底部注入紅墨水，將pcba裝入真空包裝袋，使用包裝機抽真空; 3.從包裝袋取出pcba, 將樣品放入125°C烤箱烘烤12h; 4.使用螺絲刀翹起移開BGA, 顯微鏡觀察BGA位置; 5.觀察拍照,得出實驗結論.
CNSBG FOXCONN CONFIDENTIAL
7
CNSBG FOXCONN CONFIDENTIAL
3
Polarity Mark
移除BGA觀察效果圖
BGA
C
B
A
PCB
BGA圖示
CNSBG FOXCONN CONFIDENTIAL
移除BGA后,斷裂出分為三部分: A:斷裂面發生在PCB和繡球連接處,紅色區域 B:斷裂面發生在錫球內部,灰色區域. C:斷裂面發生在錫球于BGA連接處,藍色區域
4
移除BGA觀察效果圖
PCB面
CNSBG FOXCONN CONFIDENTIAL
BGA面
5
移除BGA觀察效果圖 PCB面
BGA
C B A
PCB
CNSBG FOXCONN CONFIDENTIAL
BGA面
無紅墨水痕跡
無紅墨水痕跡
無紅墨水痕跡
红墨水实验法的原理
红墨水实验法的原理
红墨水实验法的原理可以概括为以下几点:
一、红墨水实验法的提出
20世纪50年代,德国植物生理学家施蒂勒(Stiller)等人首次提出使用红墨水跟踪植物体内的运输道路,这成为植物解剖研究的重要方法之一。
二、红墨水的组成
红墨水实验所用Indicator ink主要由1%的克ongo红和5%的蔗糖组成。
克ongo红是一种小分子染料,能够很好的渗入植物管束。
三、红墨水实验的原理
1. 使用微量注射器向植物体内注入极稀释的红墨水溶液。
2. 红墨水通过细胞间隙和管道被运输至各部分组织。
3. 然后对植物进行快速解剖,可以直接观察到红墨水染色的运输通路。
四、红墨水实验的具体步骤
1. 使用注射器吸取稀释后的红墨水溶液。
2. 将针头刺入叶柄或茎部位,缓慢推入红墨水。
3. 一定时间后迅速解剖植物,观察红色染色区域。
4. 可以制作标本或拍照记录结果。
五、红墨水实验的应用
1. 观察植物体内的导管组织分布情况。
2. 分析不同部位的导管连接关系。
3. 判断植物的导管类型和运输方向。
4. 研究植物发育过程中导管形成规律。
5. 比较不同植物或不同条件下的导管配置差异。
六、实验结果判定的要点
1. 对照组对比可以判断结果可靠性。
2. 要重复实验,确保结果的稳定性。
3. 综合解剖观察结果进行系统分析。
4. 结合生理理论正确解释实验现象。
红墨水实验直观而有效,成为植物解剖研究的重要技术手段之一。
但需掌握相关解剖知识,做到定量分析和合理解释。
红墨水实验原理
红墨水实验原理
红墨水实验是一种发光实验，用于研究小分子的激发态和发射态之间的转换，采用发射原理来实现小分子的发光和无机化合物的荧光发射。
它是一种简单又有趣的化学实验，实验步骤简单，测试效果明显，可以帮助人们简单明了地了解发光反应原理。
红墨水实验基本原理是能量传递。
在实验中，将红染料水放入容器中，利用发光器(如uv灯、钨丝灯)将红染料水中的染料分子激发为激发态，然后激发态的染料分子又迅速转换为更低能量的发射态，最终向外发射出红色的发光。
实验中所使用的发光原理和大分子的发光化学实验非常相似，都是激发态分子通过能量传递，从而转变为更低能量的发射态，自然发出可见光。
红墨水实验的染料及荧光剂的选择，对最终的发光效果具有很大的影响。
实验中所使用的染料或荧光剂，其转换效率可以通过与其他物质的比较来体现出来，比如新鲜空气中的发光物质比标准样品中的发光物质转换效率高出很多。
这也是实验选取荧光剂或染料的重要标准。
红墨水实验是一种实用、有趣且内容丰富的实验，实验中考虑到发光原理、物理化学和有机化学等多项因素，除了可以实现发光剂的转换外，还可以用来评价各种环境因子的影响。
红墨水实验不仅极为简单，而且结果可靠，因此许多使用它来研究小分子的发光能力，也可以帮助我们更为清楚地了解此类转换原理。
红墨水实验
8
趁热将板子用力扭曲，使零件尽量与 PCB 板分 1.注意不要将板子折断。
离。
2.板子会烫手，记得戴棉质手套。。 (如图五)
1.注意力道不可将零件扳坏掉，如果 还是扳不开可以再继续烘烤数分钟。 2.板子会烫手，记得戴棉质手套。
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将零件放在显微镜下观察，并判断是从何处断 裂。(如附件一)
依断裂处分成四种
Type。
11
再判断红墨水渗透比例为多少%
。(如附件二)
依渗透比例分为 0%、0~25%、25~50%、 50~75%、75~100%五个等级。
12 将结果制作成报告。(参考附件模板)
红墨水(Dye&Pry) 操 作 标 准
图 (一) 图 (二)
图 (三)
红墨水(Dye&Pry) 操 作 标 准
图 (四) 图 (五)
红墨水(Dye&Pry) 操 作 标 准
附件一 :零件断裂处
Separation Mode Summary
T-1 Type 1 – Substrate crater T-2 Type 2 – Ball to substrate T-3 Type 3 – Ball to board T-4 Type 4 – Board crater
-----------------------------------------------------------------------------附件二 : 红色染剂渗透面积
0 0% A 0~25 % B 25~50 % C 50~75 % D 75~100 %
2.使用 IPA 冲洗时记得戴口罩。
3 再用吹风机将零件吹干。(如图二)
注意只能使用冷风吹。
红墨水试验作业指导书
红墨水试验作业指导书编辑：新民日期：2016-9-20说明：本篇红墨水试验是水浴加热方式，本方法加热稳定、受热均匀、且经济高效，经过对比优于酒精灯和加热台等方式，因此在这里推荐给大家。
一、适用范围LED等电子元器件红墨水支架与胶体渗透试验测试；二、红墨水试验所需材料1、英雄红色墨水（图1）2、烧杯5mL与25mL（图2.1/2.2）3、注射器5mL（图3）4、准备装红墨水与水1:1的容器（图4）5、恒温水浴锅（图5）6、温度计（图6）三、操作方法1、样品检查、调配红墨水⑴、依据客户所提供的材料进行外观检查，材料外观正常的进行拍照留底。
（如图7）⑵、用注射器先取纯净水5mL后再取红墨水5mL来兑配成比例1：1的混合溶液，将兑好后的混合液注入指定的器皿。
•兑配时容量在相同的刻度上进行。
•纯净水PH值要求范围5.0～8.0。
2、样品注入红墨水⑴、材料置入容积为25mL（或5mL）的烧杯内，将已调配好的红墨水也注入烧杯内。
（如图10）•依据试验数量来选择烧杯的容量大小。
•墨水液位高度要求范围：10mm～15mm；3、预热水温⑴、举例设定80℃的条件：开启恒温水浴锅前先往锅内注入纯净水然后设置温度70℃以上，用温度计测量锅内水温，实时根据温度计显示的温度来调节水浴锅设定的温度，直至达到设定的温度80℃。
•检查恒温水浴锅是否通电正常。
•恒温水浴锅加水量须高于加热管5CM以上。
4、材料放入恒温槽⑴、将样品有注入红墨水的烧杯放入水浴锅，用温度计实时测量烧杯内的水温，保证实测温度为80±2℃。
（如图12、图13）•室温即环境温度25℃±5℃。
•烧杯放入水浴锅时要先与水温预热下防止温度过高破裂。
•恒温水浴锅的水位要与烧杯内红墨水的液位平或高，勿低于烧杯内红墨水的液位，防止水温不均匀。
⑵、试验过程中红墨水与水的比例要保持在原始刻度。
（如图14）•定期检查烧杯内红墨水的液位，如发现低于初始刻度时，要及时往烧杯内添加纯净水直至与初始刻度一致。
pcb红墨水试验标准
pcb红墨水试验标准
一、实验目的
本实验旨在评估PCB（印刷电路板）的耐腐蚀性和可靠性，通过观察红墨水在PCB表面上的扩散情况，判断PCB的防潮性能和表面处理效果。
二、实验原理
红墨水试验是一种常用的PCB检测方法，利用红墨水的导电性能，通过施加一定电压，观察红墨水在PCB上的扩散情况。
如果PCB表面涂层完整，红墨水将不会渗透到电路板内部；反之，如果红墨水扩散到电路板内部，则说明PCB表面涂层存在缺陷或破损。
三、实验步骤
1.准备材料：PCB样品、红墨水、导电箔、绝缘胶带、万用表、电源。
2.清洁PCB表面：使用无尘纸和清洁剂擦拭PCB表面，去除灰尘和污垢。
3.施加电压：将导电箔连接到PCB上的电源正极，使用绝缘胶带固定；使用万用表测量电压，确保电压稳定。
4.滴加红墨水：将红墨水滴加到PCB表面，并观察红墨水的扩散情况。
5.记录数据：记录红墨水的扩散范围、扩散时间以及电压变化等信息。
6.实验重复：为了确保实验结果的可靠性，可以重复进行多次实
验。
四、实验结果分析
1.扩散范围：根据红墨水的扩散范围，可以判断PCB表面的涂层是否完整。
如果红墨水扩散到电路板内部，则说明表面涂层存在缺陷或破损。
2.扩散时间：红墨水的扩散时间越长，说明PCB表面的涂层越致密，防潮性能越好。
3.电压变化：如果施加的电压发生变化，说明电路板内部可能存在短路或其他导电问题。
五、实验结论
根据实验结果分析，可以得出以下结论：
1.PCB表面涂层存在缺陷或破损，需要进行修复或更换。
2.PCB的防潮性能良好，可以满足使用要求。
红墨水实验
红墨水实验步骤和分析
准备材料：
1 红墨水(专业)、洗板水、窗纱（金属的）、无纺布、注射器、真空袋、吸尘器、烤箱。
检验步骤：
1 用注射器装上洗板水把要做红墨水实验的BGA底部注射上洗板水，浸泡大约2分钟让BGA底部的助焊剂充分融化，用气枪把底部的洗板水吹干净，依次重复2遍，保证把BGA 底部的助焊剂清理干净。
2 用注射器装上红墨水，把红墨水注射到BGA下面，能看见四边有红墨水澀出即可。
3 把以上两步做完的PCB板，用纱窗和无纺布包住防止器件把真空袋扎漏。
4 包好放到真空袋里，用吸尘器把袋里真空抽干，抽真空主要是让红墨水能充分融入到BGA底部没一个点上。
5 抽完真空5分钟后，把PCB板从袋里拿出放到烘箱里125度烘烤8小时。
6 烘烤时间完毕后，趁PCB板还热用大力钳夹住PCB板，来回折让BGA自然脱落。
（不能用工具翘起防止损坏BGA球）。
现象分析：
第一种现象是在显微镜下看见BGA球上和焊盘上都有红墨水说明焊接有问题。
第二种现象是如两者有一者有红墨水，说明可能在拆时渐到上面这种说明不了问题。
第三种现象是BGA 焊盘和PCB 焊盘上面都没有红墨水这说明焊接没有问题。
下图是在做红墨水实验一个少锡的案例
技术部吴宝莹 2013.04.22.
BGA 上面的红
墨水。
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依断裂处分成四种
Type。
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再判断红墨水渗透比例为多少% 二)
。(如附件 依 渗 透 比 例 分 为 0% 、 0~25% 、 25~5 0% 、50~ 75% 、7 5~ 100% 五 个 等 级 。
12 将结果制作成报告。(参考附件模板)
红墨水(Dye&Pry) 操 作 标 准
图 (一) 图 (二)
2.使用 IPA 冲洗时记得戴口罩。
3 再用吹风机将零件吹干。(如图二)
注意只能使用冷风吹。
4 重复步骤 2.再将零件清洗一次。
5 再用吹风机将零件吹干。
注意只能使用冷风吹。
6
将红墨水滴在零件上,使染剂完全渗透 内部。(如图三)
BGA 零件四周都需滴红墨水。
7
将板子放入烘箱内烘烤，使红墨水干燥。
烘箱条件 : 120℃ ，20 分钟。 (如图四)
图 (三)
红墨水(Dye&Pry) 操 作 标 准
图 (四) 图 (五)源自红墨水(Dye&Pry) 操 作 标 准
附件一 :零件断裂 处
Separation Mode Summary
T-1 Type 1 – Substrate T-2 cTryapteer2 – Ball to T-3 sTuybpset3ra–teBall to board T-4 Type 4 – Board crater
8
趁热将板子用力扭曲，使零件尽量与 板分离。
PCB 1.注意不要将板子折断。 2.板子会烫手，记得戴棉质手套。
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趁热再利用小支一字起子将零件扳开。 (如图五)
1.注意力道不可将零件扳坏掉，如 果还是扳不开可以再继续烘烤数分 钟。 2.板子会烫手，记得戴棉质手套。
10
将 零 件 放 在 显 微 镜 下 观 察 ，并 判 断 是 从 何 处 断裂。(如附件一)
红墨水(Dye&Pry) 操 作
操作程
序
1 先将所需的工具及板子准备好。
备
注
1.工 具 :红 墨 水 、 吹 风 机 、 棉 质 手 套 、 IPA、 实验用手套、口罩、螺丝起子组。 2.PCBA 板子。
2
将所要拔除的 BGA 零件用 IPA 冲洗，将污染 1.记得要将零件四周都必须清洗。
物去除。(如图一)
-------------------------------------------------------------------------附--件--二 : 红色染剂渗透面积