SMD против NSMD: в чем разница в конструкции контактной площадки BGA

Современная электроника использует технологию Ball Grid Array (BGA) за его высокую эффективность и производительность. В этом посте обсуждаются различия между контактными площадками SMD и NSMD в конструкциях BGA, которые важны для оптимизации функциональности печатной платы.

Разница между типами колодок SMD и NSMD

Вот таблица, в которой суммированы основные различия между типами площадок с определением паяльной маски (SMD) и без определения паяльной маски (NSMD):

Что такое SMD Pad?

Определенная паяльная маска имеет больший размер медной площадки, чем открытая область паяльной маски. Это означает, что паяльная маска закрывает медную площадку, а ее открытый размер будет определять размер паяльной площадки.

Преимущества конструкции контактных площадок SMD:

• Конструкция площадок SMD обеспечивает лучшую прочность соединения медных площадок с печатной платой. Это также улучшает прочность соединения BGA, поскольку размер медной площадки SMD больше, чем у NSMD. Чем больше размер меди, тем выше прочность соединения с печатной платой.

• Конструкция колодок SMD имеет лучшие характеристики, чтобы выдержать испытание на падение. По данным, предоставленным Поставщик печатных плат, прочность соединения контактных площадок с печатной платой увеличилась на 53% по сравнению с конструкциями площадок NSMD.

Недостатками SMD являются:

• Более низкая прочность пайки: Конструкция контактных площадок SMD снижает прочность пайки, поскольку паяльная маска увеличит свои размеры и уменьшит размер пайки на этапе высокотемпературного оплавления.

• Плохой контроль толерантности: Печать паяльной маски будет смещаться из-за плохого контроля допуска. Это приведет к несоответствию положения шарика BGA и площадки на печатной плате. В некоторых серьезных случаях размер площадки для пайки может повлиять на размер печатной платы.

• Трудности с трассировкой трассировки: Расположение дорожек между контактными площадками для SMD-контактов более сложное, поскольку чем больше размер контактных площадок, тем меньше пространство между контактными площадками.

Что такое NSMD Pad?

NSMD, или Non-Solder Mask Defined, также называемый Copper Defined Pad Design, имеет медную площадку меньшего размера, чем отверстие паяльной маски. Конструкция обнажает всю медную площадку, не закрывая ее и оставляя зазор. Этот подход, в отличие от SMD, основывает размер площадки на самой меди, а не на маске, что дает явное преимущество в точности пайки и прочности соединения.

Преимущества конструкции колодок NSMD:

• Хорошая паяемость: Область пайки — это не только поверхность медной площадки, но и окружающая ее сторона.

• Точный размер площадки и контроль местоположения: Поставщики печатных плат смогут легко контролировать размер паяльной площадки и расположение NSMD. Потому что медная прокладка регистрируется с помощью оптического воздействия, и это более точная технология.

• Улучшенная гибкость макета трассировки: Конструкции площадок NSMD (без определения паяльной маски) могут упростить разводку дорожек, чем площадки SMD (с определением паяльной маски), благодаря меньшему размеру медных площадок в конструкциях NSMD.

Недостатками НСМД являются:

• Пониженная механическая прочность: Меньший размер площадок NSMD может уменьшить площадь припоя, что потенциально снижает прочность механического соединения компонентов на печатной плате — например, шарик BGA треснет во время испытания на удар.

• Проблемы с клеем для заливки: Многие компании применяют клей для заливки, чтобы повысить прочность соединения BGA. Процесс недостаточного заполнения увеличивает производственные затраты и приводит к перерасходу материалов и рабочей силы. Недолив затрудняет ремонт, так как клей фиксируется под BGA.

Выбор между колодками SMD и NSMD

Выбор между контактными площадками SMD и NSMD для корпусов BGA при проектировании печатных плат предполагает оценку нескольких факторов для удовлетворения конкретных требований к проектированию, повышения производительности и обеспечения надежности. Вот подробное руководство, которое поможет принять это решение:

Гибкие платы и небольшие устройства

Что касается гибкие доски, которые склонны к изгибу и перегибанию, а также для небольших устройств (меньше 0402), использование контактных площадок SMD (с определением паяльной маски) является полезным. Паяльная маска помогает определить границы площадок, обеспечивая дополнительную механическую прочность паяных соединений, что имеет решающее значение для долговечности гибких плат и надежности соединений небольших компонентов.

Более крупные компоненты

Контактные площадки NSMD (без определения паяльной маски) предпочтительны для более крупных компонентов из-за их более простой конструкции и большей площади меди, открытой для пайки. Эта большая площадь может улучшить электрическое соединение и рассеивание тепла, которые являются важными факторами для производительности более крупных компонентов.

BGA (матрицы с шариковой решеткой)

Смешанный подход может быть эффективен в проектах BGA. Функциональные контакты, которые требуют надежных электрических соединений и потенциально выигрывают от дополнительной механической прочности, могут использовать конструкцию SMD. Фиксированные контакты, для которых может не требоваться такой же уровень электрических характеристик и которые выигрывают от более легкой пайки и лучшего рассеивания тепла, могут использовать конструкции NSMD. Эта смешанная стратегия использует сильные стороны обоих типов контактных площадок для оптимизации производительности и надежности компонентов BGA в схеме.

В заключение

Понимание различий между контактными площадками SMD и NSMD имеет решающее значение для проектирования BGA, влияя на надежность и производительность. Выбор правильного типа контактной площадки обеспечивает оптимальную функциональность печатной платы. Для получения экспертной поддержки при проектировании печатных плат свяжитесь с VictoryPCB по телефону sales@victorypcb.com, мы будем рады вам помочь.