PCB塞孔加工工艺
随着电子产品向轻量化、超薄化、小型化方向不断发展，PCB（印制电路板）也逐渐朝着高密度、高难度的方向演进，客户对产品质量和工艺要求也随之提升。近年来，越来越多客户对“盘中孔”提出了塞孔要求，因此对塞孔工艺的标准也日益严格。
例如：要求孔内不得残留阻焊油墨，以防止锡珠藏匿其中；不允许出现爆油现象，以免影响后续贴装元器件的精度与可靠性等。
PCB过孔塞孔的主要目的如下：
防止在波峰焊过程中，锡料从导通孔穿透至元件面，造成短路风险；
避免助焊剂残留在导通孔内，影响后续工艺或产品可靠性；
防止波峰焊时锡珠从孔中弹出，引发短路或电气不良；
阻止表面贴装时锡膏流入孔内，导致虚焊、空焊等问题，影响元器件贴装质量；
保持PCB表面平整，提升外观质量和装配精度；
满足客户对电路板特性阻抗的特殊要求，确保信号传输稳定性。
一、PCB塞孔的主要要求
导通孔内有铜即可：只要求孔内有铜层，对是否填充阻焊油墨无强制要求；
导通孔内必须镀锡铅：需确保孔内镀层厚度满足工艺标准（如锡铅厚度不低于4μm）；
不得有阻焊油墨入孔：防止因油墨进入导致孔内残留锡珠，影响焊接质量；
必须进行阻焊塞孔（部分客户要求）：
孔内需完全用阻焊油墨填满；
塞孔后应不透光；
不允许出现锡圈、锡珠等缺陷；
表面需平整，符合外观及装配要求。
二、过孔盖油与过孔塞孔（油）的区别
| 项目 | 过孔盖油 | 过孔塞孔 |
|---|---|---|
| 定义 | 在导通孔的焊环（ring环）表面覆盖绿油，强调边缘覆盖效果 | 在导通孔内部填充阻焊油墨，强调孔内填充质量 |
| 工艺重点 | 防止孔边露铜、发红等假性露铜现象 | 实现孔内密封、不透光、无空洞 |
| 外观表现 | 孔内可能透光，表面可能出现发黄现象（因绿油渗入孔中） | 孔内不透光，表面平整度更好，发黄问题明显改善 |
| 防水性能 | 相对较差，遇水可能渗入孔内 | 相对更强，短时间浸水一般不会影响电路 |
| 工艺复杂度 | 普通工艺，在表面绿油印刷时同步完成 | 需单独进行塞孔工序，之后再覆盖表面绿油 |
| 应用场景 | 普通板件，对过孔密封性要求不高 | 对密封性、平整度或电气性能有较高要求的高端板件 |
绿油塞孔与绿油开窗的区别
绿油塞孔
定义：
绿油塞孔是指在过孔内部填充阻焊油墨（即“绿油”），以实现密封、防焊、提高表面平整度等目的。
工艺要求：
一般要求填充至过孔深度的 三分之二以上；
塞孔后 不透光 为理想状态；
对于 直径16mil以下的过孔，大多数PCB厂商具备稳定塞孔能力；
若孔径大于16mil，需根据具体工厂的设备与工艺能力评估是否可进行塞孔。
应用范围：
主要用于非焊接类过孔，如信号传输过孔、电源地过孔等，防止后续焊接过程中锡膏流入、锡珠残留等问题。
绿油开窗
定义：
绿油开窗是指在需要焊接或测试的位置（如焊盘、插件孔、安装孔、测试点等）不覆盖阻焊油墨，保留铜面裸露，以便于焊接或探针接触。
工艺要求：
焊盘区域及孔内必须 无绿油覆盖；
若绿油进入焊盘或孔内，可能造成 虚焊、假焊、探测不良 等问题。
应用范围：
广泛用于SMT贴片焊盘、DIP插件孔、测试点、接地孔等需要焊接或电气连接的区域。
二、全塞孔与半塞孔的区别
| 类别 | 全塞孔 | 半塞孔 |
|---|---|---|
| 定义 | 从TOP和BOT两面同时向过孔中填充绿油，使孔内基本被完全填充 | 仅从单面进行绿油填充，另一面保持开放或部分遮蔽 |
| 填充效果 | 要求饱满度达到 80%以上，通常用于标准VIA塞孔处理 | 饱满度一般在 30%-50%，受制于工厂工艺水平 |
| 外观表现 | 孔内基本不透光，密封性好 | 一面塞孔，另一面可见孔口，可能存在轻微透光 |
| 应用场景 | 普通信号/电源过孔，防止锡膏流入、提升平整度 | 用于单面开窗、单面屏蔽罩、散热焊盘等特殊结构设计场合 |
| 工艺难度 | 相对标准化，易于控制 | 工艺复杂度较高，需特别注明并确认厂方能力 |
半塞孔工艺的挑战
半塞孔在PCB制造中较少采用，主要原因在于其工艺复杂度和潜在的可靠性问题。具体来说：
工艺复杂：半塞孔过程中，孔壁内部空间存在许多死角，这些区域容易残留化学药水，难以彻底清洗干净，从而影响后续使用的可靠性。
焊接风险：在后续焊接步骤中，这些未完全填充的孔洞可能成为锡珠进入的理想场所，增加短路和其他安全风险。
此外，值得注意的是，工厂通常仅使用绝缘材料（与PCB板材质相似）进行塞孔，而不会使用金属材料。通过将阻焊层厚度增加至18微米，可以有效避免金属结构件与过孔之间发生短路的风险。然而，由于技术和成本限制，大多数工厂生产的阻焊层厚度极限为18微米，超过这一厚度不仅会显著增加成本，还会使生产过程更加复杂，默认情况下，阻焊层厚度一般为10微米。
针对VIA孔绿油处理的解决方案
在处理设计中的VIA孔绿油时，需考虑以下几个关键因素：
表面处理方式：
如果采用喷锡（HALS）作为表面处理方法，则应避免使用单面塞孔工艺，因为这可能导致喷锡过程中形成锡珠，严重影响外观质量。
对于其他表面处理方法（如沉金、OSP或沉银），则可以接受单面塞孔的设计。
绿油开窗设计：
当遇到部分绿油开窗的情况时，建议尽量避免让绿油覆盖孔边并允许绿油进入孔内，这种方法同样可能导致锡珠形成的问题。
综合以上分析，最理想的处理方案是采取双面塞孔或允许孔边缘有1-2mil锡圈的绿油盖孔方式。这种方式被PCB制造商广泛认可为最佳实践。需要注意的是，这里提到的塞油情况适用于普通的感光油墨而非热固化油墨。
一、常见塞孔方式及其应用
1. 油墨塞孔（绿油塞孔）
定义：使用挡墨网或铝片钻孔的方式将阻焊油墨注入过孔中，完成塞孔。
优点：成本低，工艺简单；
适用于对平整度要求不高的普通电路板。
缺点：
填充效果不稳定，容易出现漏塞；
表面平整度差，可能出现绿油凸起，影响焊盘质量；
对于BGA等精细焊盘区域，易造成焊接不良。
2. 铜浆塞孔（电镀铜填孔）
定义：通过电镀工艺将铜填充至过孔内部，使整个过孔内壁及表面均为金属层。
优点：
导通性能优异，适合大电流、高功率电路；
提升导热性和通流能力；
支持高频高速信号传输。
缺点：
成本较高；
工艺复杂，不适合高密度细线路设计。
主要应用领域：
大功率电源模块、LED照明、工业控制板等。
3. 树脂塞孔
定义：先在过孔内壁镀铜，然后灌入环氧树脂进行填充，最后再在树脂表面镀铜形成完整导体。
优点：
平整度高，有利于后续贴装与加工；
支持高密度布线，缩小孔间距；
提升产品整体可靠性。
缺点：
工艺流程长，成本较高；
需要两次外层蚀刻，对线宽/线距有限制；
不适合所有工厂批量生产。
主要应用场景包括：
a. 多层板BGA区域的过孔塞孔
可有效减小孔间距，解决布线空间紧张问题。
b. 内层HDI埋孔结构
能平衡压合介质厚度控制与填胶设计之间的矛盾。
c. 厚板通孔塞孔
显著提升产品的机械强度与电气稳定性。
二、特殊工艺中的塞孔应用
1. 通孔盘中孔（Pad on Via）
工艺要求：树脂塞孔后电镀填平，实现焊盘上直接打孔并贴装元件。
适用孔径：0.2mm ~ 0.5mm
线宽线距建议：≥ 3.5mil
注意事项：
孔径比建议 ≤ 12:1（例如0.2mm孔不能用于5.0mm厚板）。
2. 激光盘中孔（Laser Via in Pad）
工艺要求：采用激光钻孔+树脂塞孔或电镀填孔工艺。
推荐孔径：4~5mil
线宽线距建议：≥ 3.5mil
三、选择建议
| 塞孔方式 | 成本 | 平整度 | 可靠性 | 适用场景 |
|---|---|---|---|---|
| 油墨塞孔 | 低 | 差 | 一般 | 普通电路板，非焊盘区 |
| 铜浆塞孔 | 高 | 一般 | 高 | 大电流、散热要求高 |
| 树脂塞孔 | 较高 | 高 | 高 | HDI、BGA、盘中孔、厚板 |
在PCB制造过程中，油墨塞孔是一项常见的加工需求，主要用于防止锡珠、保持表面平整度和提升产品可靠性。根据塞孔工序所处的阶段不同，主要分为 喷锡后塞孔 和 喷锡前塞孔 两大类工艺流程，每种方式各有优缺点，具体如下：
一、喷锡后塞孔工艺
工艺流程：
板面阻焊 → 喷锡（热风整平） → 塞孔 → 固化
工艺说明：
此方法采用非标准塞孔流程进行生产；
在热风整平处理完成后，使用铝片网版或挡墨网对指定导通孔进行塞孔操作；
塞孔油墨可选用感光型油墨或热固性油墨；
为保证颜色一致性，建议使用与板面相同的油墨类型。
优点：
工艺流程相对简单；
热风整平后导通孔不易掉油。
缺点：
塞孔油墨易污染板面；
表面平整度差，存在油墨堆积风险；
客户在贴装元器件时容易出现虚焊问题，尤其影响BGA区域焊接质量；
故此工艺被许多高端客户拒绝使用。
二、喷锡前塞孔工艺
该工艺流程先完成塞孔再进行后续镀铜和热风整平处理，能有效提高塞孔质量和焊盘平整度，常用于高要求的电路板设计中。主要有两种常用方式：
2.1 铝片塞孔 + 固化 + 磨板 + 图形转移工艺
工艺流程：
前处理 → 塞孔 → 磨板 → 图形转移 → 蚀刻 → 板面阻焊
工艺说明：
使用数控钻床制作所需塞孔的铝片网版；
通过丝印设备将热固性油墨注入过孔中；
塞孔后需进行高温固化，并经精密磨板机去除表面多余树脂；
磨板后需确保铜面清洁无残留，以利于后续图形转移和蚀刻工艺；
油墨需具备硬度高、收缩率低、与孔壁结合力强等特性。
优点：
导通孔塞孔饱满且表面平整；
热风整平后无爆油、孔边掉油等问题；
可满足高平整度及高质量焊盘要求。
缺点：
对整板镀铜能力要求高，需实现一次性加厚铜；
磨板设备性能要求严格，普通工厂难以达到标准；
工艺复杂，加工成本较高；
目前行业内采用较少。
2.2 丝网塞孔 + 阻焊同步印刷工艺
工艺流程：
前处理 → 塞孔 → 丝印 → 预烘 → 曝光 → 显影 → 固化
工艺说明：
使用数控钻床制作铝片网版，安装于丝印机上进行塞孔；
塞孔完成后应在30分钟内用36T丝网进行板面阻焊印刷；
油墨必须具有良好填充性和平整性，确保湿膜颜色一致；
固化后需检查是否出现油墨上焊盘现象，避免影响可焊性。
优点：
塞孔效果较好，孔内平整；
喷锡后导通孔不上锡、不藏锡珠；
外观一致性佳，颜色统一。
缺点：
容易造成固化后油墨粘连焊盘，导致焊接不良；
喷锡后可能出现导通孔边缘起泡或掉油；
工艺控制难度大，需工程人员制定特殊参数与流程以确保成品良率。
总结对比
| 工艺类型 | 加工顺序 | 平整度 | 成品质量 | 工艺难度 | 应用场景 |
|---|---|---|---|---|---|
| 喷锡后塞孔 | 先喷锡后塞孔 | 差 | 一般 | 低 | 普通板件、非焊盘区 |
| 喷锡前塞孔 — 铝片法 | 先塞孔后喷锡 | 高 | 高 | 高 | BGA、高精度焊盘 |
| 喷锡前塞孔 — 丝网法 | 先塞孔后丝印固化 | 中～高 | 中～高 | 中偏高 | 中高端应用 |
工艺流程：
前处理 → 塞孔 → 预烘 → 显影 → 预固化 → 板面阻焊
工艺说明：
该工艺采用数控钻床加工出所需塞孔尺寸的铝片，并制作成网版，安装在移位丝印机上进行精准塞孔操作。
为确保塞孔效果良好，要求油墨填充饱满，建议塞孔后油墨在孔口两端略微突出，以提升密封性和可靠性。
完成塞孔后，需依次进行预烘、显影和预固化处理，随后再进行整体板面阻焊印刷。部分工艺中还包括磨板工序，以去除表面多余树脂，提高铜面清洁度。
优点：
塞孔后经过预固化处理，能有效增强油墨附着力；
在热风整平（HAL）过程中不易出现掉油、爆油等缺陷；
工艺成熟，适用于多种常规PCB产品。
缺点：
尽管能保证外观质量，但过孔内仍存在藏锡珠的风险；
热风整平时可能出现导通孔上锡现象，影响电气性能与焊接可靠性；
因上述问题难以彻底解决，部分对品质要求较高的客户对此工艺接受度较低。
前处理 → 丝印（阻焊+塞孔）→ 预烘 → 曝光 → 显影 → 固化
工艺说明：
该工艺采用 36T 或 43T 细目丝网 制作网版，并安装于丝印机上，配合 垫板或钉床 定位系统，在进行板面阻焊印刷的同时，一次性完成所有导通孔的塞孔操作。
优点：
工艺流程短，生产效率高；
设备利用率高；
可实现热风整平后过孔不掉油、导通孔不上锡；
成本相对较低，适合批量生产。
由于采用丝印方式直接塞孔，导通孔内会残留空气。在后续高温固化过程中，空气受热膨胀可能冲破阻焊膜，导致以下问题：
孔内出现空洞；
表面不平整；
热风整平时有少量锡进入孔内，影响可焊性及可靠性。
解决方案与改进措施：
我公司通过大量实验验证，从以下几个方面进行了优化：
选用适配型号的油墨：优选粘度适中、流动性好、填充性强的阻焊油墨；
调整丝印参数：优化刮刀压力、印刷速度等参数，提高塞孔密实度；
控制固化曲线：精细调节预烘与固化温度曲线，减少空气膨胀对阻焊层的影响。
经过持续改进，目前已有效解决孔内空洞、表面不平整等问题，并已成功应用于多个项目的大批量稳定生产。
塞孔制程对PCB设计的要求
为确保塞孔质量与产品可靠性，建议进行PCB设计时注意以下要点：
| 项目 | 要求 |
|---|---|
| 孔径要求 | 推荐孔径范围：0.2mm ~ 0.8mm；过大孔径塞孔效果差，易出现空洞 |
| 孔径比（厚径比） | 建议 ≤ 10:1，过高比例会导致塞孔困难 |
| 线宽线距 | 建议 ≥ 4mil，以避免丝印过程造成桥接 |
| 焊盘设计 | 建议焊盘略大于孔径（如孔0.3mm，焊盘建议≥0.55mm），便于阻焊覆盖 |
| 绿油桥设计 | 若相邻孔间距较小，建议保留适当的绿油桥，防止连孔或漏印 |
| 盲埋孔设计 | 不推荐使用此工艺处理盲埋孔，建议采用树脂塞孔或其他专用工艺 |