PCB深孔电镀隐形杀手：如何规避孔壁空洞与铜层剥离风险

来源：捷配时间: 2026/01/26 10:15:04 阅读: 69

在 PCB 生产过程中，高厚径比深孔电镀是技术门槛最高的环节之一，很多工程师都遇到过孔壁空洞、铜层剥离等问题。这些缺陷就像 “隐形杀手”，在 PCB 出厂检测时可能不会被发现，但在产品使用过程中，会导致接触不良、短路甚至板卡报废。作为一名常年和 PCB 电镀打交道的工程师，今天就来拆解这些缺陷的产生原因，以及对应的规避方案，帮大家避开深孔电镀的那些 “坑”。

我们先来看孔壁空洞—— 这是高厚径比深孔电镀最常见的缺陷。所谓孔壁空洞，就是孔壁铜层上出现的不连续空隙，这些空隙会切断电流通路，严重影响 PCB 的电气性能。通过大量的失效分析，我们发现孔壁空洞的产生主要有三个原因。

第一个原因：电镀液传质不足，孔底铜离子 “断供”
这个问题在厚径比＞8:1 的深孔中尤为突出。因为孔道狭窄，电镀液无法通过对流作用进入孔底，只能依靠扩散补充铜离子。当铜离子的消耗速度大于补充速度时，孔底就会形成 “贫铜区”，铜层无法连续沉积，最终形成空洞。尤其是在直流电镀工艺中，这个问题会更加严重 —— 恒定的电流会持续消耗孔底的铜离子，根本不给铜离子补充的时间。

第二个原因：孔内气体无法排出，形成气泡滞留
电镀过程中会发生副反应 —— 水的电解会产生氢气。在常规孔径的电镀中，氢气可以顺利从孔口排出，但在高厚径比的深孔中，氢气会被困在孔道内部，形成微小气泡。这些气泡会附着在孔壁表面，阻碍铜离子的沉积，当气泡离开后，原本附着的位置就会形成空洞。而且这些气泡非常微小，在显微镜下都很难发现，属于典型的 “隐性缺陷”。

第三个原因：前处理不到位，孔壁存在胶渣或油污
钻孔过程中，PCB 基板的树脂会因高温融化，在孔壁形成一层胶渣；如果清洗不彻底，孔壁还会残留油污。这些杂质会阻碍化学铜的沉积，导致化学铜层出现漏镀区域。后续的电镀铜无法在绝缘的漏镀区域沉积，最终就会形成空洞。很多人会把注意力放在电镀环节，却忽略了前处理这个 “源头”，最终导致缺陷反复出现。

说完了孔壁空洞，我们再来看铜层剥离—— 也就是孔壁铜层和树脂基板分离。这个缺陷的危害更大，因为剥离的铜层会直接导致线路断路。铜层剥离的核心原因只有一个：铜层与孔壁的附着力不足，而影响附着力的关键因素有两个。

因素一：孔壁粗糙度不够，机械结合力差
化学铜层和树脂基板的结合，主要依靠 “机械嵌合作用”—— 前处理的粗化工序会在孔壁形成微观粗糙面，化学铜会嵌在这些粗糙结构里，形成机械结合力。如果粗化不足，孔壁过于光滑，化学铜层就像 “贴” 在表面一样，很容易被外力剥离。尤其是在高厚径比的深孔中，粗化液很难渗透到孔底，导致孔底的粗糙度远低于孔口，这也是孔底铜层更容易剥离的原因。

因素二：电镀铜层应力过大，产生剥离拉力
电镀铜层内部会存在一定的内应力，这种应力来源于铜原子的沉积排列。如果电镀工艺参数不当，比如电流密度过高、电镀液温度过低、添加剂配比失衡，都会导致铜层的内应力过大。当应力超过铜层与基板的结合力时，就会拉动铜层，使其从孔壁剥离。尤其是在脉冲电镀中，如果反向电流参数设置不合理，会大大增加铜层的内应力。

找到了原因，对应的规避方案就很清晰了。作为 PCB 工程师，我们通常会从前处理、电镀工艺、后处理三个环节入手，构建一套完整的缺陷防控体系。

第一，强化前处理工艺，从源头消除缺陷隐患