一、常见PCB制造缺陷类型概览

1. 电气类缺陷

二、缺陷成因分析

1. 工艺控制失误

• 曝光对位不准、蚀刻时间过长；

• 电镀电流不均，造成孔铜不均；

• 钻孔偏心或刀具磨损导致毛刺；

• 叠层热压时温度/压力控制不当。

2. 材料问题

• 基材热膨胀系数不匹配导致层间裂缝；

• 使用劣质铜箔、钻咀、抗蚀膜等；

• 表面处理不足，铜面氧化易造成漏电。

3. 设计因素

• 线宽/间距设计太窄；

• 焊盘与过孔距离不足；

• 高频走线未考虑阻抗控制，易形成反射/串扰。

三、主要检测方法及技术原理

1. AOI（自动光学检测）

• 原理：利用高清摄像头对比Gerber文件与实际图像，发现图形差异；

• 检测内容：短路、开路、线宽/间距异常、蚀刻缺陷；

• 优点：速度快，适合大批量在线检测；

• 限制：无法检测层内缺陷或过孔问题。

2. X-ray（X射线检测）

• 原理：透射X射线成像检测内部结构；

• 适用场景：检测BGA、CSP封装焊点、过孔孔铜、夹杂气泡；

• 优点：可穿透检查不可见区域；

• 限制：成本高，检测速度较慢。

3. ICT（在线测试）

• 原理：用探针或测试架检测电气通断和阻抗；

• 检测内容：开路、短路、电阻值、二极管方向；

• 优点：电气功能测试精准；

• 限制：需定制夹具，不适合小批量多品种。

4. 飞针测试（Flying Probe Test）

• 原理：通过移动式探针自动检测每个测试点；

• 优势：适用于打样、小批量，测试灵活；

• 缺点：速度较慢，不适合量产。

5. 显微镜/人工目检

• 检测内容：焊盘污染、丝印错误、板面刮痕；

• 适合情况：质量抽查或检验复杂异常。

6. 电镜/CT断层分析（失效分析阶段）

• 用于深度查找内部层间短路、裂纹等微观缺陷。

四、缺陷案例分析

案例 1：开路故障

• 现象：装配后某信号无输出；

• 检测方式：AOI发现信号线中断；

• 原因分析：蚀刻过程中保护膜脱落，造成线路被腐蚀。

案例 2：过孔不通

• 现象：多层板信号断路；

• 检测方式：X-ray检测发现通孔内部铜层未连接；

• 根本原因：电镀不均导致孔内“空腔”。

案例 3：短路故障

• 现象：上电即烧板；

• 检测方式：飞针定位，显微镜放大；

• 根因：蚀刻残留细铜丝连接两相邻导线。

五、如何预防PCB缺陷发生

1. 设计阶段优化

• 合理线宽与间距：避免蚀刻闭合或电气干扰；

• 加大焊盘尺寸、过孔边距，提高加工容差；

• 多层板设计需严格控制叠层对称性与热应力分布。

2. 制造过程控制

• 严格控制蚀刻、电镀、钻孔参数；

• 清洁管理到位，防止杂质混入；

• 使用高品质材料与刀具，减少加工毛刺；

• 使用自动化检测设备提前发现缺陷。

3. 完善检测手段

• 建立AOI + X-ray + ICT联合检测机制；

• 重要产品做100%飞针测试；

• 故障板建立失效分析数据库，持续优化工艺。

六、结语：检测是质量的守门人

随着PCB朝着高密度、高速、多层、小型化发展，制造缺陷的隐蔽性和复杂性也不断提升。单纯依赖人工检验已无法满足质量要求，只有依靠自动检测系统和设计-制造一体化质量控制流程，才能有效降低缺陷率，提升电子产品的整体可靠性。

从设计预防到制造过程控制，再到检测闭环反馈，是实现零缺陷PCB的唯一路径。