Brevet FR2493670A1 — publié le 19820507

La présente invention se rapporte aux dispositifs de test pour cartes de circuits imprimés, qui permettent d'effectuer sur de telles cartes aussi bien des mesures de continuité et d'isolement que des tests de fonctionnement dynamique. Pour effectuer ces tests, il est connu de raccorder l'appareil contenant les circuits de mesure, aux circuits imprimés par des connecteurs branchés sur les connecteurs portés par la carte ellemême. Il est clair que les tests ainsi effectués seront limités, notamment pour les mesures de continuité et d'isolement. De plus pour les tests de fonctionnement dynamique, on ne pourra avoir qu'une vue globale du fonctionnement de la carte, sans pouvoir mesurer ce qui se passe au niveau des circuits qu'elle supporte. Même s'il est possible alors de tester le fonctionnement global, les opérations sont bien plus longues. Pour obtenir un accès à tous les points du circuit qui permette de palier l'accès limité offert par les connecteurs de service de la carte, on utilise couramment un dispositif de raccordement constitué d'une botte portant sur l'une de ses faces un ensemble de palpeurs rétractables qui sont disposés aux endroits adéquats pour assurer un contact avec les connexions de la carte de circuit imprimé lorsque celle-ci est placée sur la surface de la boîte au contact de ces palpeurs. Un système de dépression, comprenant un ensemble de tuyaux à vide reliés à des trous ménagés sur la face de la boîte située en regard de la plaque de circuit imprimé, permet de plaquer celle-ci contre cette face et d'assurer un contact électrique satisfaisant entre les palpeurs et les circuits de la carte.Les palpeurs sont reliés à l'aide de fils électriques à des connecteurs situés sur les autres faces de la boîte et sur lesquels viennent se brancher les connecteurs reliés par des câbles multifilaires à l'appareil de mesure. Chacune de ces boîtes correspond bien évidemment à une carte distincte puisque les palpeurs sont situés aux endroits adéquats pour assurer la prise de test. Ainsi donc, à chaque fois que l'on désire tester une carte différente de celle sur laquelle les tests viennent d'être terminés, il faut changer ce dispositif. Ceci entraîne deux séries d'inconvénients: - Le changement de dispositif est tout d'abord long car il faut déconnecter les connecteurs, ce qui d'une part pour des connecteurs multicontacts est une opération qui est loin d'être rapide, et qui présente d'autre part des dangers de détérioration de ces connecteurs. En effet ceux-ci ne sont normalement pas prévus pour être branchés et débranchés plus de quelques centaines de fois. - Par ailleurs ces boîtes sont de dimensions importantes et elles sont coûteuses tant par elles-mêmes que par la place qu'elles occupent pour leur rangement Ce rangement doit d'ailleurs se faire en prenant un grand nombre de précautions pour ne pas les détériorer, notamment au niveau des connecteurs qui sont des pièces assez fragiles. Pour pallier ces inconvénients, l'invention propose un dispositif de test pour carte de circuit imprimé, du type comportant une plaque de base munie sur une première face d'un premier ensemble de palpeurs destinés à entrer en contact avec les points de la carte à tester, des premiers moyens de dépression pour appuyer la carte sur ces palpeurs, et au moins un connecteur relié aux palpeurs, principalement caractérisé en ce qu'il comporte: - une partie mobile comprenant la plaque de base, le premier ensemble de palpeurs, les premiers moyens de dépression, et une plaque de circuit imprimé fixée sur une deuxième face de la plaque de base ; cette plaque supportant un ensemble de pistes reliant les palpeurs du premier ensemble à un ensemble de plots de contact; et une partie fixe comprenant un caisson muni sur sa face supérieure d'un deuxième ensemble de palpeurs destinés à entrer en contact avec les plots de la partie mobile, des deuxièmes moyens de dépression pour appuyer la partie mobile sur la partie fixe, et ledit connecteur qui est relié aux palpeurs du deuxième ensemble. D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront clairement dans la description suivante présentée à titre d'exemple non limitatif et faite en regard des figures suivantes: - la figure 1, qui représente la partie fixe d'un dispositif de test - la figure 2, qui représente la partie mobile complémentaire de cette partie fixe; - la figure 3, qui représente le dessous de cette partie mobile; - les figures 4 et 5, qui représentent des coupes de ces deux parties assemblées selon deux configurations différentes. Le dispositif de test selon l'invention se compose de deux parties, une partie fixe représentée en perspective sur la figure 1, et une partie mobile représentée en perspective sur la figure 2. La partie fixe est en principe unique et utilisée pour tous les types de cartes, alors que la partie mobile est spécialisée par type de carte et existe donc à un grand nombre d'exemplaires. Pour procéder au test on fixe la partie mobile sur la partie fixe, ce qui adapte instantanément le dispositif de test à la carte à tester. La partie fixe est assez semblable au dispositif de prise de test de l'art antérieur. Elle comprend tout d'abord un caisson 101 assez volumineux servant de base à tout l'ensemble. Sur la face supérieure de ce caisson un bourrelet de mousse 102 délimite un premier espace rectangulaire à l'intérieur duquel on pourra faire le vide de la manière décrite plus loin. A l'intérieur de cet espace un lamage 103 a été usiné dans la face supérieure du caisson. Pour faciliter les usinages divers cette face supérieure est avantageusement réalisée en polychlorure de vinyle PVC. La dépression nécessaire au fonctionnement du dispositif est amenée au fond de ce lamage 103 par une série de trous tels que 104 raccordés par un ensemble de tuyaux à un orifice 105 pratiqué sur l'une des faces latérales du caisson 101. Un dispositif de pompe à vide non représenté sera relié à l'orifice 105 pour la mise en fonctionnement du dispositif de test. Toujours à l'intérieur de cette cavité un grand nombre de palpeurs tels que 106 sont fixés perpendiculairement à la face supérieure du caisson Comme on verra par la suite la position de ces palpeurs pourrait être relativement quelconque. Toutefois pour faciliter tant l'usinage que l'élaboration de la partie mobile, on a rassemblé les palpeurs le long du bourrelet 102 en une série de rangées parallèles. Pour simplifier le dessin on n'a représenté sur la figure 1 que trois de ces palpeurs, mais il faut bien comprendre que la partie fixe du dispositif comprend plusieurs centaines de ces palpeurs disposés sur une couronne de quelques centimètres de large tout le long du bourrelet 102 à l'intérieur de la cavité qu'il délimite. Ces palpeurs 106 sont réunis par des fils électriques à au moins un connecteur 107. Dans une réalisation particulière d'un tel dispositif on a pu placer 350 palpeurs 106, et bien entendu ceux-ci ont été réunis individuellement à un grand nombre de connecteurs tels que 107 tant pour des raisons de disponibilité des connecteurs que pour des facilités de montage et de démontage éventuels La partie mobile vient prendre place au-dessus de la partie fixe comme on va l'expliquer. Pour qu'elle se positionne de manière correcte, on utilise deux détrompeurs 108 et 109 qui viennent prendre place dans deux trous de cette partie mobile. Selon une disposition connue le détrompeur 108 à la forme d'un cylindre, alors que le détrompeur 109 à la forme d'un prisme à base rectangulaire. Ceci permet d'obtenir une meilleure précision sur le positionnement de la partie mobile. La partie mobile, lorsqu'elle est fixée sur la partie fixe, est immobilisée par quatre verrous 110 qui débordent de la face supérieure du caisson. Ces verrous sont actionnés par un mécanisme enfermé dans le caisson et mis en oeuvre par une poignée de manoeuvre 111. La partie mobile comprend une plaque de base 201 dont les dimensions sont de l'ordre de celles de la face supérieure du caisson, et qui est avantageusement réalisée en PVC. Les différents organes de la partie mobile sont fixés sur cette plaque de base. La partie inférieure de la plaque de base 201 est bordée sur son pourtour par quatre tasseaux jointifs 202. Ces tasseaux permet tent tout d'abord de limiter le rapprochement de la plaque de base de la surface supérieure de la partie fixe en venant buter sur celleci lorsque la partie mobile est pressée sur la partie fixe. Ils permettent ensuite d'assurer le verrouillage de cette partie mobile sur la partie fixe par l'intermédiaire de quatre orifices rectangulaires 203 percés sur deux de ces tasseaux situés de manière symétrique de part et d'autre de la plaque de base. Les verrous 110 de la partie fixe viennent s'engager dans ces orifices, ce qui solidarise les parties fixes et mobiles. Sur la face supérieure de la plaque de base on trouve tout d'abord quatre poignées 204 qui s'étendent le long des bords de cette plaque. Ces poignées permettent d'une part de manipuler la partie mobile aisément, et d'autre part elles constituent une butée de hauteur qui permet de protéger l'ensemble des éléments situés à l'intérieur de l'espace qu'elles délimitent sur la surface supérieure de la plaque de base. Deux trous de détrompage 205 traversent la plaque de base de part en part. Ils sont situés aux deux coins opposés de la partie fixe correspondant aux détrompeurs 108 et 109 qui viennent s'engager dans ces trous lorsque la partie fixe est placée sur la partie mobile. A l'intérieur de l'espace délimité par les poignées 204, un deuxième bourrelet élastique 206 délimite un deuxième espace. Ce bourrelet est formé par exemple, comme le bourrelet 102, par une pièce allongée en mousse élastique à cellules fermées pour être imperméable, et qui est collée sur la plaque de base. Les dimensions et le positionnement de ce bourrelet sont tels qu'ils correspondent sensiblement au pourtour extérieur de la carte qui sera à tester. Un deuxième trou à vide 207 traverse de part en part la plaque de base à l'intérieur de l'espace délimité par le bourrelet élastique 206. Il permet de faire communiquer cet espace avec celui délimité par le bourrelet 102. Ainsi l'aspiration appliquée à l'orifice 105 se communique jusqu'au dessus de la plaque de base 201. Quatre piges de centrage 208 sont fixées perpendiculairement à la plaque de base près de respectivement chacun des côtés du rectangle délimité par le bourrelet élastique 206 et vers l'extérieur de ce rectangle. Leur emplacement correspond exactement aux dimensions de la plaque de circuit imprimé testée, ce qui permet de centrer celle-ci lorsqu'on la place sur le bourrelet élastique et entre ces piges de centrage.De manière connue celles-ci se terminent vers le haut par une partie conique qui permet de centrer automatiquement la plaque lorsqu'on la pose, et leurs extrémités supérieures comportent une fente de tournevis. Elles sont fixées sur la plaque de base de manière excentrique, ce qui permet en les faisant tourner à l'aide de cette fente de régler très précisément leur positionnement, chose qui est tout à fait nécessaire vu la précision exigée pour placer les palpeurs de test aux bons endroits. De plus leur emplacement le long des bords du bourrelet est tel que l'on obtient un détrompage qui ne permet de placer la carte de circuit imprimé que dans une seule position. Pour cela on place les tiges 208 à des emplacements tels qu'ils ne correspondent qu'à une seule position libre le long des bords de cette plaque.On utilise pour cela par exemple les découpes qui sont généralement nécessaires pour les connecteurs de bord de carte, et au besoin on prévoit des encoches à cet effet lors du dessin de la carte. Dans Espace délimité par le deuxième bourrelet élastique 206, on a placé un certain nombre de supports cylindriques 209 dont la hauteur est celle qui doit séparer la plaque de circuit imprimé de la face supérieure de la plaque de base lorsque la dépression est établie. Cette hauteur est déterminée en fonction de l'écrasement de la mousse qui compose le bourrelet élastique, et de la hauteur dont peuvent se rétracter les palpeurs de contact dont on va parler plus loin.En effet une carte de circuit imprimé présente une rigidité relativement faible en raison de ses grandes dimensions, de la faible épaisseur du matériau qui la compose, et du faible module d'élasticité de celui. Lorsque la dépression est établie pour plaquer la carte sur les palpeurs de contact, elle tend à se cambrer fortement lorsqu'elle ne repose que sur le bourrelet élastique situé à son pourtour. Un tel cambrage présente toute une série d'inconvénients, et en particulier le risque de déchirer les pistes de circuit imprimé qui sont formées d'une couche de cuivre très mince qui supporte relativement peu de déformations. Les supports 209 permettent ainsi de soutenir la carte pour qu'elle ne se cambre pas. Leur positionnement est déterminé en fonction des éléments qui se trouvent sur la carte du côté des pistes où l'on prend les points de contact, et de l'emplacement de ces points de contact eux-mêmes. Ces emplacements des supports n'ont rien de critique et en en répartissant quelques uns dans les espaces libres, on limite efficacement le cambrage de la carte. On trouve enfin sur la surface supérieure de la plaque de base dans l'espace délimité par le bourrelet 206, un ensemble de palpeurs rétractables tels que 210. Ces palpeurs sont du même genre que les palpeurs 106 fixés sur la partie fixe. Leur emplacement est déterminé en fonction de l'emplacement des points de la carte de circuit imprimé que l'on veut tester. Pour relier les palpeurs 210 aux contacts du connecteur 107, on a fixé sur la face inférieure de la plaque de base 201, par collage par exemple, une plaque de circuit imprimé 301 qui est visible sur la figure 3 qui représente une vue de dessous de la partie mobile. Le trou 207 traverse également cette plaque de circuit imprimé et la partie inférieure des palpeurs 210 vient faire saillie au travers de celle-ci. La partie cuivrée de la plaque de circuit imprimé 301 est tournée vers l'extérieur de la partie mobile et est donc accessible par le dessous de celle-ci. Sur cette partie cuivrée on a gravé un ensemble de pistes 302 qui partent des extrémités des palpeurs 210. Ces extrémités sont soudées sur une partie terminale élargie de ces pistes 302. L'autre partie terminale de l'extrémité des pistes est aussi élargie sous la forme d'un rond tel que 303. Tous ces ronds sont alignés dans une couronne qui fait le tour de la plaque 301 le long des tasseaux 202 et à une distance telle de ces tasseaux qu'elle dégage une partie représentée en pointillé qui correspond à l'appui du bourrelet élastique 102 de la partie fixe. Les dimensions de cette couronne et remplacement des ronds 303 dans celle-ci sont exactement les mêmes que pour la couronne qui contient les palpeurs 106 de la partie fixe, de telle manière que, lorsque la partie mobile est placée sur la partie fixe, les extrémités des palpeurs 106 viennent s'appuyer respectivement sur les ronds 303. On peut ainsi établir une continuité électrique entre les palpeurs 210 et les plots de sortie du connecteur 107. Comme le tracé des pistes 302 peut être tout à fait quelconque, on peut placer les palpeurs 210 aux endroits utiles pour pouvoir s'appuyer sur les points de la carte à tester. On aura donc ainsi pour chaque type de carte à tester une partie mobile spécifique qui viendra s'adapter sur la partie fixe qui sera commune à tous les types de cartes. Cette partie mobile est à la fois plus légère et moins encombrante qu'un dispositif complet qui intégrerait la partie fixe et la partie mobile comme c'était le cas dans l'art antérieur. De ce fait on simplifie grandement les problèmes de stockage puisqu'on peut mettre plus de parties mobiles dans un emplacement donné et qu'on peut les empiler les unes sur les autres sans risquer de détérioration comme c'était le cas avec les autres dispositifs. Par ailleurs le coût de fabrication de cette partie mobile est bien plus faible que celui d'un dispositif complet, en raison notamment de la suppression totale des câblages filaires entre les palpeurs et les connecteurs, qui représentent un coût de main d'oeuvre très important, et aussi de l'absence de connecteur sur cette partie mobile, ces pièces étant très onéreuses. Il est enfin aisé dans le cas de certains testeurs particulièrement évolués où l'on alimente la carte avec certains signaux par l'intermédiaire des palpeurs, d'utiliser la plaque 301 pour fixer des composants discrets qui permettront de réaliser une certaine interface pour ces signaux provenant du testeur. On citera par exemple des résistances de protection pour le cas d'un testeur ne comportant pas de limiteur d'intensité interne. On a représenté sur la figure 4 une coupe transversale et limitée à la moitié du dispositif, de la partie fixe surmontée de la partie mobile, celle-ci comportant elle-même une carte 401 à tester. L'autre moitié du dispositif est représenté selon la même coupe sur la figure 5. Ces deux figures diffèrent en ce que pour la figure 4 la dépression destinée à verrouiller le dispositif n'a pas été appliquée, alors que c'est le contraire sur la figure 5. On voit nettement que sur la figure 4 la partie mobile repose sur le premier bourrelet élastique 102 qui n'est pas comprimé et que la carte 401 repose sur le deuxième bourrelet élastique 206 qui n'est pas comprimé non plus. Sur cette même figure les verrous 110 ne sont pas engagés dans les orifices rectangulaires 203, et les palpeurs 106, ainsi que les palpeurs 210, sont déployés et ne touchent ni la plaque 301 ni la carte 401. Sur la figure 5 par contre la dépression a été appliquée par l'intermédiaire d'un tuyau dont on n'a représenté qu'un fragment 502 aboutissant au trou 104. Sous l'effet de cette dépression la partie mobile a appuyé sur le bourrelet 102 qui s'est affaissé, et elle est venue buter par l'intermédiaire des tasseaux 202 sur la face supérieure de la partie fixe. Les verrous 110 se sont alors engagés dans les orifices rectangulaires-202, ce qui permet de maintenir la partie mobile sur la partie fixe même lorsque l'on retirera la dépression afin de changer la carte 401 à tester. La carte à tester 401 s'est elle-même enfoncée sous l'effet de la dépression en écrasant le bourrelet 206 et elle est venue buter sur les supports cylindriques 209. Dans leurs mouvements descendants la partie mobile et la carte à tester ont également buté sur les palpeurs 106 et les palpeurs 210. Les têtes mobiles de ces palpeurs se sont rétractées en assurant le contact par la pression du ressort interne qu'ils contiennent. Lorsque le test sur une carte est terminé, on supprime la dépression, ce qui permet de changer la carte. La partie mobile par contre reste accrochée à la partie fixe par les verrous 110. Lorsque toute une série de cartes identiques ont été testées et qu'il est nécessaire de tester un autre modèle de carte, on procède au changement de la partie mobile. Pour cela on actionne la poignée de manoeuvre 111 qui vient faire tourner un dispositif d'excentrique 403. Ce dispositif d'excentrique en tournant actionne des barres horizontales 404 qui viennent faire pression sur les verrous 110 ce qui les dégage des orifices rectangulaires 202. La partie mobile est alors libérée et on peut en mettre une autre à la place. Le fonctionnement du dispositif est facile à examiner en rapprochant l'une contre l'autre les figures 4 et 5. On remarquera que pour rentabiliser ce dispositif on peut tester simultanément plusieurs cartes de dimensions plus réduites, et au moins deux ensembles. Pour cela on utilise deux bourrelets élastiques tels que 106 sur la partie mobile. Ces deux bourrelets délimitent deux espaces aux dimensions des cartes à tester. Il y a lieu bien entendu dans ce cas d'augmenter corrélativement le nombre de tiges de centrage, de supports cylindriques 209, et de palpeurs 210, ainsi que de prévoir au moins deux trous tels que 207 pour mettre en dépression ces deux espaces. REVENDICATIONS 1. Dispositif de test pour carte de circuit imprimé, du type comportant une plaque de base (201) munie sur une première face d'un premier ensemble de palpeurs (210) destiné à entrer en contact avec les points de la carte à tester, des premiers moyens de dépression (206, 207) pour appuyer la carte sur ces palpeurs, et au moins un connecteur (107) relié aux palpeurs, caractérisé en ce qu'il comporte:: - une partie mobile comprenant la plaque de base, le premier ensemble de palpeurs, les premiers moyens de dépression, et une plaque de circuit imprimé (301) fixée sur une deuxième face de la plaque de base, cette plaque supportant un ensemble de pistes (302) reliant les palpeurs du premier ensemble à un ensemble de plots de contact (303); et - une partie fixe comprenant un caisson (101) muni sur sa face supérieure d'un deuxième ensemble de palpeurs (106) destinés à entrer en contact avec les plots de la partie mobile, des deuxièmes moyens de dépression (102, 104, 105) pour appuyer la partie mobile sur la partie fixe, et ledit connecteur qui est relié aux palpeurs du deuxième ensemble. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la partie fixe comporte sur sa face supérieure un premier bourrelet élastique (102) délimitant un premier espace rectangulaire et assurant l'étanchéité à la dépression entre les parties fixes et mobiles, et que les palpeurs (106) du deuxième ensemble sont alignés dans cet espace sur au moins une rangée s'étendant le long du bourrelet élastique. 3. Dispositif selon l'une des revendications t ou 2, caractérisé en ce que la partie fixe comporte sur sa face supérieure deux détrompeurs (108, 109) situés en deux points opposés de cette face et destinés à venir s'engager dans deux trous de détrompage (205, 206) percés dans la plaque de base de la partie mobile, et au moins deux verrous (106) situés sur deux côtés opposés de la face supérieure et destinés à maintenir la partie mobile sur la partie fixe ces détrompeurs et ces verrous étant situés en dehors de l'espace limité par le bourrelet élastique (102). 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que la partie fixe comporte sur sa face supérieure un lamage situé dans le premier espace et dans lequel débouche au moins un trou (104) permettant d'appliquer la dépression. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la plaque de base (201) de la partie mobile comprend un ensemble de tasseaux (202) entourant son autre face; ces tasseaux déterminant récartement entre les parties fixes et mobiles quand elles sont réunies ensemble. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la plaque de base (201) de la partie mobile comprend en outre sur sa première face un deuxième bourrelet élastique (206) délimitant un deuxième espace aux dimensions de la carte à tester et assurant l'étanchéité entre celleci et la partie mobile, au moins un trou (207) faisant communiquer les premiers et deuxièmes espaces, et au moins quatre tiges de centrage (208) situées à l'extérieur du deuxième espace et permettant de positionner la carte à tester sur les palpeurs (210) du premier ensemble. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que la partie mobile comprend en outre un troisième bourrelet élastique (206), un deuxième trou de communication (207), et quatre autres tiges de centrage, pour permettre de tester simultanément deux cartes. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la partie mobile comprend en outre au moins un support (209) pour empêcher la carte à tester de fléchir sous l'effet de la dépression. 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la partie mobile comprend au moins deux poignées (204) s'étendant le long de deux côtés opposés de la première face de la plaque de base (201) et dont la hauteur est supérieure à celle des autres éléments situés sur cette face pour les protéger lors du stockage et de la manipulation de la partie mobile.