1.6.2 BGA表面焊盘的布局和尺寸

表面焊盘是BGA焊球与PCB接触的部分。这些焊盘的尺寸会影响过孔和跳出布线的可用空间。一般而言，用于表面贴装元器件的焊盘结构有阻焊层限定（Solder Mask Defined，SMD）和非阻焊层限定（Non-Solder Mask Defined，NSMD）两种形式。非阻焊层限定也称铜限定，其金属焊盘的尺寸小于阻焊层开口的尺寸。在表层布线电路板的NSMD焊盘上，印制电路导线的一部分将会受到焊锡的浸润。阻焊层限定焊盘的阻焊层开口的尺寸小于金属焊盘的尺寸。电路板设计者需要定义形状代码、位置和焊盘的额定尺寸；焊盘开口的实际尺寸是由阻焊层制作者控制的。阻焊层一般为可成像液体感光胶（LPI）。这两种表面焊盘的主要区别是走线和间隙大小，能够使用的过孔类型，以及再流焊后焊球的形状等。NSMD和SMD焊盘侧视图如图1-39所示。NSMD和SMD焊点侧视图如图1-40所示。

1.非阻焊层限定焊盘

对于NSMD焊盘，阻焊层开口的尺寸要比铜焊盘的尺寸大。因此，表面焊盘的铜表面完全裸露，与BGA焊球接触的面积更大。Altera等公司均建议在大多数情况下使用NSMD焊盘，因为这种方式更灵活，产生的应力点更少，焊盘之间的走线空间更大 ^[9-10] 。

2.阻焊层限定焊盘

SMD焊盘的阻焊层与表面焊盘铜表面部分重叠。这种重叠使铜焊盘和PCB环氧树脂/玻璃层之间结合得更紧密，能够承受更大的弯曲，经受更严格的加热循环测试，但是减小了BGA焊球与铜表面接触的面积。

穿线是过孔焊盘和表面焊盘之间的电气直连部分。过孔、过孔焊盘、表面焊盘和连接线之间的连接关系如图1-41所示。

Altera公司进行了大量的建模仿真和试验研究，结果表明，焊点应力均衡的焊盘设计具有最好的焊点可靠性。由于BGA焊盘是阻焊层限定的，如果PCB上采用了SMD焊盘，则表面焊盘的尺寸应该与BGA焊盘一样，这样才能在焊点上实现应力均衡。如果PCB上采用了非阻焊层限定焊盘，则表面焊盘应比BGA焊盘小约15％，以达到焊点的应力均衡。

PCB上的最佳接触焊盘设计，可以延长焊点的使用寿命。BGA焊盘尺寸如图1-42所示，建议的SMD和NSMD焊盘尺寸如表1-31所示。高密度板布板应使用NSMD焊盘，这是因为采用较小的焊盘尺寸后，过孔和走线之间的间隙会更大一些。

1.00mm倒装焊BGA使用NSMD焊盘时，过孔和跳出布线之间的间隙如图1-43所示。