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更新时间 2026 01-09
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PCB通孔看似正常?长期使用后为何阻值漂移

你是否遇到以下问题?

PCB在出厂测试时电气连通性完全正常,但使用数月或数年后,通孔电阻异常增大甚至开路?
故障排查极其困难,往往需要破坏性分析才能发现孔壁内部已发生劣化?


解决方案:聚焦电镀质量与界面可靠性,防范慢性病式失效

通孔(PTH)的长期阻值漂移是一种典型的可靠性失效,而非即时性缺陷。其根源在于孔壁铜镀层在热、电、机械等环境应力长期作用下,发生了微观结构的演变或化学腐蚀。这种隐患在制造终检时无法通过常规连通性测试发现,如同一颗定时炸弹


1. 阻值漂移的幕后推手

  • 电镀铜的微观缺陷

过薄的孔壁铜厚:虽满足IPC最低标准(如20μm),但在长期电流负载或热循环下,可能因电迁移或疲劳产生微裂纹。

镀层结构疏松、结晶粗大:酸性镀铜添加剂失调或工艺不当,会导致镀层致密性差、孔隙率高,为后期腐蚀提供了通道和起点。

狗骨现象:孔口铜厚远大于孔中,导致电流分布不均,孔中部成为薄弱环节。

  • 树脂收缩与热应力损伤:多层板在压合和多次回流焊过程中,基材树脂会收缩并对孔铜施加持续的应力。劣质的板材或不当的压合工艺可能导致镀铜裂纹或与内层铜环的连接处(膝盖部位)发生断裂。
  • 化学腐蚀的潜伏:电镀后清洗不彻底残留的酸性离子、或从外界环境中渗入的湿气和污染物,在通电条件下会引发缓慢的电化学腐蚀,逐渐侵蚀孔铜。
  • 热循环疲劳:设备频繁开关机导致温度循环,由于铜与基材(FR-4)热膨胀系数不同,孔铜会承受交变应力,最终因疲劳而开裂。

2. 构建长期可靠的孔互联体系

  • 制定高于标准的内部规范:对于高可靠性产品,将最小孔铜厚度标准提升(如要求≥25μm),并规定最薄处的测量位置。
  • 严控电镀工艺质量

定期进行背光测试微切片分析,监控孔铜均匀性与厚度。

维护电镀液添加剂平衡,使用赫尔槽试验监控镀层结晶质量。

采用脉冲电镀等先进技术,可获得更致密、更均匀的孔内镀层。

  • 强化后处理与材料选择

确保电镀后充分中和与清洗,并彻底干燥。

对于高可靠性产品,选用TG、低CTE、耐CAF(导电阳极丝) PCB基材,从源头上减少应力与失效风险。

  • 实施可靠性加严测试:对样品进行热循环试验(如IPC-TM-650 2.6.26)和电流负载测试,模拟加速老化过程,提前暴露潜在的孔互联可靠性问题。

3. 工控与医疗领域:失效意味着不可承受之重
在持续运行数年的工业控制系统或植入式医疗设备中,一个通孔的失效可能导致整个模块瘫痪。这类应用要求PCB具备超过产品寿命的互联可靠性。制造商必须证明其工艺能抵御长期的热、湿、电应力,通常需要通过一系列苛刻的可靠性认证测试


4. 以可靠性为导向的制造哲学
制造一块测试通过PCB与制造一块终生可靠PCB,代表着两种不同的制造哲学。深圳捷创电子在服务高端客户时,秉持后者。其自有PCB工厂不仅执行常规的电气测试,更将通孔的可靠性工艺控制作为核心能力建设。从材料选型、钻孔参数、到沉铜电镀的每一个环节,都有基于长期可靠性数据建立的工艺规范。其质量部门会定期对产线产品进行破坏性可靠性抽检,如热应力测试后的切片分析,以验证制造体系的持续稳健性。这种对不可见质量的执着追求,使其PCB产品能够成为工控与医疗设备在严苛环境下稳定运行数十年而无需担忧的坚实基础,真正实现了从合格可靠的价值跨越。

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