如何设计加强产品的BGA焊垫强度以防止BGA开裂（SolderMask Defined, SMD）

随着公司的产品从桌上型(Desktop)机种渐渐往手持式(Portable)产品移动，公司的产品也越做越小，连PCB也是越做越薄，在设计及制造上所面临到的挑战也越来越高。

最近碰上比较棘手的问题是【BGA开裂】，其实之前也有碰到过BGA开裂，只是当时把underfill加上去就解决了问题，这次则是连underfill都裂开了，在还没找到BGA开裂的真正原因以前，新产品的设计也必须加强焊垫/焊盘的强度设计才行。

刚好板厂有在介绍这种Solder Mask Defined (SMD)防焊开窗限定焊垫大小的设计，可以加强BGA焊垫的强度，也又是可以减少焊垫整片被BGA撕裂拉开的机率，现在就来看看如何设计这种SMD介绍吧！

一般PCB的焊垫/焊盘(pad)有两种设计，一种是铜箔独立为焊垫(pad)，[solder mask]开窗大于pad，称为【Copper Defined Pad Design】或【Non-SolderMask Defined】，这种焊垫设计的优点是焊锡性佳，因为在焊垫的三面都可以吃上锡，而且也可以精淮的控制焊垫的位置与大小，另外走线(trace)也比较容易布线，因为焊垫尺寸相对比较小。

但是缺点是焊垫铜箔比较容易被外力撕裂开来，因为焊垫较小，所以焊垫的附着于电路板的力道也就相对较小。

这种BGA焊垫设计通常需要伴随使用Underfill来加强落下（drop test）时BGA承受外力的能力。

另一种焊垫的设计是将[solder mask](绿漆/绿油)覆盖于铜箔上并露出没有被mask的铜箔来形成焊垫(pad)，这种焊垫设计称为【Solder-mask Defined Pad Design，SMD】。这种焊垫设计可以有效加强焊垫的强度(strength)，并且强化落下测试(drop test)时的承受能力。依据实验测试结果，这种【Solder-mask Defined Pad Design】焊垫设计的拉力承受能力比【Copper Defined Pad Design】提升了53%。

但是，相对的其缺点就是焊锡性会受到影响，因为[Solder Mask](绿漆)会受到回焊炉高温的影响而膨胀，进而影响到锡膏的吃锡面积，另一个问题则是绿漆的印刷的位置定位比铜箔来得差，也就是绿漆印刷的偏差量比铜箔来的大多了，有可能会影响到焊垫的大小及相对位置。再来是因为铜箔的面积加大了，所以相对的可以走线的区域也就变小了，走线变得更困难。

不过，即使【Solder-mask Defined Pad Design】有这些焊锡性变差及走线变难的问题，对于手持式的产品还是很值得去赏试，毕竟这种设计可以提升BGA整体的强度，提高信赖度，如果可以因此不用加点Underfill胶，那就Perfect了。