电子信息之PCB背孔缺陷检测识别解决方案
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控制深度钻孔，也称为回钻或背钻，是一种用于从印刷电路板的通孔中去除未使用部分或短段铜筒的技术。主要应用于对高频、高速信号传输要求严苛的行业。例如：高性能服务器、AI加速卡、GPU/CPU主板、存储设备等，随着6G通信、AI算力芯片及自动驾驶L4/L5级别的推进，背钻技术将向更高精度（如激光背钻）和更复杂叠层结构（16层以上HDI）发展，满足更严苛的信号完整性需求。
减少信号失真：通过消除多余的铜柱，减少信号反射和失真，提升信号质量。
降低EMI/EMR辐射：减少高频信号的辐射干扰，提高电路的电磁兼容性。
优化布线密度：允许更紧凑的布线设计，支持高密度BGA等组件的安装。
减少误码率（BER）：降低信号传输中的误码率，提高数据传输的可靠性。
PCB背钻孔常见缺陷类型
孔径不准确：孔径过大或过小会影响组件安装和电气连接，可能导致信号反射和串扰问题。
孔壁粗糙：由于钻头磨损、参数设置不当或基材质量问题，导致孔壁表面不平滑，影响电镀附着力和电气性能。
孔内残留物：钻孔过程中可能留下碎屑或杂质，影响孔的清洁度和可靠性。
偏孔：钻孔位置与设计位置不符，可能由定位精度问题或软件设置错误引起。
断钻头或未穿透：钻头损坏或钻孔深度不足，导致孔未完全穿透基板。
孔形不规则：孔形偏差可能导致信号传输不稳定，影响电路性能。
毛刺：钻孔过程中产生的多余金属碎片，可能影响后续工艺和可靠性。
漏孔堵孔：钻孔过程中可能出现漏孔或堵塞现象，影响层间连接质量。
这些缺陷直接影响PCB的性能和可靠性，因此需要通过优化工艺参数、改进设备和加强质量控制来减少缺陷发生。
在背钻工艺中控制孔偏离和深度公差是限制钻孔深度的关键参数，以确保钻孔不会伤害到有用的铜，而有用的铜应作为其他层的导电。
当高速信号通过铜管在PCB层之间传播时，它可能会失真。如果信号层的使用导致存根存在，并且存根很长，那么这种失真就会变得很明显。
这些存根可以在制造完成后用稍微大一点的钻头重新钻孔去除。
孔结构和偏孔钻如下图1所示。
图1 PCB板通孔侧面
通孔的主要功能在于导通，因此需要在孔壁镀铜。然而，从外部无法直接观测孔壁镀铜的质量状况，也难以察觉是否存在孔裂等问题。
过去，通常采用对不良（NG）样品进行切片的方式，破坏样品以查找缺陷，进而展开改进工作。
如今，可先借助 2D X 射线，在不破坏样品的前提下，对整体镀铜情况以及是否偏孔进行初步观测。
若要进一步详细观察整个孔壁的镀铜状况，则可运用 3D X 射线层析扫描进行检测或采用算法将多角度2D 图像合成为3D图 。
在不同角度下的2D成像我们可以观察到缺陷的不同表现，如图2-1，2-2。
图2-1，2-2 对同一缺陷进行不同角度2D成像
在样品特定的情况下通过特殊的2D成像也可以观察到完整的缺陷状态，以快速评估样品的缺陷类型和层度。
助力企业快速完成背钻孔缺陷的评估以及工艺的改进，提升良率，如图3。
图3 背钻铜柱缺陷快速清晰识别
在工业实践中，为高效准确识别缺陷所在位置，降低人工识别错误。
北京众星联恒基于机器视觉识别，快速定位缺陷位置，绿色为正常铜柱和无背钻区域，红色为缺陷所在位置，如图4。
图4 机器识别背孔缺陷
