选择实际元器件封装所规定的 PCB 焊盘定义方式，然后检查其铜焊盘、阻焊和钢网尺寸能否配合制造。SMD 焊盘的阻焊开窗小于铜焊盘；NSMD 焊盘由铜形状定义，周围的阻焊开窗更大。许多 BGA 供应商推荐使用 NSMD，但其他封装可能规定使用 SMD 或有意混合使用两种类型。仅凭间距不能决定选择哪一种。
IPC-7351 焊盘图形标准文章介绍了封装标准和密度选择；本文重点讨论焊盘与阻焊之间的公差预算，以及布局、板厂和组装厂之间的交接。整板阻焊扩展和阻焊桥检查，与选择单个焊盘的定义方式是不同的任务。
1. SMD 和 NSMD 有什么区别？
对于圆形焊盘，将成品铜焊盘直径记为 D，阻焊开窗直径记为 M。SMD 表示 M 小于 D：阻焊层覆盖焊盘周边，开窗定义名义露铜顶部区域。NSMD 表示 M 大于 D：铜焊盘周边定义焊盘形状，铜与阻焊层之间存在一圈间隙。
| 设计问题 | SMD：阻焊定义 | NSMD：铜定义 |
|---|---|---|
| 什么定义顶部露铜边界？ | 阻焊开窗 | 铜边缘 |
| 焊盘边缘的情况如何？ | 阻焊层覆盖铜 | 间隙使焊盘周边露出；焊料可润湿侧壁 |
| 主要几何检查 | 考虑对位和尺寸变化后的最小覆盖量 | 考虑对位和尺寸变化后的最小间隙 |
| 对布线的影响 | 对于给定的开窗，较大的铜焊盘可能缩小间隙 | 在露铜直径相近时，较小的铜焊盘可能留出更多布线空间 |
| 组装关注点 | 开窗位置随阻焊对位发生偏移；焊点几何形状在阻焊边缘处发生变化 | 开窗可能使相邻走线或过孔露出；焊盘边缘必须保持空旷 |
这里的 SMD 指阻焊定义（solder-mask-defined），而不是表面贴装器件。PCB 上的焊盘定义方式也不必与封装基板上的定义方式相同。应使用元器件文档中 PCB 侧的焊盘图形，而不是照搬封装侧的尺寸。
2. 应该使用哪种焊盘类型？
从准确的零件编号、封装图纸和版本入手。将推荐的 PCB 铜焊盘、阻焊开窗和钢网说明一起阅读。数据手册可能对功率焊盘和信号焊盘给出不同指导，也可能指出需要区别处理的特定位置。如果供应商提供推荐封装，应验证其与实际订购的封装及预期组装工艺相匹配。
| 情况 | 布局决策 | 发布前需取得的依据 |
|---|---|---|
| 封装指南规定使用 NSMD | 以其铜焊盘和开窗作为设计起点 | 板厂的对位、铜尺寸和阻焊开窗公差；组装厂的钢网审核 |
| 封装指南规定使用 SMD | 保留规定的覆盖量和开窗 | 工艺变化范围内的最小覆盖量；组装和检验计划 |
| 指南规定混合使用焊盘类型 | 按指定位置执行，而不是套用全局规则 | 逐焊盘图纸或库备注；组装厂对混合封装的批准 |
| 没有封装指导，或与 DFM 要求冲突 | 不要擅自替换为另一种类型 | 元器件供应商的澄清，以及板厂和组装厂的书面处理意见 |
| 间距较小，阻焊桥空间很少或没有空间 | 首先计算开窗和阻焊桥预算 | 板厂对所选工艺规定的最小阻焊桥；组装厂的焊膏及桥连控制计划 |
| 跌落、弯曲或热循环是决策的关键因素 | 将焊盘类型视为焊点系统中的一个变量 | 采用有代表性的板、封装、工艺和载荷的鉴定计划 |
例如，AMD 的 UG1099 为其涵盖的 BGA 器件推荐 NSMD，而 MPS 的表面贴装指南为其 BGA 功率模块推荐 SMD，并针对某些 LGA 模块说明了混合布置方式。这些都是针对特定封装的说明，并非对制造商的排名，也不是可以直接套用的设计规则。仅依据通用间距阈值切换类型，可能破坏供应商预期的焊点几何形状。
3. 考虑对位偏移后还剩多少间隙或覆盖量？
名义环宽不等于实际制造后的最小值。对于同心圆形特征，NSMD 的名义径向间隙为 (M-D)/2；SMD 的名义径向覆盖量为 (D-M)/2。阻焊相对铜的对位偏移会使一侧的环宽减小，同时使另一侧的环宽增大。
将所有公差表示为正值的直径极限时，保守的初步预算为：
其中，R 是阻焊与铜之间的最大径向相对偏移，C\min 是 NSMD 的最小间隙，O\min 是 SMD 的最小覆盖量。应使用适用于实际阻焊材料、成像工艺、拼板及图纸的制造公差。将其他规定的余量纳入预算；不要重复计入同一余量。这个简单模型假设特征为圆形，且相对偏移有界。它是初步筛查计算，而不是验收标准。
计算示例：一个假设的 NSMD BGA 焊盘
假设设计要求铜焊盘直径为 0.30 mm，阻焊开窗直径为 0.40 mm。仅为说明起见，假设铜焊盘直径为 0.29–0.31 mm，开窗直径为 0.39–0.41 mm，最大相对偏移为 0.03 mm。名义间隙为每侧 (0.40-0.30)/2 = 0.05 mm。最坏情况下的最小值为 (0.39-0.31)/2-0.03 = 0.01 mm。在这些组合假设下，较窄的一侧仅剩 10 µm。
这一结果不能证明该板可以制造。应将其与板厂要求的间隙和检验标准进行比较。如果间隙不足，应讨论采用更大的开窗、不同的工艺，或元器件制造商批准的其他设计。更大的开窗会占用阻焊桥空间，也可能使附近走线露出，因此在接受变更前应重新进行这些检查。
对于相应的 SMD 检查，假设铜焊盘名义直径为 0.40 mm，开窗直径为 0.30 mm，并采用相同的 ±0.01 mm 直径公差和 0.03 mm 偏移。最小覆盖量为 (0.39-0.31)/2-0.03 = 0.01 mm。这仅是算术比较：对于实际封装，这两个假设焊盘不能自动互换。应取得制造商要求的最小覆盖量和供应商的工艺能力数据。
4. 阻焊桥和扇出布线能否满足要求？
对于同一排直径相等的圆形开窗，名义阻焊桥宽度等于中心间距减去开窗直径。间距为 0.50 mm、NSMD 铜焊盘直径为 0.25 mm、径向阻焊扩展为 0.05 mm 时，开窗直径为 0.35 mm，名义阻焊桥宽度为 0.15 mm。这是布局计算结果，不是对成品阻焊桥宽度的保证。开窗尺寸、对位、菲林图形和工艺变化都会产生影响；板厂必须确认所选阻焊工艺和颜色可实现的最小宽度。
同一组相邻焊盘之间的名义铜间距为 0.50-0.25=0.25 mm。在简化的双焊盘截面中，一条居中的 0.10 mm 走线在两侧各留下 (0.25-0.10)/2=0.075 mm 的铜间隙。应在 DRC 中确认走线到焊盘的间距、过孔特征和实际形状；阻焊开窗也可能使走线露出。铜间距通过 DRC，并不能证明阻焊层覆盖并保护了该走线。
如果无法制作单独的阻焊桥，板厂和组装厂可以考虑对一排或一个阵列采用共用开窗。这一决定会改变可供焊料接触的露铜范围和桥连风险。修改图形前，应检查器件供应商的要求，并请组装厂审核钢网开口、焊膏印刷和检验方案。不能仅因为铜间距合格，就假定缺少阻焊桥无害。
5. NSMD 焊点一定更牢固吗？
没有任何一种焊盘类型能保证焊点寿命。NSMD 使焊盘周边露出，因此焊料既能润湿顶部，也能润湿铜侧壁。SMD 的阻焊层覆盖焊盘边缘，而某些设计采用的较大铜焊盘可能有助于焊盘与基材的结合。这两种现象本身都不能预测组装产品的失效模式。
作为量级参考，一个直径为 0.30 mm、厚度为 0.030 mm 的理想圆形焊盘，其顶部面积约为 0.0707 mm²，圆柱侧面积约为 0.0283 mm²，即顶部面积的 40%。这是几何面积，不是实测润湿面积、焊点强度增量或疲劳寿命预测。实际焊盘存在走线连接、表面处理层和三维焊料焊脚；实际润湿情况取决于工艺。
失效可能发生在焊料内部、界面处、铜焊盘与基材的结合处，或焊盘下方的层压板中。封装尺寸和刚度、板厚、层压板、焊料合金、焊盘几何形状、板支撑以及热载荷或机械载荷都很重要。当可靠性至关重要时，应按照产品的试验条件和验收标准，对有代表性的组装件进行比较。除记录通过或不通过结果外，还应记录失效位置。
6. 组装厂必须检查什么？
钢网和焊膏。 焊膏开口与阻焊开窗是两个独立的设计特征。钢网开口尺寸和厚度决定名义焊膏沉积量，而脱模效果取决于开口几何形状、焊膏和印刷条件。不要假定钢网开口必须始终等于阻焊开窗。元器件供应商的钢网图纸和组装厂的工艺审核是设计起点。纳入检验计划时，焊膏检测（SPI）可检查印刷后的焊膏沉积情况。
过孔。 与焊盘相连的露出过孔可能在回流焊期间将焊料引走。盘中孔的处理取决于封装、过孔位置、允许的表面状态和组装工艺。供应商的书面设计中可能允许开放式散热过孔；其他位置则可能需要填孔并盖孔。应明确规定实际过孔结构和表面要求，而不是假定 SMD 或 NSMD 的选择能够决定这些要求。
混合定义。 某些元器件说明有意在同一封装内使用不同的焊盘定义方式。在其他情况下，混用可能改变焊料几何形状和印刷表现。应在封装和组装图中记录每一处有意设置的例外，并要求进行明确的制造审核，而不是让 CAM 或全局规则在未说明的情况下更改设计。
检验。 可在裸板上检查阻焊对位和焊盘露铜情况；可在贴装前评估焊膏沉积。AOI 检查可见特征，规定时可通过选定的 X-ray 检查隐藏焊点。有关具体焊点缺陷表现和检验局限，请参阅 BGA 焊接缺陷。X-ray 本身不能确定疲劳寿命，也不能证明每个界面均完好。应在生产前商定检验位置、抽样和验收标准，并在适当情况下通过进一步分析调查可疑焊点。
7. 设计、制造和组装的发布检查清单
| 负责人 | 发布检查问题 | 交付物或决策 |
|---|---|---|
| 设计人员 | 封装是否与准确的器件封装和版本匹配？ | 铜层、阻焊层和焊膏层；元器件图纸；记录在案的例外 |
| 设计人员 | 最坏情况下的覆盖量或间隙、阻焊桥以及铜层 DRC 是否均满足要求？ | 尺寸和公差预算；标明局部规则覆盖 |
| 板厂 | 规定的阻焊和铜特征能否同时制造？ | DFM 处理意见、阻焊工艺限制及任何建议的图形变更 |
| 组装厂 | 钢网、焊膏、过孔处理和板支撑是否适合该封装？ | 钢网和工艺审核；首件检验范围 |
| 质量 / 产品负责人 | 成品必须承受哪些条件？ | 适用的鉴定条件、验收标准和变更控制负责人 |
| 采购 | 订单中包含哪些内容？ | 商定的数量、检验位置、报告及偏差的批准流程 |
提交 Gerber 或 ODB++ 及钻孔数据、包含制造商零件编号的 BOM、贴装数据、组装图、相关元器件焊盘图形指导，以及任何特殊阻焊或过孔要求。标出关键封装，并明确拟议的图形变更是否需要客户批准。在询价请求中列明所需的可靠性和检验依据，而不是假定它们属于标准交付物。
HILPCB 的 SMT 组装服务范围包括审核封装焊盘图形、阻焊间隙、钢网开口和盘中孔状况。SPI、AOI 和选定的 X-ray 检验根据商定的检验范围安排；实际检验流程和交付物针对提交的设计进行确认。可在询价请求中提供封装及焊盘图形详情，或联系我们的团队讨论所需的审核。
常见问题
SMD 和 NSMD 焊盘有什么区别？
SMD 焊盘的阻焊开窗小于铜焊盘，因此阻焊层定义顶部露铜边界。NSMD 的开窗大于铜焊盘，因此由铜边缘定义焊盘。这里的 SMD 指阻焊定义。
对于 BGA，NSMD 一定更好吗？
不一定。许多 BGA 封装指南推荐 NSMD，而其他指南规定使用 SMD。应遵循具体元器件制造商提供的 PCB 焊盘图形，并与板厂和组装厂确认设计。
如何计算 NSMD 阻焊间隙？
对于同心圆形特征，用开窗直径减去铜焊盘直径，再除以二。估算最小间隙时，使用最小开窗直径、最大铜焊盘直径和最大相对对位偏移，然后将结果与板厂的工艺要求进行比较。
同一个元器件下可以混用 SMD 和 NSMD 焊盘吗？
一些制造商针对特定封装规定有意混用两种焊盘。否则，应请元器件供应商和组装厂审核变更：不同的焊盘定义方式可能影响焊料几何形状、印刷和桥连。应记录所有有意设置的例外。
焊盘定义方式决定钢网开口吗？
不决定。铜焊盘、阻焊开窗和钢网开口是独立的特征。应根据元器件的组装指导和组装厂的审核，为预期使用的焊膏和工艺选择开口几何形状及钢网厚度。