CN220324456U - Bga芯片连接电路及印刷线路板 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种BGA芯片连接电路及印刷线路板，其中BGA芯片连接电路包括电压采样单元、供电端子、M‑1个电源端子、一个第一检测端子及第二导电线路，所述M‑1个电源端子分别经由所述第二导电线路与供电端子电连接，所述电压采样单元包括与所述第一检测端子电连接的第一采样输入端，且在所述BGA芯片与所述BGA芯片连接电路相连接时，M‑1个所述电源端子和所述第一检测端子分别与所述BGA芯片的M个电源管脚一一对应连接，所述电压采样单元经所述第一检测端子、一个电源管脚与所述BGA芯片的基板内的第一导电线路电连接。本实用新型可大大提高BGA芯片内裸晶的供电电压的精度。

Description

BGA芯片连接电路及印刷线路板

技术领域

本实用新型涉及电子电路技术领域，更具体地说，涉及一种BGA芯片连接电路及印刷线路板。

背景技术

随着技术的发展，许多芯片的供电电压越来越小，但是其工作电流越来越大，为了保证芯片能够正常工作，通常需要对芯片的电压进行测量，以保证电源的输出电压能够达到芯片的供电电压。

目前，如图1所示，以球状引脚栅格阵列封装芯片(即BGA芯片)的电压测量为例，在实际应用中，通常使用直流电源11对BGA芯片12进行供电。BGA芯片12安装在印刷线路板(Printed Circuit Board，PCB)13上，直流电源11的输出通过印刷线路板13的铜皮向BGA芯片12的裸晶(Die)122区域供电。

但是由于铜皮本身存在一定的阻抗，而裸晶122的工作电流又比较大，因此在电流通过印刷线路板13的过程中相对于电源电压(Vout+、Vout-)会产生一定的压降，会导致到达裸晶122的电压达不到其供电电压，并导致芯片工作异常。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，针对上述芯片焊球、基板产生压降导致裸晶实际供电电压低于其正常工作电压的问题，提供一种BGA芯片连接电路及印刷线路板。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案是，提供一种BGA芯片连接电路，所述BGA芯片包括封装一体的裸晶、基板及M个电源管脚，且所述基板内集成有用于将M个所述电源管脚互连的第一导电线路，所述M为大于2的整数，其中：

所述BGA芯片连接电路包括电压采样单元、供电端子、M-1个电源端子、一个第一检测端子及第二导电线路，所述M-1个电源端子分别经由所述第二导电线路与供电端子电连接，所述电压采样单元包括与所述第一检测端子电连接的第一采样输入端，且在所述BGA芯片与所述BGA芯片连接电路相连接时，M-1个所述电源端子和所述第一检测端子分别与所述BGA芯片的M个电源管脚一一对应连接，所述电压采样单元经所述第一检测端子、一个电源管脚与所述第一导电线路电连接。

作为本实用新型的进一步改进，所述BGA芯片包括N个参考地管脚，且所述基板内集成有用于将多个所述参考地管脚互连的第三导电线路，所述N为大于2的整数；

所述BGA芯片连接电路包括接地端子、N-1个参考地端子、一个第二检测端子及第四导电线路，所述N-1个参考地端子分别经由第四导电线路与接地端子电连接，所述电压采样单元包括与所述第二检测端子电连接的第二采样输入端，且在所述BGA芯片与所述BGA芯片连接电路相连接时，N-1个所述参考地端子和所述第二检测端子分别与所述BGA芯片的N个参考地管脚一一对应连接，所述电压采样单元经所述第二检测端子、一个参考地管脚与所述第三导电线路电连接。

本实用新型还提供一种印刷线路板，包括BGA芯片和如上所述的BGA芯片连接电路，且所述BGA芯片的M个电源管脚与M-1个电源端子及第一检测端子一一对应电连接，所述BGA芯片的N个参考地管脚与N-1个参考地端子及第二检测端子一一对应电连接。

作为本实用新型的进一步改进，所述印刷线路板的表面具有M+N个焊盘，所述M-1个电源端子、N-1个参考地端子、第一检测端子及第二检测端子与所述M+N个焊盘一一对应电连接。

作为本实用新型的进一步改进，所述M+N个焊盘在所述印刷线路板表面呈矩阵分布。

作为本实用新型的进一步改进，与所述第一检测端子电连接的焊盘及与所述第二检测端子电连接的焊盘分别位于所述矩阵的中央位置。

作为本实用新型的进一步改进，所述BGA芯片的M个电源管脚和N个参考地管脚分别由基板下表面的焊球构成，且所述BGA芯片以所述焊球一一焊接到焊盘的方式固定在所述印刷线路板的表面。

作为本实用新型的进一步改进，所述印刷线路板包括芯片座，所述芯片座包括M+N个引脚及M+N个弹针，且所述M+N个引脚与M+N个弹针一一对应电连接；所述芯片座通过M+N个引脚焊接在M+N个焊盘上；

所述BGA芯片的M个电源管脚和N个参考地管脚分别由基板下表面的金属衬垫构成，且所述BGA芯片以金属衬垫分别与弹针一一压接的方式固定在所述芯片座上。

作为本实用新型的进一步改进，所述印刷线路板包括用于连接直流电源的电源接口，所述电源接口分别与所述供电端子和接地端子电连接。

作为本实用新型的进一步改进，所述印刷线路板包括用于连接直流电源的检测接口，所述检测接口与所述电压采样单元电连接。

本实用新型具有以下有益效果：通过连接BGA芯片电源管脚的第一检测端子获取BGA芯片基板内的电压，从而可根据该电压调整外部电源的供电电压，避免了焊脚、基板的压降对芯片内裸晶供电电压的影响，大大提高了BGA芯片内裸晶的供电电压的测量精度。

附图说明

图1是现有芯片供电的示意图；

图2是本实用新型实施例提供的BGA芯片连接电路的示意图；

图3是本实用新型实施例提供的BGA芯片连接电路中电源端子与第一检测端子的连接的局部示意图；

图4是本实用新型另一实施例提供的BGA芯片连接电路的示意图；

图5是本实用新型另一实施例提供的BGA芯片连接电路中接地端子与第二检测端子的连接的局部示意图；

图6是本实用新型实施例提供的印刷线路板中与第一检测端子、第二检测端子连接的焊盘的示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实用新型的BGA芯片连接电路可应用于BGA芯片的供电，该BGA芯片连接电路可应用于装配BGA芯片的印刷线路板。上述BGA芯片具体可以为内存芯片、微控制单元、片上***(SoC)、中央处理单元等，且该BGA芯片包括封装一体的裸晶、基板及M个电源管脚，M个电源管脚分别位于基板的下表面，且基板内集成有用于将M个电源管脚互连的第一导电线路，即M个电源管脚为BGA芯片裸晶提供相同幅值的正电压，上述M为大于2的整数。当然，上述BGA芯片还包括其他管脚，例如用于进行数据传输的管脚、用于进行时钟信号传输的管脚等，上述管脚具体可采用焊球、金属衬垫等形式。BGA芯片的结构是本领域的公知技术，在此不在赘述。

如图2所示，是本实用新型实施例提供的BGA芯片连接电路的示意图。该BGA芯片连接电路包括供电端子21、电压采样单元22、M-1个电源端子23、一个第一检测端子24及第二导电线路，且该BGA芯片连接电路通过供电端子21连接外部的直流电源或电压转换电路，以实现供电电压输入。

结合图3所示，上述M-1个电源端子23分别经由第二导电线路与供电端子21电连接，即M-1个电源端子23相互电连接，并经供电端子21从外部的直流电源或电压转换电路获得供电电压。而第一检测端子24(即CORE_PINAC24)则不与第二导电线路电连接，即第一检测端子24并不与其他电源端子23电连接，也不经供电端子21从外部的直流电源或电压转换电路获得供电电压。

电压采样单元22包括与第一检测端子24电连接的第一采样输入端，并可将第一采样输入端采样获得的电压值转换为相应的电平。具体的，电压采样单元22可包括限流电阻、分压电阻、电压转换芯片，或者电压采样单元22可仅仅是一根导线。在实际应用中，上述电压采样单元22可采用任意现有结构，在此不在赘述。

在BGA芯片与上述BGA芯片连接电路相连接(例如BGA芯片装配到相应的印刷线路板)时，M-1个电源端子23和第一检测端子24分别与BGA芯片的M个电源管脚一一对应连接，如图3所示，且电压采样单元22经第一检测端子24、一个电源管脚与BGA芯片的基板内的第一导电线路电连接。即电压采样单元22通过第一检测端子24获得的电压为经过第二导电线路、一个电源端子23、第一导电线路降压后的电压，该电压非常接近BGA芯片中裸晶的实际供电电压。

上述BGA芯片连接电路，通过连接BGA芯片电源管脚的第一检测端子24获取BGA芯片基板内的电压，由于该电压为经过第二导电线路、一个电源端子23、第一导电线路降压后的电压，从而可将该电压作为调整外部电源的供电电压的依据，并大大提高BGA芯片内裸晶的供电电压的精度，保证BGA芯片内的裸晶稳定工作。

如图4所示，在本实用新型的另一实施例中，BGA芯片除了包括M个电源管脚外，还包括N个参考地(GND)管脚，该N个参考地管脚同样位于基板的下表面，且基板内集成有用于将该多个参考地管脚互连的第三导电线路，即N个参考地管脚具有相同的电位，上述N为大于2的整数。

相应地，本实施例中的BGA芯片连接电路包括除了包括供电端子21、电压采样单元22、M-1个电源端子23、一个第一检测端子24及第二导电线路外，还包括接地端子25、N-1个参考地端子26、一个第二检测端子27及第四导电线路，且该BGA芯片连接电路还通过接地端子25连接外部的直流电源或电压转换电路，以实现接地电压连接。

结合图5所示，上述N-1个参考地端子26分别经由第四导电线路与接地端子26电连接，即N-1个参考地端子26相互电连接，并经接地端子25与外部的直流电源或电压转换电路连接。而第二检测端子(GND_PINAD24)27则不与第四导电线路电连接，即第二检测端子27并不与其他参考地端子26电连接，也不经接地端子25与外部的直流电源或电压转换电路连接。

电压采样单元22除了包括第一采样输入端外，还包括与第二检测端子27电连接的第二采样输入端，并可将第二采样输入端采样获得的电压值转换为相应的电平。

在BGA芯片与上述BGA芯片连接电路相连接(例如BGA芯片装配到相应的印刷线路板)时，M-1个电源端子23和第一检测端子24分别与BGA芯片的M个电源管脚一一对应连接，如图3所示，N-1个参考地端子26和第二检测端子27分别与BGA芯片的N个参考地管脚一一对应连接，如图5所示，且电压采样单元22经第一检测端子24、一个电源管脚与BGA芯片的基板内的第一导电线路电连接，电压采样单元22还经第二检测端子27、一个参考地管脚与BGA芯片的基板内的第三导电线路电连接。即电压采样单元22通过第二检测端子27获得的电压为经过第四导电线路、一个参考地端子26、第三导电线路降压后的电压，该电压非常接近BGA芯片中裸晶的实际参考地电压。

通过连接BGA芯片电源管脚的第二检测端子27获取BGA芯片基板内的电压，上述电压为经过第四导电线路、一个参考地端子26、第三导电线路降压后的电压，从而可将该电压作为调整外部电源的供电电压的依据，并大大提高BGA芯片内裸晶的供电电压的精度，保证BGA芯片内的裸晶稳定工作。

在实际应用中，当BGA芯片内的裸晶存在多个不同幅值的供电电压时，上述BGA芯片连接电路还可包括相应的电源端子和检测端子组，并提高裸晶工作所需对应幅值的供电电压的精度。

本实用新型还提供一种印刷线路板，例如该印刷线路板可以为主板、内存板等。该印刷线路板包括BGA芯片和如上所述的BGA芯片连接电路，且BGA芯片的M个电源管脚与M-1个电源端子及第一检测端子一一对应电连接，BGA芯片的N个参考地管脚与N-1个参考地端子及第二检测端子一一对应电连接。

打开直流电源后，由于M-1个电源端子之间是连通的，因此直流电源接通时，直流电源通过M-1个电源端子、N-1个参考地端子从印刷线路板、M-1个电源管脚、N-1个参考地管脚流入BGA芯片的基板，而第一检测端子和第二检测端子与其他电源端子、参考地端子不连接，处于断开状态，直流电源不会通过印刷线路板上的线路流向这两个端子，相当于第一检测端子直接与BGA芯片的一个电源管脚连接、第二检测端子直接与BGA芯片的一个参考地管脚连接，因此第一检测端子和第二检测端子测得的电压就是内部裸晶此时的实际电压。该实际电压与直流电源输出电压的差值即为通过印刷线路板、电源管脚、基板内电源线所产生的压降，直流电源根据压降大小调整直流电源的输出电压，使得到达裸晶的实际电压与其工作电压相等，保证裸晶能够稳定工作。

具体地，上述印刷线路板的表面至少具有M+N个焊盘，且M-1个电源端子、N-1个参考地端子、第一检测端子及第二检测端子与上述M+N个焊盘一一对应电连接。在实际应用中，M-1个电源端子、N-1个参考地端子、第一检测端子及第二检测端子中的每一个可分别由一个焊盘构成，或者M-1个电源端子、N-1个参考地端子、第一检测端子及第二检测端子中的每一个经由印刷线路板上的铜皮与一个焊盘电连接。

特别地，上述M+N个焊盘在印刷线路板表面呈矩阵分布。该结构有利于BGA芯片装配到印刷线路板。

结合图6所示，在本实用新型的一个实施例中，与第一检测端子电连接的焊盘31及与第二检测端子电连接的焊盘32分别位于矩阵的中央位置。相应地，BGA芯片上对应的电源管脚和参考地管脚也位于BGA芯片基板的中央位置。该结构有利于减小误差，进一步提高最终检测电压的准确性。

在本实用新型的一个实施例中，上述BGA芯片的M个电源管脚和N个参考地管脚分别由基板下表面的焊球构成，且BGA芯片以焊球一一焊接到焊盘的方式固定在印刷线路板的表面。该结构适用于内存、手机内的SoC等的制备。

此外，BGA芯片也可通过芯片座装配到印刷线路板上。此时，印刷线路板包括芯片座，该芯片座包括M+N个引脚及M+N个弹针，且M+N个引脚与M+N个弹针一一对应电连接。该芯片座通过M+N个引脚焊接在M+N个焊盘上。相应地，BGA芯片的M个电源管脚和N个参考地管脚分别由基板下表面的金属衬垫构成，且BGA芯片以金属衬垫分别与弹针一一压接的方式固定在芯片座上。该结构适用于中央处理单元装配到主板的结构。

在本实用新型的一个实施例中，印刷线路板还包括用于连接直流电源的电源接口，该电源接口分别与供电端子和接地端子电连接。印刷线路板可通过连接到该电源接口的连接线等与外部的直流电源连接(例如直流电源的主板)，从而实现供电输入。

上述印刷线路板还可包括用于连接外部的直流电源(例如直流电源的主板)的检测接口，该检测接口与电压采样单元的输出端电连接，从而印刷线路板可向外部的直流电源输出采样电压，直流电源可根据采样电源补偿相应的压降，从而提高BGA芯片中裸晶的供电电压的精度。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型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实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种BGA芯片连接电路，所述BGA芯片包括封装一体的裸晶、基板及M个电源管脚，且所述基板内集成有用于将M个所述电源管脚互连的第一导电线路，所述M为大于2的整数，其特征在于：

所述BGA芯片连接电路包括电压采样单元、供电端子、M-1个电源端子、一个第一检测端子及第二导电线路，所述M-1个电源端子分别经由所述第二导电线路与供电端子电连接，所述电压采样单元包括与所述第一检测端子电连接的第一采样输入端，且在所述BGA芯片与所述BGA芯片连接电路相连接时，M-1个所述电源端子和所述第一检测端子分别与所述BGA芯片的M个电源管脚一一对应连接，所述电压采样单元经所述第一检测端子、一个电源管脚与所述第一导电线路电连接。

2.根据权利要求1所述的BGA芯片连接电路，其特征在于，所述BGA芯片包括N个参考地管脚，且所述基板内集成有用于将多个所述参考地管脚互连的第三导电线路，所述N为大于2的整数；

所述BGA芯片连接电路包括接地端子、N-1个参考地端子、一个第二检测端子及第四导电线路，所述N-1个参考地端子分别经由第四导电线路与接地端子电连接，所述电压采样单元包括与所述第二检测端子电连接的第二采样输入端，且在所述BGA芯片与所述BGA芯片连接电路相连接时，N-1个所述参考地端子和所述第二检测端子分别与所述BGA芯片的N个参考地管脚一一对应连接，所述电压采样单元经所述第二检测端子、一个参考地管脚与所述第三导电线路电连接。

3.一种印刷线路板，其特征在于，包括BGA芯片和如权利要求2所述的BGA芯片连接电路，且所述BGA芯片的M个电源管脚与M-1个电源端子及第一检测端子一一对应电连接，所述BGA芯片的N个参考地管脚与N-1个参考地端子及第二检测端子一一对应电连接。

4.根据权利要求3所述的印刷线路板，其特征在于，所述印刷线路板的表面具有M+N个焊盘，所述M-1个电源端子、N-1个参考地端子、第一检测端子及第二检测端子与所述M+N个焊盘一一对应电连接。

5.根据权利要求4所述的印刷线路板，其特征在于，所述M+N个焊盘在所述印刷线路板表面呈矩阵分布。

6.根据权利要求5所述的印刷线路板，其特征在于，与所述第一检测端子电连接的焊盘及与所述第二检测端子电连接的焊盘分别位于所述矩阵的中央位置。

7.根据权利要求4-6中任一项所述的印刷线路板，其特征在于，所述BGA芯片的M个电源管脚和N个参考地管脚分别由基板下表面的焊球构成，且所述BGA芯片以所述焊球一一焊接到焊盘的方式固定在所述印刷线路板的表面。

8.根据权利要求3所述的印刷线路板，其特征在于，所述印刷线路板包括芯片座，所述芯片座包括M+N个引脚及M+N个弹针，且所述M+N个引脚与M+N个弹针一一对应电连接；所述芯片座通过M+N个引脚焊接在M+N个焊盘上；

所述BGA芯片的M个电源管脚和N个参考地管脚分别由基板下表面的金属衬垫构成，且所述BGA芯片以金属衬垫分别与弹针一一压接的方式固定在所述芯片座上。

9.根据权利要求3所述的印刷线路板，其特征在于，所述印刷线路板包括用于连接直流电源的电源接口，所述电源接口分别与所述供电端子和接地端子电连接。

10.根据权利要求3所述的印刷线路板，其特征在于，所述印刷线路板包括用于连接直流电源的检测接口，所述检测接口与所述电压采样单元电连接。