CN105301516B - 一种便于bga芯片电源测试治具和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种便于BGA芯片电源测试的测试治具，所述测试治具结构包括：最下层的治具BGA Pad部分，其上依次为地层、电源层、地层，和设置于治具体的用于连接电源或者地部分的固定装置，其中治具BGA Pad部分的结构与BGA芯片背面相同，固定装置的结构包括镂空部分和紧固螺丝，镂空部分为连接负载线缆的导线孔，紧固螺丝负责将负载线缆固定在导线孔内，以形成连接。本发明通过合理的治具设计及使用，实现了与BGA芯片一致的拉载模拟，解决电路板开关电源测试测试过程中无法在实际BGA负载端测试的问题，开关电源测试结果更精确，更符合实际情况，运用此项测试后的开关电源更加稳定，电路板设计稳定性也大为提高。

Description

一种便于BGA芯片电源测试治具和方法

技术领域

本发明涉及开关电源测试技术领域，具体涉及一种便于BGA芯片电源测试治具和方法。

背景技术

在电子设计领域，电路板是所有电子设计内容的物理载体，所有电子设计意图的最终实现都要通过电路板的设计来实现。所以电路板设计是任何电子设备中不可或缺的一个环节。其中电路板的关键部分电源设计广泛地使用了开关电源，大大促进了开关电源技术的迅速发展。开关电源向高频、高可靠、低功耗、低噪声、集成化发展的同时，也对产品的功能和性能测试提出了更为严格的要求。

开关电源是电路板所需能量的直接提供者，电源设计的好坏直接决定了电路板能否稳定运行。要设计一款功能性能良好的电路板，首先要解决的问题就是要设计一个稳定的开关电源。开关电源设计完成之后，对电源进行测试并对应调整电源设计是开关电源设计过程中不可或缺的一个环节，在测试过程中的准确性及测试手法对测试结果有着非常大的影响，应尽量让测试环境状况与电路板实际工作环境状况一致。

在现阶段开关电源的测试过程中，由于负载芯片一般直接焊接或者连接在电路板的表面，而芯片背面的电路板电子元器件非常密集。基于此，无法在芯片端直接拉载芯片所需的电流，一般直接在开关电源的输出端进行负载芯片模拟拉载测试。由于开关电源输出端与负载芯片有一段的距离，此种测试手法与电路实际工作情况并不一致，会导致测试结果不精确且不符合实际状况的问题。

由于BGA芯片布局较密，无法在BGA内部进行电子负载仪的焊接，这样就无法准确的模拟BGA的拉载，只能在图6所示的电源模块(包含电源芯片、输出电感、输出电容)内进行模拟测试，此种测试方法并不符合实际设计状况。

注：BGA的全称是Ball Grid Array(球栅阵列结构的PCB)，它是集成电路采用有机载板的一种封装法。它具有:①、封装面积少;②、功能加大，引脚数目增多;③、PCB板溶焊时能自我居中，易上锡;④、可靠性高;⑤、电性能好，整体成本低等特点。有BGA的PCB板一般小孔较多，大多数客户BGA下过孔设计为成品孔直径8~12mil，BGA处表面贴到孔的距离以规格为31.5mil为例，一般不小于10.5mil。BGA下过孔需塞孔，BGA焊盘不允许上油墨，BGA焊盘上不钻孔。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：基于上述问题，本发明提出一种便于BGA芯片电源测试治具和方法，通过本发明的BGA芯片电源测试方法设计，可以实现电源测试直接在芯片端进行拉载，这种测试方法与电路实际工作状况更一致，测试结果更精确，开关电源及电路板工作更稳定。

本发明所采用的技术方案为：

一种便于BGA芯片电源测试的测试治具，所述测试治具结构包括：最下层的治具BGA Pad部分，其上依次为地层、电源层、地层，和设置于治具体的用于连接电源或者地部分的固定装置，其中治具BGA Pad部分的结构与BGA芯片背面相同，固定装置的结构包括镂空部分和紧固螺丝，镂空部分为连接负载线缆的导线孔，紧固螺丝负责将负载线缆固定在导线孔内，以形成连接。

此BGA治具通过合理四层板设计，将治具BGA Pad设计成与BGA芯片Pad完全一致，并将其电源Pad与地Pad通过设计连接到治具外部，以方便外部电阻负载线缆的连接。

一种便于BGA芯片电源测试方法，在电路板测试过程中，将BGA芯片取下，将所述测试治具安装在原BGA芯片的位置，在测试治具上连接电子负载仪进行模拟拉载测试，这样就可以实现负载BGA芯片的拉载模拟；最后对开关电源设计进行对应测试。

所述方法实现步骤具体如下：

1）根据待测BGA芯片的Pad大小及位置，设计与所述BGA Pad完全一致的测试治具，此测试治具结构包括四层电路板，最下面一层治具BGA Pad部分与BGA完全一致，此层上面依次为地层、电源层、地层，此治具内部电源及地Pad通过过孔设计与固定装置连接，固定装置由镂空部分的导线孔和紧固螺丝组成，导线孔用于连接负载线缆，紧固螺丝用于将负载线缆固定在导线孔内；

2）将待测电路板的BGA芯片取下，并将所述测试治具放置到BGA芯片的位置，固定好此治具；

3）将电子负载仪的输出线缆依次连接到治具的固定装置，并将紧固螺丝拧紧，以达到固定线缆的目的；

4）待测电路板上电，电子负载仪上电拉载，进行开关电源的测试。

本发明的有益效果为：

本发明通过合理的治具设计及使用，实现了与BGA芯片一致的拉载模拟，解决电路板开关电源测试测试过程中无法在实际BGA负载端测试的问题，开关电源测试结果更精确，更符合实际情况，运用此项测试后的开关电源更加稳定，电路板设计稳定性也大为提高。

附图说明

图1为BGA芯片的背面示意图，其中，圆圈为芯片的Pad；既有信号Pad,又含有电源和地Pad；

图2为BGA芯片的背面Pad示意图，为了便于辨别，以白色圆圈表示信号Pad，黑色圆圈表示电源Pad，黑色方框表示地Pad；

图3为为BGA芯片插针示意图，此部分为电路板做好之后的自带插针，其插针数目及距离与图1所示的Pad相对应，电路板做好后，直接将BGA芯片对应的安装到此插针上即可；

图4为BGA芯片横切面示意图，其中，挖空部分为BGA芯片Pad，安装时挖空部分与图3所示的插针部分紧密结合，完成连接；

图5为BGA测试治具示意图；

图6为开关电源传输系统示意图。

具体实施方式

下面根据说明书附图，结合具体实施方式对本发明进一步说明：

实施例1：

如图5所示，一种便于BGA芯片电源测试的测试治具，所述测试治具结构包括：最下层的治具BGA Pad部分1，其上依次为地层3、电源层2、地层3，和设置于治具体的用于连接电源或者地部分的固定装置4，其中治具BGA Pad部分1的结构与BGA芯片背面相同，固定装置4的结构包括镂空部分和紧固螺丝，镂空部分为连接负载线缆的导线孔，紧固螺丝负责将负载线缆固定在导线孔内，以形成连接。

此BGA治具通过合理四层板设计，将治具BGA Pad设计成与BGA芯片Pad完全一致，并将其电源Pad与地Pad通过设计连接到治具外部，以方便外部电阻负载线缆的连接。

实施例2：

在实施例1的基础上，本实施例一种便于BGA芯片电源测试方法，在电路板测试过程中，将BGA芯片取下，将所述测试治具安装在原BGA芯片的位置，在测试治具上连接电子负载仪进行模拟拉载测试，这样就可以实现负载BGA芯片的拉载模拟；最后对开关电源设计进行对应测试。

实施例3：

在实施例2的基础上，本实施例所述方法实现步骤具体如下：

1）根据待测BGA芯片的Pad大小及位置，设计与所述BGA Pad完全一致的测试治具，此测试治具结构包括四层电路板，最下面一层治具BGA Pad部分1与BGA完全一致，此层上面依次为地层3、电源层2、地层3，此治具内部电源及地Pad通过过孔设计与固定装置4连接，固定装置4由镂空部分的导线孔和紧固螺丝组成，导线孔用于连接负载线缆，紧固螺丝用于将负载线缆固定在导线孔内；

2）将待测电路板的BGA芯片取下，并将所述测试治具放置到BGA芯片的位置，固定好此治具；

3）将电子负载仪的输出线缆依次连接到治具的固定装置4，并将紧固螺丝拧紧，以达到固定线缆的目的；

4）待测电路板上电，电子负载仪上电拉载，进行开关电源的测试。

本发明通过制作与BGA芯片电源和地一致的测试治具，实现了开关电源测试过程中BGA芯片与测试治具的相互替换，为开关电源测试过程中连接电阻负载仪提供了良好的接口；测试治具可以良好的模拟BGA芯片的负载拉载，测试与实际工作情况更一致；开关电源测试不在仅仅局限在电源模块部分，而是实现了对整个电源回路系统的测试，测试结果更准确，经过此设计测试后的开关电源电路更稳定。

以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。

Claims (2)

1.一种便于BGA芯片电源测试的测试治具，其特征在于,所述测试治具结构包括：最下层的治具BGA Pad部分（1），其上依次为地层（3）、电源层（2）、地层（3），和设置于治具体的用于连接电源或者地部分的固定装置（4），其中治具BGA Pad部分（1）的结构与BGA芯片背面相同，固定装置（4）的结构包括镂空部分和紧固螺丝，镂空部分为连接负载线缆的导线孔，紧固螺丝负责将负载线缆固定在导线孔内，以形成连接；

在电路板测试过程中，将BGA芯片取下，将所述测试治具安装在原BGA芯片的位置，在测试治具上连接电子负载仪进行模拟拉载测试，这样就可以实现负载BGA芯片的拉载模拟；最后对开关电源设计进行对应测试。

2.基于权利要求1一种便于BGA芯片电源测试的测试治具所述的一种便于BGA芯片电源测试方法，其特征在于，所述方法实现步骤具体如下：

1）根据待测BGA芯片的Pad大小及位置，设计与所述BGA Pad完全一致的测试治具，此测试治具结构包括四层电路板，最下面一层治具BGA Pad部分（1）与BGA完全一致，此层上面依次为地层（3）、电源层（2）、地层（3），此治具内部电源及地Pad通过过孔设计与固定装置（4）连接，固定装置（4）由镂空部分的导线孔和紧固螺丝组成，导线孔用于连接负载线缆，紧固螺丝用于将负载线缆固定在导线孔内；

2）将待测电路板的BGA芯片取下，并将所述测试治具放置到BGA芯片的位置，固定好此治具；

3）将电子负载仪的输出线缆依次连接到治具的固定装置（4），并将紧固螺丝拧紧，以达到固定线缆的目的；

4）待测电路板上电，电子负载仪上电拉载，进行开关电源的测试。