
在PCBA加工的质量审计中,许多人将注意力集中在焊点的饱满度上,却往往忽略了埋在电路板内部的垂直动脉:过孔与通孔。通孔内部的电镀铜厚度,是决定多层板电信号传导及热冲击耐受力的底层基石。如果孔内铜厚不达标,产品在服役期间极易发生断裂,导致电路报废。
一、IPC标准:孔内铜厚的合格基准线
在PCBA加工行业,我们通常遵循IPC-6012标准来判定孔内电镀质量。对于通用的Class 2等级电路板,平均孔壁铜厚要求达到20μm,最小点不得低于18μm;而对于涉及生命安全或高端工控的Class 3等级,平均铜厚则需提升至25μm以上。
这一厚度设定并非随意为之。通孔需要经历多次焊接过程的高温热循环(通常在260℃左右),由于PCB基材(FR-4)在Z轴方向的热膨胀系数远大于金属铜,孔壁会承受剧烈的拉伸应力。如果铜层太薄,其延展性不足以抵消这种物理膨胀,就会像拉细的橡皮筋一样发生脆性断裂。
二、导通电阻与载流能力的物理支撑
对于承载大电流或高频信号的PCBA,孔内铜厚直接关系到阻抗的一致性。铜厚度越薄,过孔的等效电阻就越大,在高频工作状态下会产生额外的插入损耗和温升。
在实际案例中,由于孔壁镀层不均产生的薄点,在电流负载高峰期会成为热聚集中心。局部的过热进一步加速了铜层的疲劳损耗,形成恶性循环,最终诱发孔壁开裂或与内层线路断开。通过切片实验可以发现,优秀的电镀工艺能确保孔口到孔中央的铜厚波动极小,这种均匀度是保障信号完整性的物理前提。
三、制程隐患:孔壁凹蚀与镀层空洞
在PCBA加工的前端压合与钻孔阶段,如果除胶渣(Desmear)不彻底,会导致孔内铜层与内层线路连接处存在树脂残留,造成接触电阻过大。
更严重的是镀层空洞。如果沉铜(PTH)环节化学药水活性不足,或者孔内气泡未排尽,会导致孔壁局部缺失铜层。虽然在出厂时的ICT测试中可能表现为导通,但在实际使用中的冷热交替环境下,这些微小的空洞会演变成断裂的起点。这种潜伏性失效是医疗电子和汽车电子领域的噩梦,只有通过严密的制程监控和切片抽检才能杜绝。
四、可靠性验证:热冲击与金相切片
要确信PCBA的孔内铜厚达标,不能仅凭PCB厂的合格证。在关键项目中,我们要求执行多次热冲击测试,模拟极端服役环境。配合金相切片分析,我们能在显微镜下精准测量孔中部、孔口以及拐角处的铜层厚度,观察IMC层的生长情况及孔壁是否有“折皱”现象。这种量化的审计方式,能倒逼PCB供应商提升药水稳定性及电流分布的均匀性。稳定的孔内铜厚,不仅是焊接工艺的保障,更是产品全寿命周期内电气连接的保险锁。
孔内铜厚是电路板内部的隐形长城。如果您正遭遇产品在震动、温差环境下频繁死机,或者发现电路板在老化测试中出现不明原因的断路,这极有可能源于PCB基材的孔壁工艺缺陷。我们拥有完善的PCB进料品质控制流程(IQC),通过高精度切片实验与显微测量,确保每一批次的孔内铜厚都严于IPC标准。联系我们,让我们协助您从底层设计与制程审计入手,提升PCBA加工的可靠性。
