CN114062972A - Socket连接器引脚连通性的测试装置、系统及测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种Socket连接器引脚连通性的测试装置，包括：测试板和假CPU芯片，其中测试板上设置有电源电路、显示电路、焊盘阵列和回路选择电路，电源电路用于提供测试电源；显示电路连接于测试电源的正极与焊盘阵列之间，用于将测试电源引入焊盘阵列并显示测试结果；焊盘阵列的焊盘与待测试的Socket连接器引脚数量相同且排布方式相同，用于插接待测试的Socket连接器的全部引脚；回路选择电路用于对经过焊盘阵列的电流回路进行切换选择，以使测试覆盖到插接于焊盘阵列的Socket连接器的全部引脚；假CPU芯片用于模拟实际CPU芯片的引脚结构，插接于所述待测试的Socket连接器，以形成电流回路。

Description

Socket连接器引脚连通性的测试装置、系统及测试方法

技术领域

本发明涉及电气测试技术领域，尤其涉及一种Socket连接器引脚连通性的测试装置、系统及测试方法。

背景技术

主板在实际使用时，CPU要安装到主板上，需要在主板上使用Socket连接器来安装CPU芯片。Socket连接器，即用来安装CPU芯片的底座。为避免信号传输出现错误，首先需要测试Socket连接器的电气连通性。通常验证Socket连接器的电气连通性，要使用相应的Socket连接器验证工具。这种验证工具一般都是各芯片安装座开发厂商的定制工具，其价格昂贵，开发定制复杂。因此，为满足平时的测试需求，需要开发一款简单可行的测试验证工具。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种Socket连接器引脚连通性的测试装置，能够快速测试Socket连接器的电气连通性，满足芯片研发厂商、系统厂商对于Socket连接器的测试检测需求。

第一方面，本发明提供一种Socket连接器引脚连通性的测试装置，包括：测试板和假CPU芯片，

所述测试板上设置有电源电路、显示电路、焊盘阵列和回路选择电路，所述电源电路用于提供测试电源；

所述显示电路连接于所述测试电源的正极与所述焊盘阵列之间，用于将所述测试电源引入所述焊盘阵列并显示测试结果；

所述焊盘阵列的焊盘与待测试的Socket连接器引脚数量相同且排布方式相同，用于插接所述待测试的Socket连接器的全部引脚；

所述回路选择电路用于对经过所述焊盘阵列的电流回路进行切换选择，以使测试覆盖到插接于所述焊盘阵列的Socket连接器的全部引脚；

所述假CPU芯片，用于模拟实际CPU芯片的引脚结构，插接于所述待测试的Socket连接器，以形成电流回路。

可选地，所述电源电路包括：

电源连接器，用于连接外部供电电源；

至少一个电池，用于提供内部供电电源；

电源开关，与所述电源连接器和所述电池的正极连接，用于控制电源的输出。

可选地，所述显示电路包括：与所述焊盘阵列的焊盘数量相等的LED二极管，每个LED二极管对应连接一个焊盘，且每个LED二极管串联一个限流电阻。

可选地，所述LED二极管按照待测试的Socket连接器的引脚排布方式排布在所述测试板上。

可选地，所述测试板上位于每个LED二极管下方位置分别设置一个测试点，以便手动测试。

可选地，所述焊盘阵列分为多个区域，每个区域独立供电。

可选地，所述回路选择电路包括两组跳线插针，与所述焊盘阵列中的两组信号电源回路焊盘一一对应，所述信号电源回路焊盘通过所述跳线插针与测试电源负极连接。

可选地，所述假CPU芯片包括PCB板，所述PCB板采用双层板，所述PCB板底面的焊盘排布与待测试的Socket连接器对应的实际CPU相同，所述PCB板顶面将所有的焊盘连接在一起。

可选地，所述假CPU芯片还包括封装金属盖，所述封装金属盖与实际CPU的封装金属盖相同。

第二方面，本发明提供一种Socket连接器引脚连通性的测试系统，包括：上述Socket连接器引脚连通性的测试装置，还包括控制板和上位机，所述控制板将所述测试装置检测到的未连通信号焊盘位置上传到所述上位机。

第三方面，本发明提供一种Socket连接器引脚连通性的测试方法，基于上述Socket连接器引脚连通性的测试装置实现，包括：

接通电源，将所述回路选择电路与所述焊盘阵列的两组信号电源回路焊盘形成的电流回路全部连通，测试是否有未连通的Socket连接器引脚；

断开所述回路选择电路与所述焊盘阵列的其中一组信号电源回路焊盘形成的电流回路，只连通所述回路选择电路与所述焊盘阵列的另外一组信号电源回路焊盘形成的电流回路，测试断开的一组信号电源回路焊盘所连接的Socket连接器引脚是否存在未连通引脚；

将所述回路选择电路的连通方式进行调换，再次测试断开的一组信号电源回路焊盘所连接的Socket连接器引脚是否存在未连通引脚。

本发明提供的Socket连接器引脚连通性的测试装置，能够满足芯片研发厂商、系统厂商对于Socket连接器的测试检测需求。该测试装置将Socket连接器的引脚全部引到测试板led上，且预留测试点，便于测试。测试板led阵列按照Socket连接器的引脚排布方式排布在测试板上，且分区域划分，方便快速定位故障位置。

附图说明

图1为本发明一实施例的Socket连接器引脚连通性的测试装置所包括的测试板的结构示意图；

图2为本发明一实施例的Socket连接器引脚连通性的测试装置所包括的假CPU芯片的结构示意图；

图3为本发明一实施例的Socket连接器引脚连通性的测试装置整体示意图；

图4为本发明一实施例的Socket连接器引脚连通性的测试系统示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

本发明一实施例提供一种Socket连接器引脚连通性的测试装置，该测试装置包括两部分，测试板和一颗假CPU芯片，测试板为测试载体，用来安装待测试的Socket连接器，上面有LED二极管指示连通情况。假CPU芯片与实际CPU芯片结构相同，模拟实际CPU安装到Socket连接器上的压力承载情况，假CPU芯片安装到Socket连接器上，使Socket连接器连通测试板与假CPU芯片。

具体地，测试板上设置有电源电路、显示电路、焊盘阵列和回路选择电路，其中电源电路用于提供连通性测试所需的测试电源。显示电路连接于测试电源的正极与焊盘阵列之间，显示电路用于将测试电源引入焊盘阵列并显示测试结果。焊盘阵列的焊盘数量与待测试的Socket连接器引脚数量相同，且焊盘排布方式与Socket连接器引脚排布方式相同，焊盘阵列用于插接待测试的Socket连接器的全部引脚。回路选择电路用于对经过焊盘阵列的的电流回路进行切换选择，以使测试覆盖到插接于焊盘阵列的Socket连接器的全部引脚。另外，假CPU芯片，用于模拟实际CPU芯片的引脚结构，插接于待测试的Socket连接器，以形成电流回路。

作为一种实施方式，图1示出了测试板的一种结构示意图。如图1所示，测试板上设置有电源电路101、显示电路102、焊盘阵列103和回路选择电路104。下面具体介绍各部分。

电源电路101包括电源连接器，至少一个电池和电源开关Key。电源连接器用于连接外部供电电源，例如ATX电源模块。电池用于提供内部供电电源。相当于电源电路101的供电方案是二选一，可以选择通过电源连接器，连接ATX电源模块外部供电，也可以通过电池供电，方便测试。在使用电池供电时，如果焊盘阵列有多个分区，需要多个电池分区供电，防止单个电池供电不足。电源开关Key与电源连接器和电池的正极连接，用于控制电源的输出。

显示电路102包括与焊盘阵列的焊盘数量相等的LED二极管，每个LED二极管对应连接一个焊盘，图1只示出了LED1,2,3,4。且每个LED二极管串联一个限流电阻(R1,2,3,4)，保护LED不被烧毁。限流电阻通过电源开关Key跟电源正极相连。LED的亮灭对应被测的Socket连接器引脚的通断。在测试板布局时，LED二极管呈阵列形式排布在测试板上，具体排布方式按照待测试的Socket连接器引脚排布方式进行排布。

焊盘阵列103与待测试的Socket连接器引脚数量相同，排布方式相同，根据Socket结构要求，一般位于Socket连接器区域中间。如果Socket连接器较大，信号引脚数较多，焊盘阵列103可以分为多个区域，如图1所示，焊盘阵列103分为A,B,C,D 4个区域，以便在电池供电时，用多个电池供电，避免单个电池供电不足。

焊盘阵列103的电路设计，图1以GP1，GP2，P1，P2示例说明，实际焊盘数量跟待测的Socket连接器引脚数量相同。将所有焊盘分为2种，第一种为信号电源回路焊盘(例如图1中的GP1，GP2)，第二种为其它普通待测焊盘(例如图1中的P1，P2)。

GP1，GP2焊盘一般根据CPU芯片信号定义，选择一定数量的gnd焊盘作为信号电源回路焊盘，该信号电源回路焊盘连接Socket的gnd引脚(有的Socket的gnd引脚支持电流大小比普通信号引脚大一些)，当然也可以选择其他信号焊盘作为信号电源回路焊盘。

需要说明的是，焊盘阵列中有两组焊盘作为信号电源回路焊盘，每组信号电源回路焊盘不限于一个焊盘，可以是多个焊盘。图1中的GP1，GP2只是以一个焊盘作为示例。

回路选择电路104包括两组跳线插针，本实施例以两个跳线插针J1，J2为例进行说明，J1，J2一端与焊盘阵列中的两组信号电源回路焊盘GP1，GP2一一对应连接，J1，J2另一端与测试电源负极连接。也就是说，作为信号电源回路焊盘的两组焊盘，在测试板上需要通过跳线才能与供电电源负极相连。之所以这样设计，是由于信号电源回路焊盘GP1，GP2对应的LED，只要跳线接通，在没有安装Socket连接器的情况下，LED也会亮。因此无法测试到这部分Socket连接器引脚。为了覆盖这部分的Socket连接器引脚测试，即在测试插接于信号电源回路焊盘的Socket连接器引脚时，需要将跳线拔掉，这时需要其他焊盘形成信号电源回路。

两组信号电源回路焊盘GP1，GP2，在同一时间，只接通一部分插针，测试未接插针的Socket连接器引脚连通性情况，这样两组焊盘轮流接通插针，即可覆盖测试完所有Socket引脚连通测试。同一时间接通的信号电源回路焊盘通流能力支持通过所有Socket引脚的总电流值，其焊盘数量通过下面公式即可算出。

总信号电源回路焊盘数量＝2*(Socket引脚总数量*通过Socket引脚单针电流)/Socket引脚单针额定电流

注：①总信号电源回路焊盘数量为两组信号电源回路焊盘之和。

②通过Socket引脚的单针电流值受限于信号路径上允许电流最小的器件，一般为LED器件。因此通过Socket引脚单针电流一般取单个LED允许电流。

进一步地，图2示出了假CPU芯片的组成部件。如图2所示，假CPU芯片包括PCB板和封装金属盖，保证假CPU芯片与实际CPU外形尺寸完全相同。图2中(a)为假CPU芯片的PCB板示意图，采用双层PCB实现，PCB厚度与实际CPU基板相同，其底面(bottom面)的焊盘排布与待测CPU插座对应的实际CPU相同，顶面(top面)将所有焊盘连接在一起。图2中的(b)为假CPU芯片使用的封装金属盖(lid)，与实际CPU芯片的封装金属盖相同。

下面再对测试板的布局(layout)设计进行说明。测试板的layout设计需要考虑使用方便性，便于观察定位Socket连接器引脚有问题的位置。主要有以下几点：

(1)LED二极管呈阵列形式排布，测试点按照实际芯片pin map排列，方便快速定位引脚不良连接位置。

(2)Pin number编号按照实际芯片pin map编号，标识在LED阵列四周，另外，用线框将LED按照5*5(行*列)分区，方便定位。

(3)每个LED下侧放置相应pin测试点，方便仪表点测。

(4)电源回路的GND pin跳线插针，放在LED阵列周边，方便操作。

基于上述实施例提供的测试板和假CPU芯片，即可快速测试CPU芯片Socket连接器引脚连通性。开始测试前，将待测试的CPU芯片Socket连接器安装到测试板上，将假CPU芯片安装到待测试的CPU芯片Socket连接器上，即测试板上的P1，P2，GP1，GP2等所有焊盘通过Socket连接器，分别与假CPU芯片上的S1，S2，G1，G2等所有pin一一相接。图3示出了测试板安装了待测试的Socket连接器与假CPU芯片后的示意图，为了方便理解，假CPU芯片上未画出封装金属盖。如果Socket连接器个别位置接触不好，就会导致测试板上相应焊盘与假CPU芯片上的pin连接不好。

具体测试流程如下：

1、接上电源，用跳线帽短接(J1和J2)，作为信号电源回路的焊盘(GP1，GP2)连接到电源负极。

2、打开电源开关，观察LED亮灭情况，只要Socket连接器接触良好，形成电流，相应的Socket连接器引脚连接的LED就会点亮。观察LED亮灭，即可知道Socket连接器具体哪个引脚接触不良。但此处需要注意的是，即使不放上待测试的Socket连接器，打开电源开关后，由于电流通路在测试板上已经连通，这些作为信号电源回路的焊盘(GP1，GP2)连接的LED也会亮。因此无法测试这些信号电源回路焊盘GND pad(GP1，GP2)对应的Socket引脚接触情况。因此还要继续测试。

3、拔掉一半(J1或J2)作为电源回路的GND pad跳线帽，例如拔掉J1，观察LED亮灭情况，确定步骤2中J1使用的这一半GND pad对应的Socket引脚接触情况。然后再插上J1，拔掉另一半作为电源回路的GND pad跳线帽J2，观察LED亮灭情况，确定J2使用的另一半GNDpad对应的Socket引脚接触情况。这样才完成所有Socket引脚电气连通性测试。

4、检测完Socket引脚电气连通性且测试通过后，把Socket连接器安装到实际主板上，安装上实际CPU芯片，可以用示波器等仪表测试信号质量，也可以运行压力测试，测试系统稳定性。这样就可以完整测试Socket连接器的电气特性，系统稳定性。

举一个简单的例子，以Socket连接器包括10pin为例，其中8个普通信号pin，1个pin连接GP1焊盘，1个pin连接GP2焊盘。需要测试三轮，第一轮测试，用跳线帽短接(J1和J2)，可以测试普通信号pin的连通性。第二轮测试，拔掉J1的跳线帽，短接J2，测试对应GP1焊盘的pin。第三轮测试，拔掉J2的跳线帽，短接J1，测试对应GP2焊盘的pin。

本发明实施例提供的Socket连接器引脚连通性的测试装置，能够满足芯片研发厂商、系统厂商对于Socket连接器的测试检测需求。该测试装置将Socket连接器的引脚全部引到测试板led上，且预留测试点，便于测试。测试板led阵列按照Socket连接器的引脚排布方式排布在测试板上，且分区域划分，方便快速定位故障位置。另外，测试板测试连通性，实际主板测试信号质量，二者结合，基本可以完整测试Socket性能。

另外说明的是，本发明实施例提供的Socket连接器引脚连通性的测试装置不仅可以应用于CPU芯片Socket连接器的测试，也可以应用于其他芯片安装座的测试。

另一方面，本发明实施例还提供一种Socket连接器引脚连通性的测试系统，包括上述实施例的Socket连接器引脚连通性的测试装置，还包括控制板和上位机，控制板将测试装置检测到的未连通信号焊盘位置上传到所述上位机。

如图4所示，控制板的核心控制芯片为FPGA(Field Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)或MCU(Micro Control Unit，微控制单元)，FPGA通过外接串口(或USB其他接口)与上位机连接，在测试板上将所有引脚pin连接到编码器(或GPIO Expander，GPIO扩展器)，然后连接到FPGA，或直接连接到FPGA，通过FPGA监测连通与未连通的信号情况，FPFA将未连通信号焊盘位置上报给上位机软件。这种方案可以应用于Socket连接器产线等大批量检测Socket产品的情况。

或者，也可以通过FPGA(或MCU)外接数码管来报告连通性不好的引脚位置，即在测试板上将所有引脚pin连接到编码器(或GPIO Expander)，然后连接到FPGA，或直接连接到FPGA，通过FPGA监测连通与未连通的信号情况，进而通过数码管显示连通性不好的焊盘位置。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (11)

1.一种Socket连接器引脚连通性的测试装置，其特征在于，包括：测试板和假CPU芯片，其中，

所述测试板上设置有电源电路、显示电路、焊盘阵列和回路选择电路，所述电源电路用于提供测试电源；

所述显示电路连接于所述测试电源的正极与所述焊盘阵列之间，用于将所述测试电源引入所述焊盘阵列并显示测试结果；

所述焊盘阵列的焊盘与待测试的Socket连接器引脚数量相同且排布方式相同，用于插接所述待测试的Socket连接器的全部引脚；

所述回路选择电路用于对经过所述焊盘阵列的电流回路进行切换选择，以使测试覆盖到插接于所述焊盘阵列的Socket连接器的全部引脚；

所述假CPU芯片，用于模拟实际CPU芯片的引脚结构，插接于所述待测试的Socket连接器，以形成电流回路。

2.根据权利要求1所述的Socket连接器引脚连通性的测试装置，其特征在于，所述电源电路包括：

电源连接器，用于连接外部供电电源；

至少一个电池，用于提供内部供电电源；

电源开关，与所述电源连接器和所述电池的正极连接，用于控制电源的输出。

3.根据权利要求1所述的Socket连接器引脚连通性的测试装置，其特征在于，所述显示电路包括：与所述焊盘阵列的焊盘数量相等的LED二极管，每个LED二极管对应连接一个焊盘，且每个LED二极管串联一个限流电阻。

4.根据权利要求3所述的Socket连接器引脚连通性的测试装置，其特征在于，所述LED二极管按照待测试的Socket连接器的引脚排布方式排布在所述测试板上。

5.根据权利要求4所述的Socket连接器引脚连通性的测试装置，其特征在于，所述测试板上位于每个LED二极管下方位置分别设置一个测试点，以便手动测试。

6.根据权利要求1所述的Socket连接器引脚连通性的测试装置，其特征在于，所述焊盘阵列分为多个区域，每个区域独立供电。

7.根据权利要求1所述的Socket连接器引脚连通性的测试装置，其特征在于，所述回路选择电路包括两组跳线插针，与所述焊盘阵列中的两组信号电源回路焊盘一一对应，所述信号电源回路焊盘通过所述跳线插针与测试电源负极连接。

8.根据权利要求1所述的Socket连接器引脚连通性的测试装置，其特征在于，所述假CPU芯片包括PCB板，所述PCB板采用双层板，所述PCB板底面的焊盘排布与待测试的Socket连接器对应的实际CPU相同，所述PCB板顶面将所有的焊盘连接在一起。

9.根据权利要求8所述的Socket连接器引脚连通性的测试装置，其特征在于，所述假CPU芯片还包括封装金属盖，所述封装金属盖与实际CPU的封装金属盖相同。

10.一种Socket连接器引脚连通性的测试系统，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的Socket连接器引脚连通性的测试装置，还包括控制板和上位机，所述控制板将所述测试装置检测到的未连通信号焊盘位置上传到所述上位机。

11.一种Socket连接器引脚连通性的测试方法，其特征在于，基于如权利要求1所述的Socket连接器引脚连通性的测试装置实现，包括：

接通电源，将所述回路选择电路与所述焊盘阵列的两组信号电源回路焊盘形成的电流回路全部连通，测试是否有未连通的Socket连接器引脚；

断开所述回路选择电路与所述焊盘阵列的其中一组信号电源回路焊盘形成的电流回路，只连通所述回路选择电路与所述焊盘阵列的另外一组信号电源回路焊盘形成的电流回路，测试断开的一组信号电源回路焊盘所连接的Socket连接器引脚是否存在未连通引脚；

将所述回路选择电路的连通方式进行调换，再次测试断开的一组信号电源回路焊盘所连接的Socket连接器引脚是否存在未连通引脚。

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