Direkte Antwort
SMD und NSMD beschreiben, was die lötbaren Flächen auf einem BGA-Pad definiert. Bei einem SMD-Pad überlappt die Lötmaske das Kupfer und definiert die Kontaktfläche. Bei einem NSMD-Pad definiert das Kupferpad die Kontaktfläche und die Lötmaskenöffnung ist größer als das Kupfer. Diese Wahl mit geringem Platzbedarf verändert die Lötbenetzung, die Maskentoleranz, die Routingdichte, die Inspektionsergebnisse und die Baugruppenausbeute.
Beginnen Sie mit dem Landmuster des Paketanbieters. Überprüfen Sie dann das Design anhand der PCB-Fertigung und der SMT-Montagefähigkeit. Informationen zum umfassenderen Montageprozess finden Sie unter Entmystifying BGA PCBs: An In-Depth Overview.
Technische Prinzipien
Das erste Prinzip ist die Gelenkgeometrie. Mit NSMD-Pads kann das Lötmittel die Oberseite und die Seitenwand des Kupferpads benetzen, wodurch eine Verbindungsform mit gutem Ermüdungsverhalten entstehen kann. SMD-Pads begrenzen die Benetzung der Maskenöffnung, was dazu führen kann, dass der lötbare Bereich weniger empfindlich gegenüber Änderungen beim Kupferätzen ist, aber stärker von der Maskenregistrierung und Maskenhaftung abhängt.
Das zweite Prinzip ist der Toleranzstapel. Bei der Fine-Pitch-BGA-Montage gibt es wenig Spielraum für Fehler. Kupferätztoleranz, Lötmaskenregistrierung, Schablonenöffnungsgröße, Pastenfreigabe, Platzierungsgenauigkeit und Reflow-Zusammenbruch wirken alle zusammen. Ein Pad-Stil, der bei einer Tonhöhe funktioniert, ist bei einer kleineren Tonhöhe möglicherweise nicht sicher.
Vergleichstabelle
| Pad style | Land defined by | Main advantage | Main risk |
|---|---|---|---|
| NSMD | Copper pad edge | Solder wets pad sidewall and geometry is not mask-defined | Needs enough mask clearance and copper spacing |
| SMD | Solder mask opening | Mask can constrain solderable area and protect nearby copper | Mask registration and mask adhesion become critical |
| Mixed style | Package-specific regions | Can solve local routing or thermal constraints | Easy to document poorly and build inconsistently |
Arbeitsbeispiel
Angenommen, ein Fine-Pitch-BGA-Anbieter empfiehlt NSMD-Pads mit einem bestimmten Kupferdurchmesser und einer bestimmten Maskenöffnung. Wenn die PCB-Bibliothek stattdessen SMD-Pads verwendet, weil dies in einer älteren Footprint-Vorlage der Fall war, ändert sich die lötbare Fläche. Pastenvolumen, Kugelkollaps und Gelenkform stimmen möglicherweise nicht mehr mit den Paketqualifikationsdaten überein. Die richtige Lösung besteht nicht darin, die Schablone durch Ausprobieren anzupassen; Dabei handelt es sich um die Wiederherstellung des empfohlenen Anschlussflächenmusters oder um die Einholung einer Montagegenehmigung für eine absichtliche Abweichung.
DFM- und Schablonenüberprüfung
Der Pad-Stil ist nicht vom Lotpasten-Design isoliert. Die Reduzierung der Schablonenöffnung, die Öffnungsform, die Schablonendicke und der Pastentyp müssen mit der endgültigen Pad-Geometrie übereinstimmen. Ein Pad, das in Kupfer korrekt aussieht, kann versagen, wenn die Schablone zu viel Paste für die Steigung oder zu wenig Paste für die Einsturzhöhe aufträgt.
Auch die Qualität der Lötstoppmaske ist wichtig. Bei NSMD-Pads muss die Maskenöffnung das Kupferpad freigeben, ohne dass angrenzendes Kupfer freigelegt wird. Bei SMD-Pads muss der Maskenrand haltbar und genau ausgerichtet sein. Wenn sich die Maske verschiebt, verschiebt sich auch die Landform. Dies kann zu einem ungleichmäßigen Lotvolumen im gesamten BGA-Array führen.
Interaktionen mit Via-in-Pad und Finish
BGA-Pads konkurrieren oft mit der Fluchtwegführung. Wenn das Design via-in-pad verwendet, muss der Via-Prozess vor dem Zusammenbau eine flache, lötbare Oberfläche erzeugen. Eine offene Durchkontaktierung in SMD- oder NSMD-Pads kann Lot durch Dochtwirkung erzeugen und versteckte Defekte verursachen.
Die Oberflächenbeschaffenheit sollte eine feine Ebenheit unterstützen. ENIG wird üblicherweise für dichte BGA-Arbeiten ausgewählt, da es eine planare lötbare Oberfläche ergibt, während HASL zu Topographieproblemen führen kann. Vergleichen Sie Finish-Kompromisse in ENIG vs. OSP vs. HASL für die Leiterplattenherstellung.
Inspektions- und Versionshinweise
Bei der optischen Inspektion sind keine BGA-Lötstellen unter dem Gehäusekörper erkennbar. Wenn sich der Pad-Stil ändert, aktualisieren Sie den Inspektionsplan und die Röntgen-Akzeptanzkriterien. Unter AOI- und Röntgeninspektion in der Leiterplattenmontage erfahren Sie, wie die Inspektion versteckter Verbindungen in die Qualitätskontrolle der Baugruppe passt.
Das Veröffentlichungspaket sollte die Footprint-Quelle des Paketherstellers, den Pad-Stil, den Kupfer-Pad-Durchmesser, die Lötmaskenöffnung, Annahmen zur Pastenöffnung, Hinweise zu Via-in-Pad und die Oberflächenbeschaffenheit enthalten. Wenn einer davon implizit bleibt, muss der Assembler raten.