你能说出红墨水为什么会这样流动吗试一试把你的解释写在这里

热水有向上运动，冷却后从周围向下运动的自然循环方式。在冷水中的墨水仅仅依靠布朗运动来扩散，所以红墨水跟着这股水流的运动，和冷水中不一样功能不良真的是很多PCBA电子公司的痛，尤其现在的CPU几乎全都采用BGA封装，当有开机不良品从客户端退回，需要分析不良原因时，最常采用的就是红墨水测试(Red Dye Test)法了，因为红墨水测试的好处是可以让人一目了然，了解整颗BGA在哪些位置有锡球发生了裂缝(crack)问题，方便制程及研发单位快速了解可能原因与可能的应力(Stress)来源。

不过，这红墨水测试其实是一种破坏性测试，建议一定要等到所有非破坏性的可行方案都试过了，最后才做这个红墨水破坏性测试。做过红墨水测试的样品，理论上还是可以再拿去做切片(Cross-Section)做进一步的SEM(Scanning Electron Microscope)显微照相及EDX(Energy-Dispersive X-ray spectroscopy)金属元素分析，但样品毕竟已在红墨水测试时曾经过外力破坏，而且部分区域可能被红墨水或其他物质污染，也就是已非第一现场，所以后续的分析结果就会被持以保留态度。

另外，红墨水测试无法判断PCB内层是否有问题，有些不良原因可能是PCB的导通孔(via)断裂，或是内层微短路(CAF, Conductive Anodic Filament)所造成，一旦做了红墨水测试，这些现象就可能会消失或被破坏。

所以，一般比较谨慎的作法是先用电性测试的手法，尽可能找到是那几颗锡球与线路可能出现了问题，然后抽丝剥茧，一步步的排查缩小可能范围，最好还要分得出来是开路还是短路，最后直接做切片，直捣黄龙，一掷中的。

不过本人还是以红墨水试验为淮来做说明，下面是一般实验室(lab)做红墨水试验后所出的报告格式，有些实验室可能会有少许的不同，但表示方法都大同小异。

BGA红墨水锡球断裂面Type表示：

配合最上面的BGA锡球断裂面的图示，下面用颜色来代表锡球(ball)的断裂面。

Type 0 锡球无裂缝

Type 1 裂缝发生在锡球与零件焊垫底层之间。 零件焊垫与本体剥离。焊锡性良好。

Type 2 裂缝发生在锡球与零件焊垫表层之间。 零件焊垫完整，断裂在零件端焊锡面。

Type 3 裂缝发生在锡球与PCB焊垫表层之间。 PCB焊垫完整，断裂在PCB端焊锡面。

Type 4 裂缝发生在锡球与PCB焊垫底层之间。 焊垫与PCB本体剥离。焊锡性如果是Type 1 或 4 缝隙发生在焊垫底层，一般认为是应力(Stress)所造成的机率最大，而应力可能来自PCB板弯，组装制程中应力（比如说锁螺丝、针床测试），使用者弯曲产品，或使用者不小心摔落桌面或地面锁造成。虽然已经可以证明焊锡(Solderability)没有问题，但也不排除零件或PCB经过多次回焊高温洗礼后造成焊垫的Bonding-Force降低的影响，一般来说焊垫都可以在三次以内正常焊锡而不会脱落，如果PCB或BGA零件经过多次重工或不当高温，也有很大可能造成焊垫脱落的现象。

如果是Type 2 或 3 缝隙发生在焊垫表层，一般认为也是应力(Stress)所造成的机率最大，其次也有可能是「NWO(Non-Wet-Open)」焊锡问题所造成，正常情况下由有经验的工程师在显微镜下观察就可以判断是否与焊锡有关，断裂面如果层光滑亮面则可能为焊锡问题，如果判断不出来就必须再进一步做切片(Cross-Section)，检查IMC(Intermetallic Component)的生成状况以做判断，如果是ENIG的版子，可能还得打EDX看是否有「黑垫(Black pad)」现象，不过如果是黑垫也不应该只有BGA有问题，其他零件多多少少也会出现问题才对？仅供参考

一、名词解释：

1、失效：零件在使用时失去规定的性能。

2、失效分析：通常是指对失效产品为寻找失效原因和预防措施所进行的一切技术活动，也就是研究失效现象的特征的规律，从而找出失效的模式和原因。

3、韧性：表示材料在塑性变形和断裂过程中吸收能量的能力。

4、应力集中：零件截面有急剧变化处，就会引起局部地区的应力高于受力体的平均应力。

5、故障树分析：分析各种事件之间的逻辑关系，分清正常事件和异常事件，再找出失效原因。

6、断口的宏观分析：是指用肉眼或放大倍数一般不超过30倍的放大镜及实物显微镜，对断口表面进行直接观察和分析的方法。

7、断口的微观分析：借助试验仪器对物质成分微观结构进行分析。

8、磨损与腐蚀：磨损：当相互接触的零件表面有相对运动时，表面的材料粒子由于机械的、物理的和化学的作用而脱离母体，使零件的形状、尺寸或重量发生变化的过程称之为磨损；腐蚀：金属与环境介质发生化学或电化学作用，导致金属的损坏或变质。

9、疲劳断裂：零件在交变载荷下经过较长时间的工作而发生断裂的现象。

10、过载断裂：当工作载荷超过金属构件危险截面所能承受的极限载荷时，构件发生的断裂。

11、氢致脆性断裂：由于氢而导致金属材料在低应力静载荷下的脆性断裂。

二、选择与填空：

1、失效产品的一般类别及失效分析目的：

过量变形失效、断裂失效、表面损伤失效

2、残余应力的定义，分类及消除的方法：

定义：金属加工过程中由于不均匀的应力场、应变场、温度场和组织不均匀性，在变形后的变形体内保留下来的应力。

分类1：⑴残余压应力 ⑵残余拉应力

分类2：⑴热处理残余应力 ⑵表面化学热处理引起的残余应力 ⑶焊接残余应力 ⑷铸造残余应力 ⑸涂镀层引起的残余应力 ⑹切削加工残余应力

消除的方法：⑴去应力退火 ⑵回火或自然时效处理 ⑶机械法

3、过载断裂与疲劳断裂断口的形貌特征？

4、应力集中定义及计算。

5、疲劳断裂的影响因素及预防方法。

影响因素：设计不合理，材料选择不当，加工制造缺陷 ⑴零件的结构形状 ⑵表面状态 ⑶材料及其组织状态 ⑷装配与连接效应 ⑸使用环境 ⑹载荷频谱

预防：⑴延缓疲劳裂纹萌生的时间 ⑵降低疲劳裂纹的护展速率 ⑶提高疲劳裂纹门槛值的长度

6、能识别简单的故障树符号及在故障树中找出故障零部件。

三、简答题：

1、能列举生活中常见的失效现象并说明原因及类别？

失效现象：扭曲、拉长、弹性元件发生永久变形。原因：由于在一定载荷条件下发生过量变形，零件失去应有功能，不能正常使用。

2、能列举产品生产过程中的加工缺陷，并能举出每种缺陷中的几种常见类型？

铸造缺陷：疏松、缩孔、气孔、夹杂物等

锻造缺陷：折叠、裂纹、分层、过烧与过热等

热处理缺陷：氧化、脱碳、过烧过热、内氧化

金属零件冷加工缺陷：表面粗糙、深沟痕、鳞片毛刺

焊接缺陷：焊接裂纹、过烧、气孔、夹渣

3、结合自己的观点阐述失效分析这门课在现实生活中的作用或意义。

⑴失效分析的社会经济效益 a、失效分析造成巨大的经济损失 b、质量低劣、寿命短暂导致重大经济损失 c、提高设备运行和使用的安全性

⑵失效分析有助于提高管理水平和促进产品质量提高

⑶失效分析有助于分清责任和保护生产者利益

⑷失效分析是修订产品技术规范及标准的依据

⑸失效分析对材料科学与工程的促进作用

先解释三种测试

信赖性测试：验证在规定的环境和条件下，产品预期的功能、稳定性是否符合要求。客户对产品进行验收一般都是采用信赖性测试。

寿命测试：以人工的方式模拟并加速产品使用时间，验证产品是否符合预期的使用寿命。盐雾试验就是典型的对产品的防锈性能进行寿命测试。

破坏性测试：在规定的条件和要求下，对产品进行直至被破坏的测试。破坏性测试通常是为了采集产品临界点的参数。

然后解释下失效模式分析：用来分析当前和以往过程的失效模式数据，以防止这些失效模式将来再发生的正式的结构化的程序。

因为信赖性测试、寿命测试、破坏性测试过程中都可能反映出失效因素，所以广义上都属于失效模式分析的范畴。

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