CN107526027B - 一种pcba板bga芯片焊点问题快速诊断方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种PCBA板BGA芯片焊点问题快速诊断方法，主要应用在印制电路板组装件故障诊断领域，主要用于解决高复杂度电路板上焊装的BGA芯片的焊点出现故障时，由于PCBA板的电路原理的复杂性和BGA芯片测试性的问题，故障准确定位十分困难的难题。本发明基于IEEE1149.1标准的边界扫描技术原理，使用信号发生器、示波器、边界扫描控制器、边界扫描控制软件程序，通过对被测BGA芯片的焊点进行定义并通过边界扫描控制器给予激励并进行高速的信号扫描采样，通过检测响应分析达到准确定位焊点故障的目的。

Description

一种PCBA板BGA芯片焊点问题快速诊断方法
技术领域
本发明涉及电子组装和测试领域，尤其适用于使用了球栅阵列封装(BGA)器件的高密度电路板组装件上BGA器件焊点问题的故障精确定位。
背景技术
随着大规模集成电路、表面贴装工艺(SMT)的出现，印制电路板制造工艺向小微薄发展，传统的ICT测试已经没有办法满足这类产品的测试要求，其中较为典型的是BGA封装的器件，由于器件功能复杂，器件组装到电路板上后，焊点无法用探针测试，一旦出现焊点问题，故障定位是一个很大的难题。传统的方法是故障维修人员只能通过复杂的原理分析来猜测哪些管脚可能出现问题，或者直接更换BGA后看故障是否排除来推测是否是BGA芯片的焊点发生了故障。再或者通过光学显微观测、X-Ray检测，染色分析、金相分析、电镜切片分析等方式对焊点进行分析。不过这些方式都存在很多的弊端，有些故障不能准确定位，试验周期长、工艺复杂、成本昂贵、定位准确性不高，很多分析都属于破坏性物理分析，在很多希望保留故障现场的场合都无法适用。
发明内容
本发明针对目前BGA芯片焊装到PCB板后，焊点问题难以检测和故障准确定位，只能依靠直接换器件后故障是否排除来猜测芯片是否出现了问题，或通过破坏性物理分析进行定位这些问题，提出了一种PCBA板BGA芯片焊点问题快速诊断方法，在IEEE11491.1标准的基础上，利用边界扫描控制器直接从器件的JTAG接口输入或输出测试向量，控制BGA芯片器件被测管脚输出或采集标准响应，通过是否能够获取标准响应来判断焊点是否出现了开裂问题，从而实现对故障点的精确定位。
本发明的技术方案为：
所述一种PCBA板BGA芯片焊点问题快速诊断方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1：确定需要检测的BGA芯片焊点范围；
步骤2：利用PCBA板的PCB图或电路原理图在EDA软件中生成PCBA板的网表文件；
步骤3：依据BGA器件的边界扫描器描述文件，确定管脚的输入或输出类型以及分组方式；
步骤4：依据步骤2生成的网表文件和BGA器件的边界扫描器描述文件，确定扫描链路，并编写链路描述文件；
步骤5：在边界扫描测试平台软件中，根据步骤4编写的链路描述文件建立边界扫描测试工程；
步骤6：在边界扫描测试工程中，按照步骤3确定的分组方式进行组定义；
步骤7：对于BGA器件的输出型管脚焊点，采用边界扫描控制器送激励，示波器采样的方式进行测试脚本设计；对于BGA器件的输入型管脚焊点，采用信号发生器送激励，边界扫描控制器信号采样的方式进行测试脚本设计；
步骤8：根据步骤6确定的组定义，加载并运行输出型管脚焊点的测试脚本，使用示波器，对组中的所有输出型信号进行逐一测量，将无法检测到理论方波信号的焊点定位为故障焊点；根据步骤6确定的组定义，加载并运行输入型管脚焊点的测试脚本，使用信号发生器表笔，对组中的所有输入型信号进行逐一输入，同时观察测试程序界面组信号采样情况，将无法采样到理论数字信号的焊点定位为故障焊。
进一步的优选方案，所述一种PCBA板BGA芯片焊点问题快速诊断方法，其特征在于：步骤6中组定义的步骤具体为：
将需要进行检测的焊点分为输出型管脚焊点和输入型管脚焊点，区分的原则为，BGA器件的边界扫描器描述文件中描述为output的焊点为输出型管脚焊点，BGA器件的边界扫描器描述文件中描述为input的焊点为输入型管脚焊点，BGA器件的边界扫描器描述文件中描述为bidir的焊点既可定义为输入型管脚焊点也可定义为输出型管脚焊点。
有益效果
本发明的优点在于：
1、故障定位快速、准确；2、检测对PCBA板以及焊点状态无破坏；3、检测成本低，可快速的反复检测。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1BGA芯片输出型焊点问题测试原理图；
图2BGA芯片输入型焊点问题测试原理图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
本发明公开了一种印制电路板组装件(PCBA)球栅阵列封装(BGA)芯片焊点问题快速诊断精确定位的方法。本发明主要应用在印制电路板组装件故障诊断领域，主要用于解决高复杂度电路板上焊装的BGA芯片的焊点出现故障时，由于PCBA板的电路原理的复杂性和BGA芯片测试性的问题，故障准确定位十分困难的难题。本发明基于IEEE1149.1标准的边界扫描技术原理，使用信号发生器、示波器、边界扫描控制器、边界扫描控制软件程序，通过对被测BGA芯片的焊点进行定义并通过边界扫描控制器给予激励并进行高速的信号扫描采样，通过检测响应分析达到准确定位焊点故障的目的。
本发明的步骤为：
步骤1：确定需要检测的BGA芯片焊点范围，即怀疑存在焊点问题的焊点；
步骤2：利用PCBA板的PCB图或电路原理图在EDA软件中生成PCBA板的网表(NET)文件；
步骤3：依据BGA器件的边界扫描器描述(BSDL)文件，确定管脚的输入或输出类型以及分组方式；
步骤4：依据步骤2生成的网表文件和BGA器件的边界扫描器描述文件，确定扫描链路，并编写链路描述(BSL)文件；
步骤5：在边界扫描测试平台软件中，根据步骤4编写的链路描述文件建立边界扫描测试工程；
步骤6：在边界扫描测试工程中，按照步骤3确定的分组方式进行组定义，具体为：
将需要进行检测的焊点分为输出型管脚焊点和输入型管脚焊点，区分的原则为，BGA器件的边界扫描器描述文件中描述为output的焊点为输出型管脚焊点，BGA器件的边界扫描器描述文件中描述为input的焊点为输入型管脚焊点，BGA器件的边界扫描器描述文件中描述为bidir的焊点既可定义为输入型管脚焊点也可定义为输出型管脚焊点；
步骤7：对于BGA器件的输出型管脚焊点，采用边界扫描控制器送激励，示波器采样的方式进行测试脚本设计；对于BGA器件的输入型管脚焊点，采用信号发生器送激励，边界扫描控制器信号采样的方式进行测试脚本设计；
步骤8：根据步骤6确定的组定义，加载并运行输出型管脚焊点的测试脚本，使用示波器，对组中的所有输出型信号进行逐一测量，将无法检测到理论方波信号的焊点定位为故障焊点；根据步骤6确定的组定义，加载并运行输入型管脚焊点的测试脚本，使用信号发生器表笔，对组中的所有输入型信号进行逐一输入，同时观察测试程序界面组信号采样情况，将无法采样到理论数字信号的焊点定位为故障焊。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (2)

1.一种PCBA板BGA芯片焊点问题快速诊断方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1：确定需要检测的BGA芯片焊点范围；
步骤2：利用PCBA板的PCB图或电路原理图在EDA软件中生成PCBA板的网表文件；
步骤3：依据BGA芯片的边界扫描器描述文件，确定管脚的输入或输出类型以及分组方式；
步骤4：依据步骤2生成的网表文件和BGA芯片的边界扫描器描述文件，确定扫描链路，并编写链路描述文件；
步骤5：在边界扫描测试平台软件中，根据步骤4编写的链路描述文件建立边界扫描测试工程；
步骤6：在边界扫描测试工程中，按照步骤3确定的分组方式进行组定义；
步骤7：对于BGA芯片的输出型管脚焊点，采用边界扫描控制器送激励，示波器采样的方式进行测试脚本设计；对于BGA芯片的输入型管脚焊点，采用信号发生器送激励，边界扫描控制器信号采样的方式进行测试脚本设计；
步骤8：根据步骤6确定的组定义，加载并运行输出型管脚焊点的测试脚本，使用示波器，对组中的所有输出型信号进行逐一测量，将无法检测到理论方波信号的焊点定位为故障焊点；根据步骤6确定的组定义，加载并运行输入型管脚焊点的测试脚本，使用信号发生器表笔，对组中的所有输入型信号进行逐一输入，同时观察测试程序界面组信号采样情况，将无法采样到理论数字信号的焊点定位为故障焊。
2.根据权利要求1所述一种PCBA板BGA芯片焊点问题快速诊断方法，其特征在于：步骤6中组定义的步骤具体为：
将需要进行检测的焊点分为输出型管脚焊点和输入型管脚焊点，区分的原则为，BGA芯片的边界扫描器描述文件中描述为output的焊点为输出型管脚焊点，BGA芯片的边界扫描器描述文件中描述为input的焊点为输入型管脚焊点，BGA芯片的边界扫描器描述文件中描述为bidir的焊点既可定义为输入型管脚焊点也可定义为输出型管脚焊点。
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