一片多层PCB就像一座微型城市，不同层之间的线路需要相互连通，而实现这种连接的正是“孔”。钻孔工艺的任务，就是在覆铜板或已压合的多层板上，精确加工出这些贯穿或半贯穿的微小隧道，以便后续电镀铜层形成电气通路。
可以说，没有高质量的钻孔，再精密的设计也只是一堆孤立的铜皮。
一、PCB中的孔有哪些类型？
从功能上分，PCB中的孔主要包括：
通孔：贯穿整个板厚，是最常见、成本最低的孔，适用于插件元件和层间互连。
盲孔：从外层钻到某一内层，不穿透整个板子，用于高密度互连（HDI）设计。
埋孔：连接两个或多个内层，完全位于板子内部，从外部不可见，常用于多层板内部通道。
不同孔类型对应不同的钻孔方法及设备，成本和难度也相差很大。
二、机械钻孔：最主流、最可靠的钻孔方式
原理：机械钻孔使用高速旋转的硬质合金钻头（或涂层钻头），通过数控系统（CNC）控制钻头按程序坐标逐一钻孔。钻孔时钻头高速下切，将基材破碎成微小粉屑，由排屑槽带出孔外。
关键参数
转速：通常在6万~30万转/分钟之间，小直径钻头需要更高转速提供足够的线速度。
进给速度：指钻头下降的速率。太快容易断钻头或孔壁粗糙，太慢则效率低且容易产生高温。
叠板数：为提高效率，通常同时钻1~3块相同厚度和材料的板（中间垫铝板或酚醛板）。
钻头寿命：每支钻头钻一定数量的孔后必须更换（通常几百到一千个孔），否则孔壁质量下降。
适用范围：机械钻孔适合0.15mm及以上的孔径。当孔径小于0.15mm时，钻头极细（仅头发丝粗细），极易断裂，机械钻的成功率和成本急剧上升。
机械钻孔常见问题
孔壁粗糙：钻头磨损或参数不当导致孔壁凹凸不平，影响电镀覆盖质量。
钉头：内层铜箔被钻头局部拉出形成“钉头状”突起，可能造成内侧短路风险。
孔偏：钻头偏移或台面精度不足导致孔位与设计坐标偏差，高层数板中尤为致命。
玻纤突出：钻削后玻璃纤维未被完全切断，突出孔壁内部，电镀后可能形成微小空隙。
聚多邦有台湾东台高精密钻孔机，定位精度±0.05mm，自钻孔精度±0.018mm，自动检测刀径，断刀，钻孔后验孔，全面杜绝槽孔歪斜，漏孔。
三、激光钻孔：高密度与微孔的必选技术
当孔径小于0.1mm（常见为0.05~0.075mm），机械钻已无能为力，这时就需要激光钻孔。
工作原理：激光钻孔利用高能量激光束（通常是CO₂激光或UV紫外激光）烧蚀基材，使材料瞬间气化形成孔洞。
CO₂激光：波长为9.4μm或10.6μm，铜对其反射率极高，所以无法直接钻穿铜箔，需要“开窗”预蚀刻掉铜层，再烧蚀下方树脂和玻纤。适合加工盲孔。
UV激光：波长355nm，几乎所有材料（包括铜）都能吸收，可直接钻孔，精度更高，适合加工微通孔或盲孔。
典型应用
激光钻孔主要用于HDI板的盲孔制造，例如手机主板中从表层到L2的微盲孔（直径约0.075mm）。一片高端HDI板上可能有数万个激光钻盲孔。
激光钻的优势
孔径极小（可达0.03~0.05mm）
钻孔位置精度高（±10~15μm）
不会像机械钻那样产生较大的孔壁损伤
可钻任意图形分布的孔
局限性
设备昂贵（特别是UV激光）
加工深度受限（CO₂激光一般只能穿透1~2层介质）
同样频率下单位时间孔数低于多轴机械钻
四、钻孔工艺如何影响PCB设计？
了解钻孔工艺后，设计师可以做出更“可制造”的设计：
最小孔径：除非采用激光钻，否则常规PCB打样建议孔径≥0.2mm（机械钻较稳妥）。孔径越小，成本越高且断钻风险增大。
厚径比：板厚与孔径之比越大，电镀越困难。当厚径比>10:1时（如2mm板厚钻0.2mm孔），电镀液难以在孔内流动，容易出现孔壁无铜（破孔）。
孔与铜皮的距离：钻孔不可避免有位置偏差（机械钻典型公差±0.05mm，激光钻±0.02mm），因此设计时保持焊环足够宽，避免钻孔切到焊盘外的铜皮。
避免密集小孔群：数个微小孔紧挨在一起会导致局部区域材料强度下降，钻孔时容易破裂或钻头偏移。
盲/埋孔设计：如需多层HDI结构，提前与板厂沟通其激光钻能力（能否加工CO₂激光盲孔或UV钻通孔）。
五、钻孔后的关键工序：去钻污与孔金属化
钻孔过程中，高速旋转和高温会使树脂熔化，并可能将残渣粘附在孔壁上（形成“钻污”或“胶渣”）。如果不清除钻污，后工序电镀铜层无法与内层铜箔可靠连接。
去钻污（Desmear）通过化学处理（碱性高锰酸钾溶液等）溶解孔壁上的树脂残渣，并微蚀玻纤表面，使孔壁洁净、粗糙度适中，利于后续电镀。
孔金属化则是通过化学沉铜和电镀铜过程，在孔壁上沉积一层致密的铜，将所有需要连接的层都导通起来。
六、总结
PCB钻孔工艺绝不是一个简单的打孔过程，它是材料科学、机械动力学、光学（激光）和化学处理的综合体现。
通孔：依赖机械钻，可靠、成熟、成本可控。
微盲孔：依赖激光钻，实现高密度和小型化。
高质量钻孔：需要合理的钻头选型、精确的参数控制、严格的钻污清除和孔壁电镀。
对于设计工程师来说，理解钻孔工艺的边界和限制，可以在早期设计阶段规避大量可制造性问题，避免因“孔太小”“孔太密”“厚径比过大”导致打样失败或量产良率低下。下一次当你的PCB顺利点亮时，别忘了那些隐藏在板内的千百个微小孔道——正是它们，默默连接了整个电气世界。
审核编辑 黄宇
