CN106771405A - 一种球栅阵列式集成电路接口适配器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种球栅阵列式集成电路接口适配器，包括具有多层结构的PCB电路板(1)、探针位阵列、BGA球阵列、定位孔(4)；所述BGA球阵列与探针位阵列的规模一致；所述定位孔(4)设置在PCB电路板(1)的四周，用于将PCB电路板(1)固定于加载板上；所述探针位阵列设置在PCB电路板(1)的正面并与测试系统的探针接触连接，所述BGA球阵列设置在PCB电路板(1)的背面并与被测集成电路加载板焊孔接触连接。该适配器具有可容纳的I/O数目大、封装可靠性高、管脚水平面同一性强、频率特性好等特点，适合于与加载板焊盘之间的连接。

Description

一种球栅阵列式集成电路接口适配器
技术领域
本发明涉及集成电路测试夹具计量技术领域，具体地说是一种球栅阵列式集成电路接口适配器。
背景技术
集成电路(integrated circuit)测试是将有缺陷的集成电路器件筛选出来的过程，在半导体行业中，集成电路测试是不可或缺环节。在集成电路测试过程中，集成电路测试系统加载板(以下简称加载板)作为集成电路测试系统测试通道口弹簧针与被测集成电路引脚之间的连接电路，其传输性能对测试结果起着不可忽视的作用，特别是当测试信号传输速率高于200Mbps时，信号0和1之间的串扰明显增大，此时加载板的质量对其传输的数字信号的完整性会产生较为明显的影响，所以必须对加载板，即集成电路测试夹具进行计量。
加载板的计量需要采集加载板上的输出信号，但是由于加载板上的信号输出点为焊孔结构，不便直接与探针接触，为了保证输出信号采集的准确和稳定，需要设计一种集成电路接口适配器作为加载板与探针之间的连接器。
集成电路是采用一定的工艺，把一个电路中所需的晶体管、二极管、电阻、电容和电感等元件及布线互连一起，制作在一小块或几小块半导体晶片或介质基片上，然后封装在一个管壳内，成为具有所需电路功能的微型电子器件或部件，对于高速集成电路，多使用BGA(Ball Grid Array，即球栅阵列式)封装，而集成电路测试接口是根据其封装类型来决定的，封装作为半导体集成电路的外壳，它不仅起着安放、固定、密封、保护芯片和增强导热性能的作用，而且还是沟通芯片内部世界与外部电路的桥梁，芯片上的接点用导线连接到封装外壳的引脚上，这些引脚又通过印刷电路板上的导线与其他器件建立连接，BGA封装排列紧密，有效的利用了空间，是高密度、高性能、多引脚封装的最佳选择。
发明内容
本发明的目的是针对上述问题，提出一种球栅阵列式集成电路接口适配器作为加载板与探针之间的连接器，保证加载板上信号采集的准确和稳定。
本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：
一种球栅阵列式集成电路接口适配器，包括具有多层结构的PCB电路板、探针位阵列、BGA球阵列、定位孔；所述BGA球阵列与探针位阵列的规模一致；所述定位孔设置在PCB电路板的四周，用于将PCB电路板固定于加载板上；所述正面探针位阵列设置在PCB电路板的正面并与测试系统的探针接触连接，所述BGA球阵列设置在PCB电路板的背面并与被测集成电路加载板焊孔接触连接。
作为优选，所述探针位阵列由若干个规则排列的实心焊盘组成，BGA球阵列由若干个规则排列的BGA球组成，所述实心焊盘与其相对应的PCB电路板背面的BGA球通过PCB表面的微带线或PCB内层的带状线一一对应连接。
作为优选，每个所述实心焊盘的外围设有一圈绝缘层，用于隔离信号与地，绝缘层外围设有覆铜地信号线；所述实心焊盘与测试系统探针的连接采用两个接地点环绕信号的方式，即中间是信号，周围是两个接地点，其中探针与实心焊盘接触，探针的两个接地点与实心焊盘外围的覆铜地信号接触，形成一个传输回路。
作为优选，所述BGA球触点与被测集成电路加载板上的焊孔一一对应，BGA球通过导电树脂填孔方式植球，植球尺寸与焊孔大小相匹配，PCB电路板的翘曲度小于0.5％。
作为优选，所述实心焊盘、覆铜地信号线均选用50Ω阻抗的ROGETS材质。
作为优选，探针位阵列中，所述实心焊盘和覆铜地信号线的间距为0.1～0.5mm，相邻两个覆铜地信号线的间距为0.3～0.6mm。
本发明的有益效果是：
相比起其他封装连接方式，本发明提供的球栅阵列式集成电路接口适配器具有可容纳的I/O数目大、封装可靠性高、管脚水平面同一性强、频率特性好等特点，适合于与加载板焊盘之间的连接；本发明提供的球栅阵列式集成电路接口适配器既能够安装在测试座上，也能够通过定位孔连接加载板上的焊盘，具有较强的通用性；本发明提供的球栅阵列式集成电路接口适配器具有精确度高、集成度高等特点，能够保证加载板上输出信号采集的准确和稳定。
附图说明
图1为球栅阵列式集成电路接口适配器结构示意图。
图2为球栅阵列式集成电路接口适配器正面视图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步说明。
如图1图2所示，在本发明实施例的一种球栅阵列式集成电路接口适配器，其设计包括了连接方式设计、内部布线及走线设计、固定方式设计、阻抗匹配设计等方面。
所述集成电路接口适配器正面设计为一定数量、规则排列的实心焊盘，并在焊盘外围涂上一圈绝缘层，用于将信号与地信号隔离开，实心焊盘与探针连接采用两个接地点环绕信号的方式(中间是信号，周围是两个接地点)，其中探针与实心焊盘接触，探针两个接地点与接口适配器上覆铜地信号接触，形成一个传输回路。
所述集成电路接口适配器背面设计为一定数量、规则排列的BGA球，BGA球触点与加载板上焊孔采用一一对应的连接方式，BGA球植球尺寸与加载板焊盘相匹配，BGA球的半径应与焊盘半径一致。通过接口适配器导电树脂填孔的方式完成适配器背面植球，确保接口适配器的PCB板翘曲度小于0.5％，使接口适配器能够与加载板连接完好。BGA封装的I/O引线以圆形或柱状焊点按阵列形式分布在封装下面，在封装体基板的底部制作阵列焊球作为电路的I/O端与印制线路板(PCB)互连，BGA封装引线间距大、长度短，能够消除精细间距器件中由于引线而引起的共面度和翘曲的问题。
所述集成电路接口适配器固定方式设计为定位孔固定和测试座固定，即集成电路接口适配器既适用于未焊接测试座的加载板，也适用于焊接了测试座的加载板(测试座可认为为加载板的一部分)，将集成电路接口适配器设计为适合于测试座的尺寸，并且其四周设计一定数量的定位孔。
所述集成电路接口适配器内部布线形式为微带线和带状线两种传输线，传输线结构保证了信号返回电流紧贴着信号输出路径，产生的实现电流环路面积非常小，并且由输出和返回电流路径产生的磁场相互抵消，限制信号返回电流的流动路径，尽量避免了EMI(Electromagnetic Interference)的影响，在布线过程中尽量避免在集成电路接口适配器内部水平面上走线，并且保持焊盘均匀分布在接口适配器的各个方位，减少各个通道之间的串扰，方便探针与接口适配器的连接。
所述集成电路接口适配器中高速信号和地信号焊盘等材料均选用50Ω阻抗的ROGERS材质，以减小接口适配器造成的信号损耗和失真。
本发明实施例中的球栅阵列式集成电路接口适配器的组成中，选用满足需求的材质和材质处理方式，球栅阵列式集成电路接口适配器主要性能指标如下：
说明书中未阐述的部分均为现有技术或公知常识。本实施例仅用于说明该发明，而不用于限制本发明的范围，本领域技术人员对于本发明所做的等价置换等修改均认为是落入该发明权利要求书所保护范围内。

Claims (6)

1.一种球栅阵列式集成电路接口适配器，其特征在于：包括具有多层结构的PCB电路板(1)、探针位阵列、BGA球阵列、定位孔(4)；所述BGA球阵列与探针位阵列的规模一致；所述定位孔(4)设置在PCB电路板(1)的四周，用于将PCB电路板(1)固定于加载板上；所述探针位阵列设置在PCB电路板(1)的正面并与测试系统的探针接触连接，所述BGA球阵列设置在PCB电路板(1)的背面并与被测集成电路加载板焊孔接触连接。
2.根据权利要求1所述的一种球栅阵列式集成电路接口适配器，其特征在于：所述探针位阵列由若干个规则排列的实心焊盘(2)组成，BGA球阵列由若干个规则排列的BGA球(3)组成，所述实心焊盘(2)与其相对应的PCB电路板背面的BGA球(3)通过PCB表面的微带线或PCB内层的带状线一一对应连接。
3.根据权利要求2所述的一种球栅阵列式集成电路接口适配器，其特征在于：每个所述实心焊盘(2)的外围设有一圈绝缘层(5)，用于隔离信号与地，绝缘层(5)外围设有覆铜地信号线(6)；所述实心焊盘(2)与测试系统探针的连接采用两个接地点环绕信号的方式，即中间是信号，周围是两个接地点，其中探针与实心焊盘(2)接触，探针的两个接地点与实心焊盘(2)外围的覆铜地信号接触，形成一个传输回路。
4.根据权利要求2所述的一种球栅阵列式集成电路接口适配器，其特征在于：所述BGA球(3)触点与被测集成电路加载板上的焊孔一一对应，BGA球(3)通过导电树脂填孔方式植球，植球尺寸与焊孔大小相匹配，使得PCB电路板(1)的翘曲度小于0.5％。
5.根据1-4任一项权利要求所述的一种球栅阵列式集成电路接口适配器，其特征在于：所述实心焊盘(2)、覆铜地信号线(6)均选用50Ω阻抗的ROGETS材质。
6.根据权利要求5所述的一种球栅阵列式集成电路接口适配器，其特征在于：探针位阵列中，所述实心焊盘(2)和覆铜地信号线(6)的间距为0.1～0.5mm，相邻两个覆铜地信号线(6)的间距为0.3～0.6mm。
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