过孔保护(Via Protection)：提升PCB可靠性的关键工艺

过孔（Via）是印刷电路板中用于连接不同层电路的金属化孔。为了提升PCB的整体可靠性与长期性能，过孔在制造完成后，需要进行“保护处理”，这就是所谓的过孔保护工艺（Via Protection）.

通过对过孔进行阻焊材料或环氧树脂填充，来防止焊料、助焊剂、湿气或其它污染物进入过孔内部，从而避免后续使用过程中出现电气或机械可靠性问题。

常见的过孔保护方式

类型1：过孔盖油

这是最基础的过孔保护方式，即仅用LPI油墨盖住过孔，简单易行，不会增加PCB制造成本。

建议应用条件：

过孔孔径≥0.20mm

最适合孔径<0.30mm，对0.30-0.50mm过孔效果不一

优点：

无需额外成本

工艺简单，适用于一般要求

缺点：

填充效果不可控，无法实现100%塞孔

不适用于Via-in-Pad(盘中孔)或细间距BGA

类型2：过孔塞孔

通过丝网印刷方式将LPI油墨直接填入过孔，再进行正常的阻焊制程。该工艺成本较低，且塞孔效果可控。

优点：

成本低于导电/非导电塞孔工艺

可实现过孔孔内填充

缺点：

不适用于Via-in-Pad(盘中孔)工艺

Via-in-Pad盘中孔保护

该工艺适用于高密度、高性能要求的PCB设计，过孔被直接布设于BGA焊盘中。由于过孔本身表面变成了BGA焊盘，因此可将其视为普通SMD焊盘进行焊接。这种过孔被称为“Via in Pad”，而焊盘被称为“Active Pad”.

根据填充材料的不同，可分为：

导电填孔

适用于高电流或散热需求场景，金属填料具有一定导热导电性能。

优点

实现热量或电流从芯片传导至PCB另一面

热导率高(3.5-15W/mK)，电流承载能力更高

缺点

导电填料与铜/基材CTE不匹配，热循环下容易开裂

成本高，供应商少

热传导性能仍不如电镀铜（>250W/mK）

非导电填孔

最常见也是最推荐的Via-in-Pad保护解决方案，填孔材料为非导电材料。材料的选择取决于CTE值、可用性、具体设计要求和工艺类型，非导电材料的导热系数通常接近0.25W/mK.

关于非导电填孔处理的一个常见误解是，过孔不通过或仅能通过微弱的电流。其实在非导电材料填充到孔内部前，过孔仍经过正常的电镀流程，也就是说过孔能跟其它孔一样正常通过电流。

优点

有效阻止焊料或污染物进入孔内

提供结构支撑，提升SMD焊盘可靠性

CTE值接近周围层压材料，热稳定性好

工艺成熟，适配度高

7种不同的过孔保护方式

IPC-4761规定了7种不同类型的过孔保护方式

*使用Type I型-VI型（Tenting至Plugging）的风险

首先，过孔Tenting处理已经过时，不再提供此类过孔保护工艺，因此不考虑。而过孔塞孔（Plugging）虽然可以实现，但应避免使用。原因如下：过孔保护工艺会在表面处理前进行，进行过孔单面塞孔，会阻碍表面处理化学药剂的正常流动，导致覆盖不均，并存在孔内铜层暴露的严重风险。此外，电镀线末段的清洗液会因流动不足而受影响，因此清洗后孔内可能残留化学物质，加速过孔的腐蚀。

如客户文件要求进行过孔保护，但未指定方式，NCAB集团建议默认采用IPC-4761 Type VI(填孔+盖油)，并在阻焊和表面处理工序前进行。IPC中未对填孔深度进行明确规定，在NCAB集团PCB通用加工规范第7节中规定，填孔深度要求大于70%.

关于NCAB集团

NCAB集团是全球领先的高可靠PCB供应商，1993年成立于瑞典，2018年成功上市，保持着稳健的财务增长。目前，我们在全球设有19个分公司，600多名员工，39家长期合作工厂，服务的行业涵盖航空航天、军事国防、数据中心、汽车电子、医疗、工控、通信、铁路、关键安全、电力/能源等，为全球45个市场提供高可靠PCB一站式解决方案。无论您在何地，无论您需要哪种PCB，NCAB都会是您PCB供应商的可靠选择！