你知道什么是SMD(Solder Mask Defined)與NSMD(Non-Solder Mask Defined)？SMD與NSMD有何區(qū)別呢？SMD與NSMD又有何優(yōu)缺點？它們的使用時機又在那里？
可能很多人會說自己在PCBA電子業(yè)，有聽說過SMD(Surface Mount Device)電子零件，但不知道什么是NSMD。其實這里所說的SMD與NSMD指的是在電路板上面看到的銅箔焊墊或焊盤的裸露方式（pad layout design），這個在以前根本就不會有人在意的PCB焊盤設計上的小細節(jié)，在電子零件越做越小且焊點也越來小的趨勢下反而顯得越來越重要。
那到底什么是SMD(Solder Mask Defined)與NSMD(Non-Solder Mask Defined)焊墊設計？
現(xiàn)今的PCB焊墊/焊盤(pad)與線路(trace)基本上都是使用銅箔來制作的，但我們在設計PCB時并不會將所有的銅箔都給裸露出來，而只會露出需要接觸或是焊接的焊墊，以避免日后使用上可能的潮濕短路或其他問題，這個時候我們一般會使用所謂的「防焊綠油(Solder-Mask)」來覆蓋住不需要裸露出來的銅箔，所以防焊油印刷的位置精度與能力相對于小焊墊就變得相當重要。
什么是SMD (Solder Mask Defined)，防焊限定焊墊
SMD（Solder-Mask Defined Pad Design，防焊限定焊墊設計）就是使用solder-mask(綠漆/綠油)覆蓋于較大面積的銅箔上，然后在綠漆的開口處(綠漆沒有覆蓋)的地方裸露出銅箔來形成焊墊(pad)的稱謂。因為這種焊墊的尺寸會取決于綠油開孔的大小，所以才會說是防焊限定焊墊。
什么是 NSMD (Non-Solder Mask Defined)，非防焊限定焊墊，銅箔獨立焊墊
而NSMD（Non-Solder Mask Defined Pad Design，非防焊限定焊墊設計）又稱為 Copper Defined Pad Design（銅箔獨立焊墊設計）則是把銅箔設計得比防焊綠油的開孔還要小，有點類似湖中島，這樣設計的焊墊大小基本上取決于銅箔的尺寸，因此稱之為獨立銅箔焊墊，也稱非防焊限定焊墊。
那SMD(Solder Mask Defined)與NSMD(Non-Solder Mask Defined)焊墊設計有何優(yōu)缺點？有沒有說那一種焊墊設計比較好？比較可能解決BGA錫球破裂的問題？
嗯！會這樣問或是有這樣疑問的朋友應該都是公司內有人要求或是遇到了零件焊錫破裂或掉件問題，特別是BGA的錫球破裂問題。
深圳宏力捷電子可以很明確的告訴大家，沒有那一種焊墊設計是可以100％徹底解決BGA錫球破裂問題的，如果想徹底解決BGA錫球破裂問題得從機構設計下手，深圳宏力捷電子知道很多RD都只想靠焊墊設計或是加強焊錫強度來解決BGA錫裂，深圳宏力捷電子的公司也確實試過了很多種，但效果都很有限，最后幾乎都還是靠著機構改善應力影響而得到改善。
SMD與NSMD這兩種焊墊設計其實各有其優(yōu)缺點，對于焊錫強度、焊墊與PCB的結合力也更有勝場，所以真的不能說那一種焊墊設計比較好。在做比較前，我們先假設SMD與NSMD焊墊設計的面積是一樣大的，這樣比較才有意義。
SMD的優(yōu)點：
SMD焊墊的實際銅箔尺寸相對NSMD要來得大，而且焊墊的周圍也會使用防焊油覆蓋壓住，所以焊墊與FR4的結合強度相對來說就比較好，在維修或是重工的時候，焊盤也比較不易因為反覆的加熱而脫落。
SMD的缺點：
SMD焊墊的焊錫強度會相對比較差。這是因為其相對吃錫面積變小了，而且SMD焊墊的周圍壓著防焊油，這些防焊油在流經回焊高溫時發(fā)生熱脹冷縮，也會影響到焊錫與綠漆交界處的吃錫效果。
受到應力影響時容易從焊墊的表面破裂。
NSMD的優(yōu)點：
因為NSMD的焊墊為獨立銅箔，在焊錫時除了銅箔的正面會吃錫外，連銅箔周圍的垂直側面都可以吃到錫，相對來說NSMD的吃錫面積就比較大，所以焊錫強度也就相對的比較好。
NSMD的銅箔實際面積相對來說比較小，layout工程師在走線(trace)也比較容易布線，因為焊墊尺寸相對比較小，trace可以輕易的通過BGA的焊墊與焊墊之間。
NSMD的缺點：
焊墊與FR4的結合力較差，因為其實際銅箔的面積較小，維修、重工時焊盤比較容易因為反覆加熱而脫落。
受到應力影響時，容易從將整個焊墊拉起。
助焊劑、錫珠較容易殘留于未被綠漆覆蓋住的區(qū)域。
SMD(Solder Mask Defined)與NSMD(Non-Solder Mask Defined)焊墊設計的使用時機為何？
SMD設計的焊墊形狀一般會比較完整，因為它較不受線路(trace)走線的影響，建議small chip小零件與細間腳的焊墊要采用SMD設計上，如0402以下的電阻(resister)、電容(capacitor)、電感(inductor)、二極體(TVS diode)等零件，強烈建議0201及01005必須采用SMD焊墊設計。
深圳宏力捷電子之所以說這類細小零件較不建議采用NSMD，是因為大部分的焊墊都會設計走線來將焊墊與其他的線路連接在一起，這就類似之前舉例的湖中島需要有橋梁連接，這樣才能有電子訊號連通，想像一下一座橋的寬度如果佔據(jù)了湖中島1/4～1/5的圓周面積時，這些橋梁可以視為走線的銅箔，這樣子湖中島(焊墊)的形狀是不是就變形了，而且大部分的焊墊的走線都是一進一出，最多可能還有一個焊墊連接3～4走線的，這樣的焊墊幾乎就變成SMD，設計時PCB的布線工程師可不會想那么多，防焊的開口一樣會開的比較大，這樣就會造成同一顆零件兩端焊點上的焊墊尺寸變得不一大，chip兩端焊墊不一樣大會怎樣？焊錫的量會不一樣，容易發(fā)生墓碑現(xiàn)象(Tombstone)。
其他0603以上尺寸的chip采用SMD或NSMD對焊錫造成的影響其實關係就不是那么大了，不過如果可以盡量考慮讓同一顆零件上的所有焊墊大小一致，還是會有助焊接品質提升的。
在你看過深圳宏力捷電子對于BGA錫球破裂的論述之后，你會發(fā)現(xiàn)深圳宏力捷電子個人強烈建議BGA的焊墊設計應該采用NSMD+via，而且焊墊上的導通孔(via)必須鍍銅填孔，最好還要盡量加大焊墊的尺寸，如果無法讓BGA所有焊墊都這樣執(zhí)行，至少要讓BGA最外一排的焊墊這樣設計。
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