PCB孔铜空洞是怎么来的？如何精准检测？

一、 什么是 PCB 孔铜空洞？

二、 孔铜空洞的 “元凶” 有哪些？

1. 钻孔环节的 “遗留问题”
    
   钻孔时如果钻头磨损严重、转速不当，会导致孔壁出现毛刺、树脂抽丝，甚至基材分层。这些缺陷会让孔壁表面凹凸不平，电镀时铜层无法均匀覆盖，凹陷处就容易形成空洞。另外，钻孔后的粉尘清理不彻底，孔内残留的树脂粉、玻纤碎屑，也会阻碍铜离子的沉积，形成空洞。
2. 沉铜环节的 “操作不当”
    
   沉铜是给孔壁镀上一层薄薄的化学铜，作为后续电镀的基底。如果沉铜液的活化剂浓度不够、温度过低，或者孔内气泡没有排干净，就会导致沉铜层不连续、附着力差。后续电镀铜时，铜层会沿着不连续的基底生长，最终形成空洞。还有一种情况是，沉铜后水洗不彻底，孔内残留的药液会腐蚀沉铜层，造成局部无铜，进而形成空洞。
3. 电镀环节的 “工艺偏差”
    
   电镀是孔铜增厚的关键步骤，也是空洞产生的高发环节。比如电镀液的铜离子浓度过低、电流密度过大，会导致铜层沉积速度过快，形成 “树枝状” 结晶，结晶之间的空隙就是空洞；电镀时板子摆放不当，孔内的空气或气泡无法排出，被包裹在铜层里，也会形成气泡型空洞；另外，电镀液中的杂质过多，会影响铜离子的均匀沉积，同样会诱发空洞。

三、 孔铜空洞怎么检测？肉眼可辨吗？

1. 金相切片检测（破坏性检测）
    
   这是最常用、最准确的检测方法。步骤是：先把 PCB 样品切割成包含过孔的小块，然后进行研磨、抛光，最后用金相显微镜观察孔壁的横截面。通过显微镜，可以清晰看到空洞的位置、大小、形状，还能判断空洞是属于 “内部空洞” 还是 “界面空洞”。不过这种方法是破坏性的，只能抽检，不能全检。
2. 超声波扫描检测（无损检测）
    
   对于需要全检的高端 PCB，超声波扫描检测（SAT）是首选。它的原理是利用超声波在不同介质中的传播速度和反射特性，当超声波遇到孔铜空洞时，会发生明显的反射信号，仪器会将这些信号转化为图像，工程师可以通过图像判断空洞的分布和大小。这种方法不损伤板子，检测效率高，适合批量检测。
3. 导通电阻测试（功能性检测）
    
   这种方法是从电气性能角度间接判断空洞。通过测试过孔的导通电阻，如果电阻值明显高于标准值，就说明孔铜可能存在空洞。不过这种方法只能判断 “有没有问题”，无法确定空洞的具体位置和大小，一般作为辅助检测手段。

四、 如何减少孔铜空洞的产生？

• 钻孔时要定期检查钻头状态，及时更换磨损的钻头，钻孔后用高压水洗 + 真空吸尘的方式彻底清理孔内粉尘；
• 沉铜环节要严格控制活化液、沉铜液的参数，确保孔内无气泡残留，沉铜后做好水洗和烘干；
• 电镀时要优化电流密度、电镀时间，保证电镀液的纯度，同时采用摇摆或搅拌装置，促进孔内铜离子的均匀沉积。