你知道什么是SMD(Solder-Mask Defined)与NSMD(Non-Solder-Mask-Defined)焊垫/焊盘设计吗？SMD与NSMD的焊垫设计各有什么优缺点？BGA的焊垫应该设计成SMD或NSMD才能提昇对抗应力的冲击而不会破裂呢？
新官上任三把火，公司内部中高层人事异动后，新人总喜欢出些新点子来彰显自己的存在价值，老美常见的戏码，也总喜欢推翻前人的决定，认为前人的决定都是狗屎。这次熊熊燃烧起来一把火是要求以后新产品PCB设计时「BGA的焊盘设计都应该採用NSMD来取代SMD」，他认为这样可以增强BGA抵抗应力的能力，有助通过产品验证的「摔落测试(drop test)」与「滚动测试(tumble test)」。
（对于大陆那些盗文网站，复制贴上本站文章后，居然还改成自己公司的名字，感到无耻！文章内容部份防止复制编排可能造成您阅读的不便，请见谅！）
因为这位长官觉得在同样裸露出来的铜箔面积下，NSMD的吃锡面积比SMD焊垫设计来得多，NSMD焊垫设计的焊垫表面与侧面都可吃到锡，但是SMD焊垫设计则只有表面焊垫能吃到锡，所以NSMD要比SMD可以承受更大的应力冲击或板弯量。
理论上如果仅就「焊锡强度」来看，NSMD的焊垫设计的确比SMD的吃锡面积来得多而且强壮（基于露铜面积一样时），可是在实际应用上，将BGA焊垫设计成NSMD真的就比较耐摔吗？答案似乎不一定？
为了验证这个论点，我们曾经做过实验计画，将同样一块电路板的BGA焊垫分别设计成SMD与NSMD两批样品，然后拿去做整颗BGA-IC的拉拔力测试，结果其实与这位长官想的不太一样，但这并不能代表什么，因为不论是SMD或NSMD焊垫设计，其最终都无法通过DQ的「摔落测试(drop test)」或「滚动测试(tumble test)」。
总总迹象显示有时候NSMD表现比较好，有时候却又是SMD表现比较好。所以，在BGA焊垫设计上我们无法证明NSMD一定比SMD来得好。如果你有不同意见欢迎留言讨论。
其实拿整颗BGA-IC去做拉力测试会有很多的不确定因素影响其结果，后来另外一个案子，在188金宝搏苹果下载 的建议之下仅用BGA的锡球去做推力(shear)、拉力(Pull)实验，结果也无法分出个胜负。
（后面有机会再来分享SMD与NSMD测试的细节。）
这个结果只能告诉我们，如果不从设计根本解决冲击应力对PCB板弯与BGA失效所造成的影响，一心只想靠着增加「焊锡强度」来解决BGA破裂的问题，结果应该会让人大失所望。
最后，来看一下【SMD与NSMD焊垫设计优缺点的比较表】吧！这个表格的观念在之前部落格文章中应该都有提到过了，这里将之整理成表格给大家可以更容易理解。这个比较表建立在SMD与NSMD焊垫上裸露出相同的铜箔表面积当基础做成的。
将BGA焊垫设计为SMD与NSDM优缺点
| SMD (Solder-Mask-Defined) |
NSMD (Non-SMD) |
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| 优点 | 焊垫与FR4的结合力(Bonding force)较强。 因为其实际铜箔的面积较大。 |
吃锡面积较大、焊锡强度较佳。 因为焊锡可以同时吃在铜箔的正上方表面与侧边。 Layout时可以有比较多的空间让线路从两个焊垫之间通过。 |
| 缺点 | 焊锡强度较差。 因为相对吃锡面积变小，而且绿漆会因为热胀冷缩影响焊锡与绿漆交界处的吃锡效果。 Layout时走线较困难。 |
焊垫与FR4的结合力较差。 因为其实际铜箔的面积较小。 助焊剂、锡珠较容易残留在未被绿漆覆盖住的区域。 |
| 锡球最可能断裂位置 | 发生在锡球与PCB焊垫之间 （一般在IMC层位置） |
发生在焊垫与FR4之间 （一般焊垫会被剥离） |
到目前为止，我们并没有任何确切的证据可以证明到底BGA焊垫应该设计成SMD或NSMD比较好以抵抗应力造成的锡球破裂问题，188金宝搏苹果下载 个人建议是从设计根本来解决应力问题。
另外，如果对PCB成本影响不大，188金宝搏苹果下载 个人强烈建议BGA的焊垫设计应该採用NSMD+via，只是导通孔(via)必须镀铜填孔，而且还要尽量加大焊垫的尺寸，因为实验数据说明有加导通孔的焊垫，其承受推力(shear)及拉力(pull)的能力都比没有加导通孔的焊垫强。
如果你对于「BGA锡球破裂与零件掉落」的解决方案有兴趣，不妨参考一下188金宝搏苹果下载 写的这一系列的文章分享：电子零件掉落或锡裂一定是SMT制程问题迷思(1)？锡裂只是应力大于结合力之必然结果
～如果你有不同的看法也欢迎留言讨论～
延伸阅读：
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用PADS 软体做Layout, gerber输出要如何设定特定的零件做non solder mask,
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Johnny,
这个我不知道，建议你直接找pads软体谘询，或询问相关论坛。
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via 镀铜工艺需要是-直接镀铜还是-树脂塞孔+电镀填孔
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王继承,
BGA焊点的via建议电镀塞孔。树脂塞孔容易对锡球造成吹泡泡现象，中空外阔短路。
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Pad define 比较好是肯定的, 你有几个重点没有考虑到:
1. 置件中心会比较准, 不会受mask 偏移影响
2. BGA 推力或拉拔力的值是参考, 因为同时受多颗锡球焊接影响, 你要比较强度你可以直接在pad 上植锡球, 然后去做推力, 就可以明显比较
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