如果深圳宏力捷給你上面這張做完【紅墨水測(cè)試(Red Dye Test)】的顯微放大圖片，你可以告訴深圳宏力捷這顆BGA發(fā)生了什么事？其實(shí)圖片上已經(jīng)用紅色的框框告訴你錫球破裂的位置了，剩下的你還可以看出多少的故事？

這幾天深圳宏力捷一直在做BGA的「紅墨水測(cè)試」分析，怎么好像大家都講好的一樣，突然間來(lái)了這么多不同的產(chǎn)品，板子同時(shí)有BGA的問(wèn)題發(fā)生，在與其它部門一起討論紅墨水測(cè)試后的結(jié)果與可能原因時(shí)，才發(fā)現(xiàn)原來(lái)還有很多人還不太會(huì)看實(shí)驗(yàn)室(Lab)做的PCBA紅墨水測(cè)試報(bào)告。

 

深圳宏力捷這里大致歸納幾個(gè)大部分人看不懂PCBA紅墨水測(cè)試報(bào)告的重點(diǎn)：

1. 搞不清楚BGA在零件及PCB的Pin-1位置

PIN-1的位置很重要，不知道Pin-1在哪里？那你怎么知道斷裂錫球在PCB的位置，如何判斷可能的應(yīng)力(Stress) 影響。一般在PCB的絲印層(白漆)上面一定會(huì)標(biāo)示零件的PIN-1位置，有的會(huì)打一個(gè)圓點(diǎn)，有的則會(huì)畫三角形，但這張照片在PCB的PIN-1剛好被紅墨水給遮住了，如果可以的話建議要拿一塊沒(méi)有紅墨水的板子對(duì)照一下Pin-1的位置。

而BGA零件的Pin-1位置，就如同下圖右方顯示的會(huì)在錫球面打一個(gè)三角形的符號(hào)，一般在BGA正上方Marking處也會(huì)打一個(gè)圓形來(lái)表示Pin-1。

 

2. 弄不清楚破裂錫球在PCB的那個(gè)相對(duì)位置與錫球斷裂的方向

錫球斷裂的方向，通常代表著應(yīng)力的來(lái)源方向，應(yīng)力會(huì)沿著錫球全裂到半裂，再到無(wú)裂的方向前進(jìn)。
 

3. 錫球斷裂在零件面？還是PCB面？對(duì)問(wèn)題澄清真的很重要

錫球的斷裂面如果出現(xiàn)在零件端，通常與SMT的制程比較沒(méi)有關(guān)系，因?yàn)閬?lái)料的時(shí)候錫球早就已經(jīng)焊接在BGA零件上了，就算有問(wèn)題，絕大部分都是因?yàn)閼?yīng)力(stress)所造成的問(wèn)題，少部分如果發(fā)現(xiàn)是焊接出了問(wèn)題，也大多屬于BGA零件商的品質(zhì)問(wèn)題。不過(guò)有一點(diǎn)需要特別注意，如果是曾經(jīng)重工或重新植過(guò)球的BGA，就有可能是SMT制程的問(wèn)題，這個(gè)在專業(yè)EMS廠應(yīng)該都會(huì)紀(jì)錄這類修理信息。

錫球斷裂面如果出現(xiàn)在PCB板端，要先查看是否連著焊墊/焊盤一起被拉了起來(lái)，如果是，表示錫球的焊錫性良好，焊錫強(qiáng)度比焊墊/焊盤的附著力還強(qiáng)。

如果焊墊/焊盤沒(méi)有被拉起來(lái)，要接著查看其斷裂面是否呈現(xiàn)粗糙形狀，一般受到應(yīng)力而折斷的斷裂面都會(huì)有拉扯過(guò)的不規(guī)則痕跡的粗糙面，請(qǐng)注意這里的粗糙面只是一個(gè)比較性的說(shuō)法，一般將錫球斷裂面對(duì)著光線看不到亮光反射就屬于粗糙面了，如果是粗糙面則通常是斷裂在IMC(Intermetallic Compound)層，因?yàn)镮MC層一般是整個(gè)焊錫中最脆弱的地方。應(yīng)力一定會(huì)尋求最脆弱的地方突破，就跟水總是往低處流的道理是一樣的。

如果是斷裂呈現(xiàn)光滑面（對(duì)著光線看得到反光），就很有機(jī)會(huì)是焊錫假冷焊現(xiàn)象，比如「HIP(Head-in-Pillow)/HoP(Head-of-Pillow)雙球效應(yīng)」或「NWO(Non-Wetting-Open)虛焊」。

當(dāng)然，最好是可以再做切片(Cross-Section)檢查IMC的生成情況來(lái)確認(rèn)錫球吃錫的狀況，一般來(lái)說(shuō)IMC必須要均勻生成，整個(gè)焊接面不可以有些地方有IMC，但有些地方?jīng)]有IMC。
 

4. 如何從圖片上判斷錫球斷裂在零件面？還是PCB面？為什么斷裂的錫球直徑有些比較大？有些則比較小？

再回來(lái)看一下文章最上面的圖片并對(duì)照這張加了說(shuō)明的圖片。先看圖片左邊的圖，這是BGA紅墨水測(cè)試后PCB端的照片，紅色的框框表示A1、B1、C1三顆有錫球斷裂，因?yàn)閳A形的錫球表面已經(jīng)有紅墨水沾染的痕跡，而且是整顆錫球都沾了紅墨水，表示完全斷裂。
 

還是看左邊PCB端的圖，可以看到A1、B1錫球的直徑似乎與C1不一樣，C1感覺(jué)比較小，這是因?yàn)锳1、B1錫球的斷裂面出現(xiàn)在PCB端，所以看到是PCB上焊墊/焊盤的直徑，而C1錫球的斷裂面則在零件端，所以其直徑比較小，一般來(lái)說(shuō)同一顆BGA錫球，PCB上的焊墊會(huì)比零件上的焊墊來(lái)得大，其實(shí)如果仔細(xì)看PCB端C1的錫球，應(yīng)該還是看得出來(lái)斷裂面下方還是有模糊的球體形狀，其大小應(yīng)該等同于A1及B1，其此可以更加確定C1的斷裂面在零件端，因?yàn)殄a球整個(gè)黏在PCB焊墊上。
 

其次，來(lái)看看A2這個(gè)錫球，左邊的PCB端圖顯示為白色圓形，這通常意味著PCB焊墊不見了，也就是BGA拔除的時(shí)候連著焊墊被被拉掉了，對(duì)照照片右邊圖，零件端可以看到銅色帶著尾巴的焊墊黏在零件的錫球上面。

下圖是紅墨水測(cè)試后將PCB板子拿回來(lái)側(cè)一個(gè)角度拍攝的照片，就可以很清楚的看到錫球黏在PCB端，或不在PCB端。 

 

深圳宏力捷會(huì)建議請(qǐng)實(shí)驗(yàn)室做完紅墨水測(cè)試后，一定要將板子及零件送回來(lái)，然后自己在顯微鏡下再觀察一下，以確認(rèn)實(shí)驗(yàn)室的判斷是否正確，另外也可以做進(jìn)一步觀察是否有其它沒(méi)有發(fā)現(xiàn)到的問(wèn)題。

現(xiàn)在，你應(yīng)該可以看得懂紅墨水測(cè)試的報(bào)告的深層在講些什么了，以后應(yīng)該可以自己判斷為什么BGA會(huì)失效？深圳宏力捷真的不是萬(wàn)能的，有多少證據(jù)說(shuō)多少話，紅墨水測(cè)試報(bào)告說(shuō)不出來(lái)的，你問(wèn)我也不知道，要在做進(jìn)一步的測(cè)試與分析，等到IMC測(cè)試也沒(méi)有問(wèn)題，就不是焊錫的問(wèn)題了，不要有事沒(méi)事就指著工廠說(shuō)你焊錫沒(méi)焊好！

實(shí)驗(yàn)室的紅墨水報(bào)告書：BGA錫球斷裂(crack)的紅墨水測(cè)試判斷與現(xiàn)象分析
 

延伸閱讀： 

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