AD PCB过孔盖油不良导致焊接缺陷如何解决？

Question

在Altium Designer（AD）设计的PCB中，过孔盖油不良常导致焊接时出现锡珠、短路或虚焊等缺陷。常见问题是：**为何按照AD规则设计的过孔在制板后仍出现绿油未覆盖过孔铜壁，造成焊接漏锡？** 该问题多因叠层设置或过孔属性未正确配置阻焊扩展（Solder Mask Expansion），导致阻焊层开窗过大或缺失。此外，未启用“Tented Vias”（盖油过孔）选项，使过孔暴露，易在回流焊时吸入焊膏。如何在AD中通过合理设置阻焊规则与过孔盖油策略，避免此类制造与焊接缺陷？

Answer 1

一、过孔盖油不良问题的背景与成因分析

在Altium Designer（AD）中设计PCB时，尽管工程师遵循了常规设计规则，但在实际制板过程中仍频繁出现“绿油未覆盖过孔铜壁”的现象。这种缺陷通常表现为阻焊层未能完全封闭过孔边缘，导致焊接阶段焊锡通过毛细作用渗入过孔内部，形成锡珠、短路甚至虚焊。

• 根本原因1：阻焊扩展（Solder Mask Expansion）设置不当
• 根本原因2：未启用“Tented Vias”（盖油过孔）功能
• 根本原因3：叠层结构或钻孔属性配置错误
• 根本原因4：Gerber输出时阻焊层数据丢失或偏移

这些问题看似独立，实则相互关联，需从设计源头到制造输出全流程排查。

二、阻焊扩展机制详解与配置路径

阻焊扩展决定了阻焊开窗相对于焊盘或过孔的实际尺寸偏移量。若该值为正，则开窗大于铜盘；若为负，则绿油覆盖更多区域。

过孔类型	默认Solder Mask Expansion	推荐值（盖油）	说明
通孔直插类	+0.1mm	+0.05mm	允许部分暴露便于上锡
BGA下方微型过孔	+0.15mm	-0.05mm 或 Tented	防止回流焊吸锡
内层信号切换过孔	+0.1mm	Tented via	无需焊接，应完全覆盖

在AD中可通过以下步骤检查和修改：

1. 进入PCB编辑界面 → 右键过孔 → Properties
2. 查看“Solder Mask Expansion”字段
3. 取消勾选“Use Mask Clearance Rule”以手动控制
4. 输入负值（如-0.05mm），强制绿油覆盖孔环

三、“Tented Vias”策略的应用场景与实现方式

Tented Vias是指通过阻焊层自动覆盖过孔，使其不暴露于外层空气中。此策略适用于非测试用途、非散热需求的信号过孔。

// AD规则系统中定义Tented Via的方法
// 在PCB Rules and Constraints Editor中添加：
Rule Name: Tented_Vias_Rule
Rule Scope: All Vias not in Net(GND) && InLayer(TopLayer || BottomLayer)
Constraint: Solder Mask = Tenting On
Priority: High

启用该规则后，AD将在生成Gerber文件时自动为符合条件的过孔关闭阻焊开窗。

四、多层叠构中的过孔行为差异与处理建议

不同层间过孔（Through-hole, Blind, Buried）对盖油要求各异。盲孔/埋孔仅连接内层，理论上无需开窗，但若阻焊规则未区分层级，可能误开外层阻焊。

graph TD A[开始设计] --> B{是否为信号切换过孔?} B -- 是 --> C[启用Tented Via] B -- 否 --> D{是否用于接地散热?} D -- 是 --> E[保持开窗，扩大孔径] D -- 否 --> F[设置负Mask Expansion] C --> G[输出Gerber前验证阻焊层] F --> G G --> H[提交生产]

流程图清晰展示了决策逻辑链，确保每类过孔获得恰当的阻焊处理。

五、Gerber输出与CAM验证的关键控制点

即使AD内设置正确，Gerber输出环节也可能破坏盖油效果。必须确认：

• Output Job文件中包含Top Solder 和 Bottom Solder 层
• Export选项勾选“Include unconnected mid-layer pads”
• 使用CAM工具反向加载Gerber，检查过孔位置是否有意外开窗
• 与PCB厂商沟通其默认阻焊工艺能力（最小覆盖精度±0.075mm）

常见误区是认为“设计端正确即万无一失”，而忽略了制造侧的工艺偏差容忍度。