你知道什么是SMD(Solder Mask Defined)与NSMD(Non-Solder Mask Defined)？SMD与NSMD有何区别呢？SMD与NSMD又有何优缺点？它们的使用时机又在那里？
可能很多人会说自己在PCBA电子业，有听说过SMD(Surface Mount Device)电子零件，但不知道什么是NSMD。其实这里所说的SMD与NSMD指的是在电路板上面看到的铜箔焊垫或焊盘的裸露方式（pad layout design），这个在以前根本就不会有人在意的PCB焊盘设计上的小细节，在电子零件越做越小且焊点也越来小的趋势下反而显得越来越重要。
那到底什么是SMD(Solder Mask Defined)与NSMD(Non-Solder Mask Defined)焊垫设计？
现今的PCB焊垫/焊盘(pad)与线路(trace)基本上都是使用铜箔来制作的，但我们在设计PCB时并不会将所有的铜箔都给裸露出来，而只会露出需要接触或是焊接的焊垫，以避免日后使用上可能的潮湿短路或其他问题，这个时候我们一般会使用所谓的「防焊绿油(Solder-Mask)」来覆盖住不需要裸露出来的铜箔，所以防焊油印刷的位置精度与能力相对于小焊垫就变得相当重要。
什么是SMD (Solder Mask Defined)，防焊限定焊垫
SMD（Solder-Mask Defined Pad Design，防焊限定焊垫设计）就是使用solder-mask(绿漆/绿油)覆盖于较大面积的铜箔上，然后在绿漆的开口处(绿漆没有覆盖)的地方裸露出铜箔来形成焊垫(pad)的称谓。因为这种焊垫的尺寸会取决于绿油开孔的大小，所以才会说是防焊限定焊垫。
什么是 NSMD (Non-Solder Mask Defined)，非防焊限定焊垫，铜箔独立焊垫
而NSMD（Non-Solder Mask Defined Pad Design，非防焊限定焊垫设计）又称为 Copper Defined Pad Design（铜箔独立焊垫设计）则是把铜箔设计得比防焊绿油的开孔还要小，有点类似湖中岛，这样设计的焊垫大小基本上取决于铜箔的尺寸，因此称之为独立铜箔焊垫，也称非防焊限定焊垫。
那SMD(Solder Mask Defined)与NSMD(Non-Solder Mask Defined)焊垫设计有何优缺点？有没有说那一种焊垫设计比较好？比较可能解决BGA锡球破裂的问题？
嗯！会这样问或是有这样疑问的朋友应该都是公司内有人要求或是遇到了零件焊锡破裂或掉件问题，特别是BGA的锡球破裂问题。
深圳宏力捷电子可以很明确的告诉大家，没有那一种焊垫设计是可以100％彻底解决BGA锡球破裂问题的，如果想彻底解决BGA锡球破裂问题得从机构设计下手，深圳宏力捷电子知道很多RD都只想靠焊垫设计或是加强焊锡强度来解决BGA锡裂，深圳宏力捷电子的公司也确实试过了很多种，但效果都很有限，最后几乎都还是靠着机构改善应力影响而得到改善。
SMD与NSMD这两种焊垫设计其实各有其优缺点，对于焊锡强度、焊垫与PCB的结合力也更有胜场，所以真的不能说那一种焊垫设计比较好。在做比较前，我们先假设SMD与NSMD焊垫设计的面积是一样大的，这样比较才有意义。
SMD的优点：
SMD焊垫的实际铜箔尺寸相对NSMD要来得大，而且焊垫的周围也会使用防焊油覆盖压住，所以焊垫与FR4的结合强度相对来说就比较好，在维修或是重工的时候，焊盘也比较不易因为反覆的加热而脱落。
SMD的缺点：
SMD焊垫的焊锡强度会相对比较差。这是因为其相对吃锡面积变小了，而且SMD焊垫的周围压着防焊油，这些防焊油在流经回焊高温时发生热胀冷缩，也会影响到焊锡与绿漆交界处的吃锡效果。
受到应力影响时容易从焊垫的表面破裂。
NSMD的优点：
因为NSMD的焊垫为独立铜箔，在焊锡时除了铜箔的正面会吃锡外，连铜箔周围的垂直侧面都可以吃到锡，相对来说NSMD的吃锡面积就比较大，所以焊锡强度也就相对的比较好。
NSMD的铜箔实际面积相对来说比较小，layout工程师在走线(trace)也比较容易布线，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。
NSMD的缺点：
焊垫与FR4的结合力较差，因为其实际铜箔的面积较小，维修、重工时焊盘比较容易因为反覆加热而脱落。
受到应力影响时，容易从将整个焊垫拉起。
助焊剂、锡珠较容易残留于未被绿漆覆盖住的区域。
SMD(Solder Mask Defined)与NSMD(Non-Solder Mask Defined)焊垫设计的使用时机为何？
SMD设计的焊垫形状一般会比较完整，因为它较不受线路(trace)走线的影响，建议small chip小零件与细间脚的焊垫要采用SMD设计上，如0402以下的电阻(resister)、电容(capacitor)、电感(inductor)、二极体(TVS diode)等零件，强烈建议0201及01005必须采用SMD焊垫设计。
深圳宏力捷电子之所以说这类细小零件较不建议采用NSMD，是因为大部分的焊垫都会设计走线来将焊垫与其他的线路连接在一起，这就类似之前举例的湖中岛需要有桥梁连接，这样才能有电子讯号连通，想像一下一座桥的宽度如果佔据了湖中岛1/4～1/5的圆周面积时，这些桥梁可以视为走线的铜箔，这样子湖中岛(焊垫)的形状是不是就变形了，而且大部分的焊垫的走线都是一进一出，最多可能还有一个焊垫连接3～4走线的，这样的焊垫几乎就变成SMD，设计时PCB的布线工程师可不会想那么多，防焊的开口一样会开的比较大，这样就会造成同一颗零件两端焊点上的焊垫尺寸变得不一大，chip两端焊垫不一样大会怎样？焊锡的量会不一样，容易发生墓碑现象(Tombstone)。
其他0603以上尺寸的chip采用SMD或NSMD对焊锡造成的影响其实关係就不是那么大了，不过如果可以尽量考虑让同一颗零件上的所有焊垫大小一致，还是会有助焊接品质提升的。
在你看过深圳宏力捷电子对于BGA锡球破裂的论述之后，你会发现深圳宏力捷电子个人强烈建议BGA的焊垫设计应该采用NSMD+via，而且焊垫上的导通孔(via)必须镀铜填孔，最好还要尽量加大焊垫的尺寸，如果无法让BGA所有焊垫都这样执行，至少要让BGA最外一排的焊垫这样设计。
深圳宏力捷推荐服务：PCB设计打样 | PCB抄板打样 | PCB打样&批量生产 | PCBA代工代料
简体中文
English
