DE19820285C2

DE19820285C2 - Device for testing circuit boards equipped with ball grid arrays

Info

Publication number: DE19820285C2
Application number: DE1998120285
Authority: DE
Inventors: Matthias Heink; Alejandro Valenzuela; Satoshi Iwamatsu
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1998-02-19
Filing date: 1998-02-19
Publication date: 2000-05-18
Anticipated expiration: 2018-02-20
Also published as: DE19820285A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.The invention relates to a device according to the preamble of claim 1.

Fortschritte der Siliziumtechnologie haben den Einsatz immer höher integrierter Bausteine mit steigenden Grenzfrequenzen und einer steigenden Anzahl von Anschlüssen bei gleichblei bender Leistungsaufnahme ermöglicht. Daraus ergeben sich hohe Ansprüche an die Gehäuse hochpoliger Bausteine. Um diesen hohen Ansprüchen gerecht werden zu können, werden Ball-Grid- Arrays eingesetzt. Dabei handelt es sich um eine Gehäuseform, in der ASIC Bausteine aufgenommen sind, und bei der sich die Kontakte auf der Unterseite des Bausteins befinden. Nachdem die Bausteine auf der Baugruppe aufgelötet sind, ist eine nachträgliche Kontaktierung der ASIC Eins zu Test- oder Analysezwecken nicht mehr möglich. Daher müssen Teststecker auf der Baugruppe aufgebracht werden, die aufgrund der hohen Pin-Anzahl der Ball-Grid-Arrays viel Baugruppenplatz benöti gen. Außerdem werden dadurch eine Reihe von Problemen aufge worfen, die ihren Grund darin haben, daß die hohe Frequenzen und schnellen Taktflanken der Bausteine sehr hohe Anforderun gen an die Leistungsfähigkeit und Adaption stellen.Advances in silicon technology have always been used more integrated modules with increasing limit frequencies and an increasing number of connections with the same power consumption. This results in high Demands on the housing of multi-pole components. To this to meet high demands, ball grid Arrays used. It’s a case shape, are included in the ASIC modules, and in which the Contacts are on the bottom of the block. After this the blocks are soldered onto the module is one subsequent contacting of ASIC Eins to test or Analysis purposes no longer possible. Therefore test plugs must be used be applied to the assembly due to the high Number of pins of the ball grid arrays require a lot of assembly space It also creates a number of problems who have their reason in that the high frequencies and fast clock edges of the modules have very high requirements in terms of performance and adaptation.

Beim Stand der Technik werden zum Testen von mit Ball-Grid- Arrays bestückten Baugruppen bislang Teststecker verwendet, die an die Baugruppe herangeführt werden. Auf der Baugruppe selbst ist hierzu eine die Teststecker aufnehmende Steckvor richtung vorzusehen. Zusätzlich sind Leiterbahnen vorzusehen, die von den anderen Leiterbahnen abgezweigt und den Steckvor richtungen zugeführt werden. Diese Leiterbahnen werden als Stichleitungen bezeichnet. Die Verwendung jener Teststecker hat den Nachteil, daß zusätzlich parasitäre Effekte entstehen, der Platzbedarf auf der Baugruppe unnötig erhöht wird und das Layout sich auch sehr kompliziert, gestaltet.In the prior art, testing with ball grid Arrays equipped assemblies previously used test plugs, which are brought up to the assembly. On the assembly itself is a plug-in for receiving the test plug direction. In addition, conductor tracks must be provided, which branched off from the other conductor tracks and the plug-in directions are fed. These traces are called Stub lines called. The use of those test plugs has the disadvantage that additional parasitic effects occur, the space requirement on the assembly is increased unnecessarily and that Layout is also very complicated, designed.

Weiterhin müssen die Baugruppen zusätzlich mit Anpassungs schaltungen wie z. B. Treibern bestückt werden, um Hochfre quenzprobleme, die durch Stichleitungen und Teststecker ver ursacht werden, in den Griff zu bekommen.Furthermore, the modules must also be adjusted circuits such as B. Drivers are populated to Hochfre quenz problems caused by spur lines and test plugs caused to get under control.

Aus der DE 197 01 336 A1 ist eine Testanordnung zum elektrischen Verbinden eines Kugel raster-Array-Oberflächenbefestigungsgehäuses mit einem elektro nischen Meßgerät bekannt. Nachteilig an dieser Vorrichtung ist jedoch, daß Verbindungselemente auf der Schaltungsplatine vorzusehen sind.From DE 197 01 336 A1 a test arrangement for electrically connecting a ball raster array surface mount housing with an electro African measuring device known. A disadvantage of this device however, is that connectors on the circuit board are to be provided.

Weiterhin ist aus der DE 195 33 272 A1 ein Prüfkontakt zur Prüfung von IC-Bausteinen bekannt. Zum einen ist eine derartige Anordnung aber zum Prüfen von im wesentlichen kugelförmigen Kontakten vorgesehen. Zum anderen erfolgt hier die Prüfung des Bausteines selbst, eine Baugruppe bzw. Platine auf der diese Bausteine angeordnet sind, ist hier nicht vorgesehen.Furthermore, DE 195 33 272 A1, a test contact for testing IC components is known. On the one hand, such an arrangement is for testing in essential spherical contacts provided. On the other hand the module itself is checked here, an assembly or circuit board on which these components are arranged not provided here.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Vorrichtung auf zuzeigen, mit der das Testen von Baugruppen der eingangs genann ten Art effizient gestaltet werden kann.The invention has for its object a device to show with which the testing of assemblies is called ten kind can be designed efficiently.

Die Erfindung wird ausgehend vom Oberbegriff von Patentan spruch 1 durch die im Kennzeichen angegebenen Merkmale ge löst.The invention is based on the preamble of Patentan Proverb 1 ge by the features specified in the license plate solves.

Vorteilhaft an der Erfindung ist insbesondere, daß weder zu sätzliche Stecker noch Anpassungsschaltungen auf der Bau gruppe integriert werden müssen. Damit ist der Vorteil ver bunden, daß auf der Baugruppe in erheblichem Maße Platz ein gespart wird. Zusätzlich ist damit der Vorteil verbunden, daß lediglich ein Typ von Baugruppe zu fertigen ist, da die für Testzwecke vorgesehenen Baugruppen keine zusätzlichen Ein richtungen mehr aufweisen müssen.The advantage of the invention is in particular that neither additional plugs still adaptive circuits on the construction group must be integrated. So the advantage is ver bound that space on the assembly to a significant extent is saved. In addition, there is the advantage that only one type of assembly is to be manufactured, since the for Assemblies provided for test purposes no additional input directions must have more.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unter ansprüchen angegeben.Advantageous developments of the invention are in the sub claims specified.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbei spiels näher erläutert.The invention is illustrated below with the aid of an embodiment explained in more detail.

Demgemäß wird eine Mehrzahl von handelsüblichen Ball-Grid- Arrays auf eine Platine montiert. Der Abstand zweier Kontakte dieser Bausteine liegt in der Regel bei 1,27 mm. Erfindungs gemäß ist vorgesehen, daß die auf der Platine angeordneten Ball-Grid-Arrays durch die Platine durchkontaktiert werden. Accordingly, a plurality of commercially available ball grid Arrays mounted on a board. The distance between two contacts this block is usually 1.27 mm. Invention is provided according to that arranged on the board Ball grid arrays can be contacted through the circuit board.

Damit sind dann Anschlüsse auf der Baugruppenrückseite an geordnet, die für Testzwecke gut erreichbar sind.Connections are then on the back of the module ordered, which are easily accessible for test purposes.

Durch eine derartige Anordnung kann der Baugruppentest auf der Rückseite der Baugruppe problemlos vorgenommen werden. Hierzu wird ein Adapter vorgesehen, der mit einer Mehrzahl von federnden Präzisionskontakten versehen ist. Der Adapter wird mit den Präzisionskontakten an die Rückseite der Bau gruppe an die durchkontaktierten Kontakte der Ball-Grid-Ar rays herangeführt. Damit wird weder die Signalführung beein trächtigt noch wird zusätzlicher Platz auf der Baugruppe verschwendet. Die Kontaktierung selbst erfolgt direkt an den Pins des in Frage kommenden Bausteins. Der Effekt der Stich leitungen wird damit minimiert. Auf dem Adapter werden wei terhin die notwendigen Leitungsabschlüsse und eventuell An passungsschaltungen angebracht.With such an arrangement, the module test can be carried out the rear of the module can be made easily. For this purpose, an adapter is provided which has a plurality is provided by resilient precision contacts. The adapter is with the precision contacts on the back of the construction group to the plated-through contacts of the Ball-Grid-Ar rays introduced. This does not affect signal routing additional space on the assembly is still in foal wasted. The contact itself is made directly to the Pins of the block in question. The effect of the stitch this minimizes cables. On the adapter are white then the necessary line terminations and possibly to matching circuits attached.

Auf der Baugruppe selbst sind lediglich Bohrungen zur Befe stigung und zur Justierung des Adapters notwendig. Baugrup pen, die getestet werden unterscheiden sich somit nicht von den Baugruppen, die im Handel erhältlich sind. Damit ergibt sich eine Einsparung in der Fertigung, da lediglich ein Typ von Baugruppen gefertigt wird.There are only bores on the assembly itself and to adjust the adapter. Assembly pens that are tested therefore do not differ from the assemblies that are commercially available. So that results savings in production, since only one type is manufactured by assemblies.

Der Adapter kann vorzugsweise aus einem Aluminiumblock ausge bildet sein, um eine entsprechende elektrische Abschirmung der internen Einrichtungen zu erreichen. Damit wird eine elektrische Ein/-Auskopplung auf die empfindliche Meßtechnik oder Baugruppe verhindert. Weiterhin können innerhalb des Adapters weitere Einrichtungen wie beispielsweise Tiefpaß filter für Abschirmungszwecke vorgesehen werden. Die Feder kontakte lassen sich alternativ direkt oder eingepreßt in einem Kunststoffblock auf einer kleinen Platine anbringen. Weiterhin sind die gemäß der vorliegenden Erfindung sich ergebenden Stichleitungen sehr kurz, sie weisen lediglich die Länge der Federstifte auf und haben daher eine sehr hohe Grenzfrequenz.The adapter can preferably be made of an aluminum block forms to provide appropriate electrical shielding of the internal facilities. So that becomes a electrical coupling in / out on the sensitive measuring technology or assembly prevented. Furthermore, within the Adapters other facilities such as low pass Filters can be provided for shielding purposes. The feather Alternatively, contacts can be pressed directly or into place a plastic block on a small board. Furthermore, those according to the present invention are themselves resulting stub lines very short, they only show the Length of the spring pins and therefore have a very high Cutoff frequency.

Claims

1. Device for testing circuit boards equipped with ball grid arrays, characterized in that
that holes are provided in the circuit board for receiving the ball grid arrays, through which these are contacted, whereby contacts are formed on the side of the circuit board facing away from the ball grid arrays,
that a test adapter is provided, which is brought up to these contacts and placed for test purposes.

2. Device according to claim 1, characterized, that the test adapter from a further board and / or a Teflon block as well as a number of precision contacts is formed.

3. Device according to claim 1 or 2, characterized, that adaptation circuits and / or fast measuring circuits in Test adapters are arranged.

4. Device according to one of the preceding claims, characterized, that the test adapter from an aluminum block or a whose electrical shielding is formed.