PCB/PCBA 失效分析
染色及渗透试验（红墨水试验）
用红色染料渗透开裂焊点，经掰开后检验开裂比例
1测试概述
红墨水试验将样品浸入红色染色剂，真空使染料渗入任何开裂/分层界面，烘干后机械掰开，通过断面上红色染色痕迹判定焊点开裂或通孔/界面分层的比例与位置。
2测试目的
- 定量评估 BGA/CSP 焊点开裂比例
- 判定开裂发生在焊点、IMC 还是孔铜界面
- 为 thermomechanical 疲劳失效提供证据
3适用标准
IPC-TM-650 2.3.27
Dye and Pry Test（染色掰开试验）
J-STD-033
Handling, Packing, Shipping and Use of SMD 相关预处理
注：以上为行业常用参考标准，具体执行标准以受托实验室现行有效版本及 CNAS/CMA 认可范围为准。
4测试方法与流程
4.1 样品准备
- 失效 PCBA 及同批对照样品
- 去除过厚涂层以利渗透
- 记录失效位号
4.2 测试条件与参数
| 参数项 | 要求/范围 | 说明 |
|---|
| 染色剂 | 红色渗透染料 | 低黏度易渗入微裂纹 |
| 真空 | ≤ -0.09 MPa，保持 10~30 min | 迫使染料进入裂纹 |
| 烘干 | 100~120℃，1~2 h | 固化染料 |
| 掰开 | 沿界面机械分离 | 保持断面完整 |
4.3 测试步骤
- 样品清洗并干燥
- 浸入染料并抽真空渗透
- 取出烘干使染料固化
- 沿器件边缘机械掰开
- 显微镜下统计带红色染色的开裂焊点比例
5主要设备与仪器
- 真空渗透装置
- 恒温烘箱
- 立体显微镜
- 染色染料与掰开工装
6结果与判定
主要结果参数
- 染色焊点比例（开裂率 %）
- 开裂位置（焊点/IMC/焊盘/孔）
- 单颗器件开裂焊球分布
判定依据
依据客户/IPC 规范判定开裂率是否超标；结合染色位置区分脆性开裂、疲劳裂纹或界面分层，定位失效根因。
7注意事项
安全提示：染料与溶剂具挥发性，在通风橱内操作并佩戴手套、护目镜。
- 真空渗透时间不足会漏判微裂纹
- 烘干温度过高损伤器件
- 掰开力度需控制以保留原裂纹面
- 断面避免二次污染