Respuesta directa
SMD y NSMD describen lo que define la tierra soldable en una plataforma BGA. En una almohadilla SMD, la máscara de soldadura se superpone al cobre y define la tierra. En una almohadilla NSMD, la almohadilla de cobre define la tierra y la abertura de la máscara de soldadura es más grande que el cobre. Esta opción de tamaño reducido cambia la humectación de la soldadura, la tolerancia de la máscara, la densidad de enrutamiento, los resultados de la inspección y el rendimiento del ensamblaje.
Comience con el patrón de tierra del proveedor de paquetes. Luego verifique el diseño con respecto a la fabricación de PCB y la capacidad de ensamblaje SMT. Para conocer el proceso de ensamblaje más amplio, consulte Desmitificar los PCB BGA: una descripción general en profundidad.
Principios de ingeniería
El primer principio es la geometría de las articulaciones. Las almohadillas NSMD permiten que la soldadura humedezca la parte superior y la pared lateral de la almohadilla de cobre, lo que puede crear una forma de unión con buen comportamiento a la fatiga. Las almohadillas SMD restringen la humectación de la abertura de la máscara, lo que puede hacer que el área soldable sea menos sensible a la variación del grabado del cobre pero más dependiente del registro y la adhesión de la máscara.
El segundo principio es la acumulación de tolerancias. El ensamblaje BGA de paso fino tiene poco margen de error. La tolerancia al grabado del cobre, el registro de la máscara de soldadura, el tamaño de la apertura de la plantilla, la liberación de la pasta, la precisión de la colocación y el colapso del reflujo interactúan. Un estilo de pad que funciona en un tono puede no ser seguro en un tono más pequeño.
Tabla de comparación
| 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 |
Ejemplo resuelto
Supongamos que un proveedor de BGA de paso fino recomienda almohadillas NSMD con un diámetro de cobre y una abertura de máscara específicos. Si, en cambio, la biblioteca de PCB usa almohadillas SMD porque una plantilla de huella anterior lo hacía, la tierra soldable cambia. Es posible que el volumen de la pasta, el colapso de la bola y la forma de la junta ya no coincidan con los datos de calificación del paquete. La solución correcta no es ajustar la plantilla mediante prueba y error; se trata de restaurar el patrón de terreno recomendado o de obtener la aprobación de la asamblea para una desviación deliberada.
Revisión de plantillas y DFM
El estilo de la almohadilla no está aislado del diseño de soldadura en pasta. La reducción de la apertura de la plantilla, la forma de la apertura, el grosor de la plantilla y el tipo de pasta deben coincidir con la geometría final de la almohadilla. Una almohadilla que se ve correcta en cobre puede fallar si la plantilla deposita demasiada pasta para el tono o muy poca pasta para la altura de colapso.
La calidad de la máscara de soldadura también importa. Para las almohadillas NSMD, la abertura de la máscara debe dejar libre la almohadilla de cobre sin exponer el cobre adyacente. Para las almohadillas SMD, el borde de la máscara debe ser duradero y estar registrado con precisión. Si la máscara cambia, la forma del terreno cambia. Eso puede causar un volumen de soldadura desigual en todo el conjunto BGA.
Interacciones con Via-in-Pad y Finish
Las almohadillas BGA a menudo compiten con las rutas de escape. Si el diseño utiliza via-in-pad, el proceso vía debe crear una superficie plana y soldable antes del ensamblaje. Una vía abierta en las almohadillas SMD o NSMD puede dañar la soldadura y crear defectos ocultos.
El acabado de la superficie debe permitir una planicidad de paso fino. ENIG se selecciona comúnmente para trabajos BGA densos porque proporciona una superficie plana soldable, mientras que HASL puede crear problemas de topografía. Compare las compensaciones de acabado en ENIG, OSP y HASL para la fabricación de PCB.
Notas de inspección y versión
La inspección óptica no puede ver las uniones de soldadura BGA debajo del cuerpo del paquete. Cuando cambie el estilo de la plataforma, actualice el plan de inspección y los criterios de aceptación de rayos X. Consulte AOI e inspección por rayos X en ensamblajes de PCB para conocer cómo la inspección de juntas ocultas encaja en el control de calidad del ensamblaje.
El paquete de lanzamiento debe incluir la fuente de huella del proveedor del paquete, el estilo de la almohadilla, el diámetro de la almohadilla de cobre, la apertura de la máscara de soldadura, los supuestos de apertura de la pasta, las notas de vía en la almohadilla y el acabado de la superficie. Si alguno de ellos queda implícito, el ensamblador tiene que adivinar.