随着公司的产品从桌上型(Desktop)机种渐渐往手持式(Portable)产品移动，公司的产品也是越做越小，就连PCB也越做越薄，连带的在设计及制造上所面临到的挑战也越来越高，尤其是BGA承受应力的能力要求越来越高。
最近188金宝搏苹果下载 碰到比较棘手的问题是【BGA开裂】，其实之前也有碰到过BGA开裂，只是当时把underfill(底部填充胶)加上之后问题就解决了，这次则是连underfill都给裂开了，在还没找到BGA开裂的真正原因以前，新产品的设计也必须加强焊垫/焊盘的强度设计才行。
刚好板厂有在介绍这种【Solder-Mask-Defined (SMD)】防焊开窗限定焊垫大小的设计，可以加强BGA焊垫的强度，也可以减少焊垫整块被BGA从FR4撕裂拉开的机率，现在就来看看PCB板厂建议如何设计这种SMD介绍吧！
一般PCB的焊垫/焊盘(pad)有两种设计，一种是铜箔独立为焊垫(pad)，solder-mask(绿漆)的开窗大于焊垫，称之为【Copper Defined Pad Design】或【Non-Solder-Mask-Defined，NSMD】，
![一般PCB的焊垫/焊盘(pad)有两种设计，一种是铜箔独立为焊垫(pad)，[solder mask]开窗大于pad，称为【Copper Defined Pad Design】，这种焊垫设计的优点是焊锡性佳，因为在焊垫的三面都可以吃上锡，而且也可以精准的控制焊垫的位置与大小，另外走线(trace)也比较容易佈线。](http://m.letratesoro.com/wp-content/uploads/images/BGA-pad_EE62/BGA_copper-defined-design.png "BGA焊殿(Cpper Defined Design)(Non-SolderMask Defined, NSMD)")
NSMD(Non-Solder Mask Defined)铜箔独立焊垫
这种【Non-Solder-Mask-Defined，NSMD】焊垫设计的优点是焊锡性较佳，因为在焊垫的三面(表面及环侧面)都可以吃到锡，而且也可以较精准的控制焊垫的位置与大小，另外layout工程师在走线(trace)时也比较容易佈线，因为焊垫尺寸相对比较小，trace可以轻易的通过BGA的焊垫与焊垫之间。
但是NSMD的缺点是焊垫铜箔比较容易被外力撕裂开来，因为焊垫较小，所以焊垫附着于电路板的力道也就相对较小。其次，焊垫的外型容易因为走线进出焊垫的多寡及大小而变形，进而影响到焊垫的大小及形状。
这种BGA焊垫设计通常需要伴随使用Underfill来加强落下测试(drop test)及滚动测试(Tumble test)时BGA承受外力的能力。
覆盖于铜箔上并露出没有被mask的铜箔形成焊垫(pad)，这种焊垫设计称为【Solder-mask Defined Pad Design】。](http://m.letratesoro.com/wp-content/uploads/images/BGA-pad_EE62/BGA_soldermask-defined-design.png "BGA焊殿的(Soldermask Defined Design, SMD)")
SMD(Solder Mask Defined)防焊限定焊垫
另一种焊垫的设计是将solder-mask(绿漆/绿油)覆盖于铜箔上并露出没有被mask的铜箔来形成焊垫(pad)，这种焊垫设计称为【Solder-mask Defined Pad Design，SMD】。这种焊垫设计可以有效加强焊垫的强度(strength)，并且强化落下测试(drop test)时的承受能力。依据板厂实验测试结果，这种【Solder-mask Defined Pad Design】焊垫设计的拉力承受能力比【Copper Defined Pad Design】提昇了53%。
（请注意：这个实验测试数据没有植球，也就是纯粹拉焊垫而已，如果要测试BGA锡球焊接后承受应力的能力，就必须要焊接后拉锡球才会比较客观，请不要被这个数据误导!）
但是，相对的SMD焊垫的缺点就是焊锡性会受到影响，因为Solder-Mask(绿漆)会受到回焊炉高温的影响而膨胀，进而影响到锡膏的吃锡面积，另一个问题则是绿漆的印刷的位置定位比铜箔来得差，也就是绿漆印刷的偏差量比铜箔来的大多了，有可能会影响到焊垫的大小及相对位置。再来是因为铜箔的面积加大了，所以相对的可以走线的区域也就变小了，走线相对变得更困难。
不过，即使【Solder-mask Defined Pad Design】有这些焊锡性变差及走线变难的问题，对于手持式的产品还是很值得去赏试，毕竟这种设计可以提昇BGA整体的强度，提高信赖度，如果可以因此不用加点Underfill胶，那就完美了。
（请注意：188金宝搏苹果下载 个人对BGA焊垫设计应该採用SMD或NSMD的建议是需要依照个别产品而定，并没有说那一种焊垫设计一定比较好，188金宝搏苹果下载 的部落格中有多篇文章探讨这个议题，建议一定要把这些文章都翻出来参考一下，而不要单看一篇文章做决定!）
下面的图片说明【Solder-mask Defined Pad Design】及【Copper Defined Pad Design】焊垫设计的拉力测试结果(155-101)/101=53%。
（请注意：这个测试没有植球，也就是纯粹拉焊垫而已，如果要测试BGA锡球焊接后承受应力的能力，就必须要焊接后拉锡球，请不要被这个数据误导）
- With laser：表示BGA焊垫上设计有雷射导通孔(via)
- Without laser：表示BGA焊垫上无雷射导通孔(via)
BGA焊垫上有雷射导通孔的焊垫对抗拉力能力比无雷射导通孔优秀，但是导通孔必须要电镀塞孔，否则SMT作业时锡量可能会不足造成空焊或是锡膏覆盖住导通孔造成爆孔的问题。
部落格中其他与SMD及NSMD焊垫设计相关的文章：
延伸阅读：
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BGA枕头效应(head-in-pillow)发生的可能原因
如何判断BGA掉件是SMT工厂制程或是设计问题?
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抱歉,说明不完整
1.我刚刚想了一下,焊垫直径0.25mm不变的前提下
採SMD开窗缩小,使PAD露出变为0.2mm(甚至更小),
似乎是没有意义的行为(PAD过小问题会更多)
(不考虑焊垫脱落的情况)
2.此篇的重点是NSMD(焊垫脱落)>改採SMD(加强焊垫)(露出尺寸不变)
并不代表SMD比NSMD设计好,还是要看设计需求是什么??
3.我现在遇到的是4x4mm QFN,中心焊垫2.6×2.6mm
前人採用SMD设计,制程端反映会有短路问题
我中心焊垫改採NSMD(或其他方式)目的是减少锡量
跟本文的设计目的不同,不能以本文判断SMD设计比NSMD好
4.只要能解决问题,就是好的设计
抱歉刚刚没详细思考过就发问,希望我这样的理解没错,谢谢
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devidevi,
你的问题是短路，看来应该是QFN中间接地焊垫与功能脚短路？只是这个机率应该很小。
所以你的问题应该无关SMD与NSMD设计，基本上是锡膏量印刷的关系。
如果硬要沾上边，应该就是板厂在制作SMD的露出焊垫位置的精度控制比铜箔位置差的问题，所以会造成锡膏印刷偏位，实际上不是锡膏偏位，而是solder mask印刷偏位。这个SM偏位如果又是多连板则情况会更差。
如果是这样，我会建议你参考一下这篇文章【 电路板的防焊层印刷偏移会造成BGA短路吗？】
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请问如果是焊垫(PAD)尺寸不变的前提下
开窗跟不开窗,又是哪个优跟劣呢???
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devidevi;
这个就是依照焊垫露出尺寸不变的评估。
其实想也知道，焊垫尺寸越大，附着力就越大。
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前辈：
晚辈管中窥豹已久，受益颇丰，实属尔无名之师也！
今日得闲，偶遇其文，朵颐之下，岂不快哉！遥想当年小弟人轻言微，力荐RD顺之而为，而不得从，遂加胶而固之，后返修不易，弃而废之，惜之，叹之！
往事云烟逝，笑看眼前人！
见其文，有一事不明，请赐教！
拉之力，受之面，面之力，三者何为关联，其算法如何，还望详解！
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十日十韦丘山;
你这是来说书的~XD!
说真的，目前仅能就那边脆弱就加强哪边，真要算出个数字，只能留给力学专家去伤脑筋了。
受力面积越大所能承受的拉力当然也就越大啰！
BGA掉落不外乎落下或振动造成，大体以落下掉落居多。
另外，板子变型弯曲也是可能原因之一。
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你好,首先感谢您的文章,让我受益良多
想请教一下您文章中提NSMD较SMD 走线(trace)也比较容易佈线,有点不太能理解,这部分可以麻烦您帮忙多加说明吗?感谢!!!
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allen;
这是因为NSMD的焊垫尺寸相对SMD的焊垫尺寸来得比较小，也就有比较多的空间可以佈线。
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你好，关于你上面所展示的两组拉力测试数据我不是很理解，with laser和without laser指的是什么意思，两者有什么区别？能否麻烦介绍一下，谢谢了。
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Evin;
With跟without laser，表示pad有无雷射钻孔的意思。
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