做 PCB 回钻这么多年,我见过太多工程师因为小问题导致批量不良,比如残铜超标、孔壁碳化、偏位打线。其实这些故障都有规律可循,只要找对根源,就能快速解决。今天我就盘点 5 个最常见的回钻故障,拆解原因和排查方法,帮你避开这些 “坑”。
这是最致命的故障,一旦出现,产品基本报废。我之前遇到一个客户,做 8 层 PCB 时,回钻偏位 0.015mm,打穿了相邻的信号线,500 块产品报废了 300 块,损失惨重。
- 先查设备定位:用二次元测量仪检测回钻机的定位精度,如果偏差超过 ±0.005mm,就是设备精度不够,需要校准或更换设备;
- 再查基准点:看 PCB 的基准孔是否有磨损、污染,基准点不准是偏位的常见原因,清洁或重新制作基准点即可;
- 最后查基材:检查 PCB 基材是否翘曲,堆叠是否平整,基材变形会导致定位偏差,重新预压平整即可。
如果是设备精度问题,短期可以调整定位参数、增加校准频率,长期建议更换高精度回钻机(如维嘉 6 轴);基准点问题要在设计时做防呆,生产时避免污染;基材变形要控制生产环境温度湿度,回钻前预压。
孔壁碳化是高频基材(如罗杰斯 RO4350B)回钻时的常见问题,表现为孔壁发黑、有烧焦痕迹,会导致信号损耗增加。
- 查钻头转速:转速太快(超过 15 万转 / 分钟)会导致钻头与基材摩擦生热,高温碳化,这是最常见原因;
- 查钻头刃口:钻头刃口钝化,不能有效切削,只能 “磨” 孔,也会导致生热碳化;
- 查基材:高频基材本身硬度高,导热性差,容易积热,若没选对钻头,也会碳化。
- 降低转速:高频基材回钻转速比普通 FR-4 低 10%-20%,比如普通 FR-4 转速 12 万转,高频基材就用 10 万转;
- 及时换钻头:钻头每钻 3000 个孔就更换,避免刃口钝化;
- 选专用钻头:高频基材用金刚石涂层钻头,切削力强、散热好,能有效避免碳化。
残铜超标是回钻最常见的 “隐形故障”,肉眼可能看不到,但会导致寄生电容增加,信号失真。按 IPC-6012 标准,残铜高度不能超过 0.05mm。
- 查回钻深度:用深度测量仪检测回钻深度,若深度不够,就是没钻到预定位置,残铜自然超标;
- 查钻头尺寸:钻头直径太小,清不掉孔里的铜层,比如预钻孔 0.3mm,钻头选 0.25mm,就可能清不干净;
- 查电镀厚度:电镀铜层太厚(超过 25μm),钻头钻不透,也会导致残铜。
- 校准回钻深度:重新设定回钻参数,试钻后测量深度,确保钻到预定位置;
- 调整钻头尺寸:钻头直径比预钻孔小 0.03-0.05mm,比如预钻孔 0.3mm,钻头选 0.27mm;
- 控制电镀厚度:电镀铜层控制在 18-22μm,平衡导通性和回钻清除效果。
孔壁毛刺会导致焊接时虚焊,划痕会影响绝缘性能,这是回钻后常见的外观缺陷。
- 查钻头刃口:钻头刃口有缺口、磨损,会刮伤孔壁,产生毛刺;
- 查进给速度:进给速度太快(超过 15mm / 分钟),钻头切削不充分,会产生毛刺;
- 查后处理:回钻后没做高压水洗或化学除胶,残留粉尘形成毛刺。
- 更换钻头:刃口有问题的钻头直接更换,不能凑合用;
- 降低进给速度:进给速度控制在 6-12mm / 分钟,根据孔径调整;
- 加强后处理:用 5MPa 高压水洗孔壁,再用化学除胶剂处理,去除毛刺和残留树脂。
回钻后 PCB 分层、开裂,多发生在多层板或高 TG 基材上,主要是应力过大导致的。
- 查钻孔参数:转速太快、进给速度太慢,会增加钻孔应力,导致分层;
- 查基材预处理:基材没预压、堆叠层数太多(超过 6 层),会导致钻孔时应力集中;
- 查压合工艺:PCB 压合时固化不完全,层间附着力不足,回钻时容易分层。
- 优化参数:调整转速和进给速度,平衡切削力和应力;
- 减少堆叠层数:回钻时堆叠层数控制在 4 层以内,避免应力集中;
- 加强压合质量:压合时确保树脂完全固化,层间剥离强度≥1.5N/mm(符合 IPC-6012 标准)。
PCB 回钻的故障排查,要遵循 “先设备→再参数→最后材料” 的逻辑,大部分问题都能快速定位。如果自己排查不了,建议找专业厂家帮忙,比如捷配,他们有丰富的回钻故障处理经验,还能提供 DFM 审核,提前规避设计和工艺风险,比自己瞎琢磨高效多了。记住,回钻故障不可怕,关键是找对根源,针对性解决,才能保证批量生产的稳定性。