孔无铜缺陷判读及预防

第一部分：孔无铜定义

孔无铜是指印制板金属化孔孔内开路；

在通断检测时失去电气连接性能；

金属化孔包括：通孔、盲孔和埋孔；

孔壁不导通也称“破孔”或“孔内开路”。

孔的作用及影响因素

作用：具有零件插焊和导电互连功能。

加工过程影响因素多，控制复杂：
钻孔质量：孔壁平滑度、粗糙度等
凹蚀效果：内层连接、树脂表观情况
沉铜效果：药水活性及背光级数
平板镀铜：过程控制及故障处理
图形电镀：微蚀控制及抗蚀层性能
后工序影响：微蚀控制及返工板处理等

孔无铜的特殊性

印制板致命品质缺陷之一，需加强控制；

产生原因复杂，改善难度大；

严重影响板件性能和可靠性；

孔无铜缺陷及判读是湿法人员基本功；

提高孔铜保证性是PCB厂综合实力的体现。

第二部分：原因分析

孔内无铜从加工流程上分类：

沉铜不良(如：气泡、塞孔、背光不足等)
平板不良(如：整流机无电流、镀前停留时间长等)
图电不良（如：图电微蚀过度、塞孔、抗蚀差等）
后工序微蚀过度；
酸蚀板孔无铜；
埋盲孔孔无铜；
其他类型孔无铜。

化学沉铜类型介绍

沉薄铜：化学铜厚度10～20u"(0.25～0.5um)；中速铜：化学铜厚度40～60u "(1.0～1.5um)；厚化铜：化学铜厚度80～100u"(2.0～2.5um)；一厂使用ATO薄铜体系，铜层厚度约7-12 u" 。

注意：沉铜层不致密，很容易被空气氧化！

措施：沉铜后板件尽快进行平板电镀！




注意：树脂比玻璃纤维更容易沉上铜！




第三部分：缺陷现象及失效分析

收集21种常见缺陷图片进行分析；

以图带文从切片缺陷进行界定；

通过案例分析找出“问题背后的问题”；

将被动的事后纠正变为事前控制！
现状描述1





钻孔披峰会导致孔径变小、塞孔或酸蚀板破孔！

失效分析

特点：钻孔不良，孔壁不平整、粗糙度过大 或披峰过大等；

原因：钻孔工艺条件差，如：钻头寿命太长、返磨次数过多、叠板数过多或钻咀侧刃不锋利等；

措施：改进钻孔工艺条件，检讨钻头质量及 使用要求。

现状描述2

失效分析

特点：图形层包住平板层，无铜处断断续续， 大小孔均有出现，特别在玻璃纤维上无铜的 机率更高，常发生在拖缸之后；

原因：沉铜不良（如：药水活性不足、背光 不足、温度太低等）

措施：检讨拖缸方法和程序、 提高药水活性。

缺陷描述3

孔壁夹带铜皮或杂物，塞孔导致的孔无铜：

失效分析

特点：平板层包住杂物塞孔导致孔无铜；

原因：钻房工艺条件差，在去毛刺高压水洗中无法除去导致塞孔，也可能是铜粉堵塞或自来水、药缸杂质等外来异物；

措施：改善钻孔条件、提高去毛刺高压水洗压力、加强各药水缸过滤和净化等。

缺陷描述4

孔壁与内层线路连接不良（ICD）

失效分析

特点：凹蚀不良导致与内层连接出现开路；

原因：溶胀缸膨松不够：浓度低、温度低、处理时间短及药水寿命已到；
咬蚀能力差：药水温度低、浓度低、锰酸钾含量高、处理时间短或药水老化；
特殊板材：高Ｔg、含填料板件或其他特殊材质等。
其他：可能是钻孔发热过度或烘板参数不当造成。

措施：确认具体问题进行针对性改善！

缺陷描述5

孔内无铜位置出现基本对称，全部集中在小孔中：

失效分析

特点：图形层包平板层，发生在孔中央并呈对称；

原因：孔内气泡来不及排走，导致沉铜不良。
可能是震荡器故障或震荡不足孔内气泡无法排出；
可能是沉铜缸反应速率太快产生大量气泡（氢气）。

措施：检查震荡和化学沉铜条件如：温度/负载/药 液浓度等。

缺陷描述6

无铜处全部发生在树脂部位：

失效分析

特点：孔内无铜位置全部发生在树脂部位；

原因：除胶渣不够，树脂蜂窝状结构尚未形成；

措施：检查凹蚀段条件，提高除胶渣能力（如：提高浓度、温度或延长时间等）

缺陷描述7

电镀层包住平板层，切片从孔口向孔中央平板层逐渐消失：

失效分析

特点：图形层包住平板层，切片从孔口向孔中央平板层逐渐变薄并最后消失；

原因：平板不良，平板电镀时电流密度过小、电镀时间过短或设备故障（电接触不良）等；

措施：检查平板电镀条件，如：电流密度、时间等。

缺陷描述8

大孔内出现点状无铜，小孔反而孔内完整：


失效分析

特点：大孔内出现点状无铜，小孔反而孔内完整；

原因：可能是吊车故障，板件在空中或水洗缸内停留时时间过长，沉铜层被氧化导致孔无铜；

措施：按工作指示要求对吊车故障板件进行隔离、重新沉铜返工处理并确认。

缺陷描述9

孔口处无铜，图形层没有包住平板层，较多出现在大孔：

失效分析

特点：孔口边缘断铜，断铜面较整齐；

原因：基本可断定为干膜入孔，干膜由于贴膜压 力过大或贴膜到显影存放时间较长，如：大节日干膜房内没有清板或设备故障等。

措施：缩短贴膜至显影时间，严格返工制度。

缺陷描述10

孔内存在塞孔现象，图形电镀层没有包住平板层：

失效分析

特点：杂物脱落后，断层面整齐，蚀刻后存在空塞现象；

原因：很可能是干膜返工板，因退洗不干净导致干膜碎进入导通孔，正常显影后无法除去，镀抗蚀层时药水交换不畅而在蚀刻时又被冲走；

措施：严格板件返工制度，杜绝干膜塞孔。

缺陷描述11

整孔无铜，而且大孔、小孔均无铜：

失效分析

特点：表面只有一层电镀层，孔内整孔无铜。

主要原因：板件未沉铜就直接进行平板或图形电镀；
图形电镀时由于吊车故障等原因在微蚀缸停留时间过长，平板层被全部蚀掉（从内层铜层形成负 凹蚀的情况进行确认）。

措施：对异常停机情况进行纠正，及时吊出微蚀缸板件。

缺陷描述12

孔口无铜，特别是大金属化孔孔无铜更明显。

失效分析

特点：孔口无铜，特别是大金属化孔孔无铜更明显。
原因：磨板过度导致拐角处无铜。

措施：减少磨板压力，特别是不织布刷磨板段的压力，检查不织布使用目数等！

缺陷描述13

孤立的地方孔内和孔口、焊盘均出现无铜：

失效分析

特点：孤立孔内、孔口和焊盘均出现无铜

原因：抗蚀不良孔无铜，主要是由于高电流密度区镀层结晶粗糙，或镀锡后没有及时烘干等使抗蚀层性能下降导致过蚀；

措施：改善镀层结晶结构，可通过添加光剂或延长电镀时间、降低电流密度等，如镀锡后停留时间过长要针对性进行改进。

缺陷描述14


无铜处出现在孔中央而且对称，特别是小孔情况更严重。

失效分析

特点：平板层没有包住图形层，主要为抗蚀层（铅 锡层、锡层或镍层）深镀能力不足。
原因：厚径比AR值大，孔内药液交换困难：
反冲涡流增强，以致靠压力(如：摇摆、震荡等) 驱动达到孔内流动的因素被削弱；
表面张力增大；
气泡难以逸出。

措施：提高抗蚀层深镀能力，加强摇摆或震荡等。

缺陷描述15

大孔、小孔均无铜或铜厚不足，板面绿油下镀铜层完整 但露铜区域铜层很薄：

失效分析

特点：大孔、小孔均无铜或铜厚不足，板面绿油下镀铜层完整但露铜区域铜层较薄；

原因：后工序微蚀过度导致孔无铜，轻微时出现孔铜不足，严重时无铜；可能是沉镍金、OSP、喷锡、沉锡等前处理过度；

措施：检讨前处理微蚀条件（时间、温度、浓度等）

缺陷描述16

盲孔连接不良导致开路：

失效分析

特点：盲孔层孔拐角处没有被平板层包住（表铜没 有平板层或很薄），受热后在孔铜连接处出现断开，填孔树脂与盲孔面铜处出现明显空隙；

原因：减铜过度导致盲孔表铜没有平板层（或很薄），受热后由于树脂膨胀导致开路；

措施：杜绝减铜过度，适当提高盲孔铜厚，采用其他板料减少树脂热膨胀的影响等。

缺陷描述17

热冲击或冷热循环后孔壁出现开路：


失效分析

特点：受热后孔壁镀铜层出现开路，没有受热时则是完整镀层；

原因：镀层物理性能差、延展性差或孔壁铜厚不足等；

措施：净化镀液改善结晶结构、提高镀层延展性等，适当提高孔铜厚度，同时热冲击前要求按规定进行烘板处理。

缺陷描述18

盲孔处无铜，孔口位置无铜更严重

失效分析

特点：盲孔处无铜，孔口位置无铜更严重

原因：干膜破孔，蚀刻药水进入孔内，直接原因可能曝光不良、对偏、盲孔与下垫接触不良；

措施：检讨干膜盖孔条件及对位情况。

缺陷描述19

特点：盲孔无铜，与内层铜分离或连接不好

失效分析

特点：盲孔无铜，与内层铜分离或连接不好；

原因：激光窗偏，激光孔蚀孔不良，造成激光钻孔不良，沉铜时药水交换不良。

措施：检查激光开窗情况和钻孔能量等。

激光打孔不良导致沉铜不良！

缺陷描述20

从孔口处开始出现无铜，而图形层没有包住平板层，大孔更严重：

失效分析

特点：酸蚀遮孔破或对偏，盲孔与下垫接触不良；（可通过通孔内焊盘进行判断）

原因：干膜破孔，可能是曝光不良或干膜被刮伤等，酸性蚀刻药水进入造成孔内无铜，盲孔无铜也有这种情况。

措施：检查干膜封孔情况。

缺陷描述21

盲孔孔内无铜：

失效分析

特点：盲孔孔口处出现抗蚀不良孔无铜；

原因：在盲孔孔口处由于二次层压时B片流动性差等原因，填胶不满导致碱蚀药水进入造成孔内无铜；

措施：改用流动性较好B片，如高树脂含量等。

第四部分：纠正行动及改善方案

采用D-M-A-I-C改进模式：
界定(Define)：对切片缺陷进行认真界定
测量(Measure)：通过通断、BB机和切片
分析(Analyze)：根据具体流程进行分析
改进(Improve)：针对存在问题进行改进
控制(Control)：有效控制形成文件指导生产

问题界定一

从切片入手，按缺陷特征进行分类！
爬虫型：出现部位全在树脂上或全在玻璃纤维上，前者是除钻污不够，后者则除油缸整孔能力差；
中间型：出现部位在孔壁中间，左右几乎对称；
孔角型：出现的部位在孔角，原因是余膜入孔；
孔口型：磨板过度或微蚀过度导致孔口无铜；
异孔型：孔壁粗糙度过大，孔内药水交换不畅。

问题界定二

按形成原因进行分类：

活性不足：溶液浓度低、温度低、负载低、pH值低、药水老化等；
气泡阻塞：沉铜缸气泡和铅锡／锡缸气泡；
异物塞孔：杂物、铜皮、干膜碎、火山灰等；
除油整孔差 ：玻璃纤维处难上铜；
除胶渣效果差：树脂上难上铜；
其他：抗蚀层或平板层太薄或返工等。