Brevet FR2521305A1 — publié le 19830812

La présente invention concerne les dispositifs de contrôle qualitatif de l'isolement électrique des circuits imprimés réa- lisés notamment en couches multiples superposées sur des supports isolants à structure laminaire au moyen de technolo- gies conventionnelles ou hybrides. Il est bien connu des milieux industriels spécialisés dans l'élaboration et la production des circuits imprimés complexes que l'on a intérêt à déceler leurs défauts qualitatifs le plus tôt possible dans le processus de fabrication afin déviter des rebuts d'autant plus coûteux que les circuits imprimés comportent de valeur technologique ajoutée et que leur défec- tuosité, particulièrement en matière d'isolement, s'avère le plus souvent irrémédiable. Dans ce souci d'ordre essentiellement économique, l'état actuel de la technique pratiquée pour effectuer le contrôle qualitatif de l'isolement fonctionnel des circuits imprimés multicouches consiste à utiliser un système de palpeurs à pointes élastiques conductrices simultanément appliquées sur chacune des pastilles conductrices présentes sur les faces accessibles du circuit imprimé à contrôler Chacun de ces palpeurs est connecté à un indicateur d'isolement par l'intermédiaire d'une unité logique d'interconnexion sélective ou combinatoire dont le program- me d'exploration est spécifiquement établi en fonction des caractéristiques typiques du circuit imprimé à contrôler. L'inconvénient majeur de cette technique réside dans le fait qu'elle nécessite la réalisation d'un dispositif palpeur à pointes multiples dont la configuration doit être adaptée à chaque modèle particulier de circuit imprimé. En effet, cette réalisation toujours fort onéreuse et de fiabi- lité souvent problématique pour s'adapter à des circuits imprimés de dimensions "normales", devient pratiquement irréa- lisable de façon économiquement acceptable et techniquement fiable dans la plupart des cas d'applications industrielles notamment dans le domaine des équipements aéronautiques et spatiaux o pour des raisons de compacité et de densité de circuits on est conduit à élaborer des circuits imprimés spé- ciaux dont les caractéristiques structurelles ne correspondent à aucune norme dimensionnelle qui permettrait l'utilisation d'un méme et unique dispositif palpeur adaptable à plusieurs modèles différents de circuits imprimés. La présente invention a donc pour but de proposer un dispositif économique et fiable de contrôle qualitatif de l'isolement des circuits imprimés multicouches de divers types et configu- rations y compris ceux les plus compacts et les plus complexes obtenus en technologie hybride qui n'ait pas les inconvénients des systèmes connus nécessitant la réalisation et la mise en oeuvre de différents jeux des palpeurs à pointes. Dans ce but, le dispositif de contrôle selon l'invention comprend essentiellement un circuit palpeur spécifique constitué d'un écran isolant souple comportant une pluralité de plots conducteurs dont le nombre et la position coïncident individuellement avec la position d'une seule des pastilles conductrices de chacun des narbres" du circuit imprimé à contrôler; un circuit explorateur associé audit circuit palpeur consti- tué d'une nappe isolante métallisée présentant au moins deux plages conductrices coplanaires isolées par au moins une discontinuité électrique transversale au contact desquelles on opère un mouvement de glissement relatif de l'ensemble solidaire constitué par la superposition dudit circuit palpeur spécifique sur la face d'épreuve correspondante dudit circuit imprimé à contrôler, et un appareil de mesure indicateur de l'isolement galvanique existant entre deux plages conductrices contig Ues dudit circuit explorateur. L'invention telle qu'elle est essentiellement définie ci-dessus sera mieux comprise grâce à l'explication qui suit d'un exemple simple de réalisation donnée en référence au dessin annexé qui représente Fig 1 un circuit imprimé-type, à contrôler, comportant un certain nombre d' 'arbres" conducteurs implantés sur chaque face. Fig 2: un circuit palpeur spécifique ne comportant qu'un seul plot conducteur par "arbre" du circuit-type de la fig 1. Fig 3: un circuit explorateur comportant deux plages conductrices superficielles coplanaires galvaniquement isolées l'une de l'autre par une discontinuité transversale rectiligne. 3 2521305 Un circuit imprimé de série-type tel que celui d'un modèle très simplifié pour la clarté de l'exposé représenté fig l - est constitué de façon classique d'un support isolant laminaire 1 plus ou moins rigide et plan dont l'une et l'autre des faces sont constellées d'une pluralité agencée de pastilles métalli- ques adhérentes au support dont la plupart sont reliées par des pistes conductrices de manière à former selon des nappes superposées un réseau élaboré et complexe d'interconnexions électriques. Les divers ramifications de ce réseau d'interconnexions sont généralement organisées selon des ensembles conducteurs distincts qui doivent être galvaniquement isolés les uns des autres Ces ensembles isolés constituent alors des "arbres" dont les "branches" respectives peuvent se continuer d'une face à l'autre du support isolant, par les trous à paroi métallisée ménagés au centre de chacune des pastilles et destinés par ailleurs à permettre la connexion par soudure des différents composants d'un circuit électronique monté en carte. Le problème du contrôle qualitatif d'un tel circuit imprimé consiste essentiellement à mettre en évidence de manière certaine et rapide l'existence d'un défaut d'isolement entre deux 'arbres'. Un tel défaut, pratiquement indiscernable par un examen de contrôle visuel, est supposé exister par une faille du support isolant au point D de croisement entre deux branches bi et b 2 des deux "arbres" A et A 2 * Afin d'opérer ce contrôle on a réalisé un circuit palpeur spécifique dont les caractéristiques ont été définies au stade de la conception du circuit type. Ce circuit palpeur spécifique, ainsi que l'illustre la fig 2, est constitué d'un support isolant souple et mince sur lequel on a laissé subsister qu'une seule pastille conductrice par arbre du circuit-type à contrôler. Chacune des pastilles du circuit palpeur qui est située en rigoureuse coïncidence avec l'une quelconque des pastilles de chacun des "arbres" du circuit-type est obtenue par la métal- lisation de trous ménagés dans le support souple de manière à disposer de part et d'autre d'un écran isolant une pluralité de minuscules plots conducteurs. Ces plots se présentent, de préférence, avec une structure ana- logue à celle d'un rivet dont l'une des têtes est plate et de diamètre rigoureusement défini alors que l'autre tête est bombée de manière à faire légèrement saillie par rapport à la face correspondante de l'écran isolant. Selon une technologie préférée, l'écran isolant est réalisé avec du film de polyimide par exemple tel que du KAPTON - dont la métallisation des trous est obtenue grâce à un procédé photochimique de dépôt localisé de cuivre. Ainsi réalisé, le circuit palpeur spécifique est destiné à per- mettre d'établir, grâce à l'interposition de l'écran souple isolant, un contact électrique equipotentiel sélectif et. localisé avec précision entre une pastille conductrice déter- minée de chaque "arbre' du circuit-type à contrôler et l'une ou l'autre des plages conductrices coplanaires du circuit explorateur qui est également réalisé sur un support isolant souple du genre polyimide métallisé sur une seule face et fixé par la face opposée à un plan d'appui compressible du genre mousse de polyuréthane. La face métallisée du circuit explorateur (fig 3) réalisée, par exemple, grâce à un dépôt de cuivre, de métal et d'or pour être renduelisse et peu sujette à l'abrasion et à la corrosion est constituée de deux plages rectangulaires conductrices dont le plus petit côté doit être supérieur à la plus grande dimen- sion du circuit-type à contrôler. Ces deux plages conductrices sont galvaniquement isolées l'une de l'autre par un espace de séparation transversal rectiligne ou sinueux et de largeur constante en contact et en travers duquel on opère le défilement continu(par un mouvement de glissement relatif exercé avec une pression élastique conve- nable) de l'ensemble maintenu solidaire constitué par l'exacte superposition du circuit imprimé-type à contrôler et du circuit palpeur souple qui lui correspond spécifiquement. Afin de permettre le fonctionnement du dispositif précédemment décrit, c'est-à-dire, essentiellement, de permettre de déceler et éventuellement de localiser l'existence de défauts d'isolement entre les différents "arbres" conducteurs des circuits imprimés, il est impératif que d'une part, le circuit palpeur spécifique, tel que défini plus haut, ne comporte qu'un seul plot de contact equipotentiel pour chacun des "arbres" du circuit imprimé-type à contrôler et que, d'autre part, le diamètre des pastilles conductrices constituant, sur une même face, les têtes plates des plots dudit circuit palpeur soit un peu inférieur à la largeur de l'espace isolant séparant deux plages conductrices contig es dudit circuit explorateur. Le processus de contrôle est alors le suivant: 1 Le circuit palpeur spécifique est superposé correctement sur le circuit imprimé-type à contrôler qui lui correspond de manière à faire coïncider leurs pastilles conductrices respec- tives. 2 Le circuit explorateur est alors appliqué contre l'ensemble précédent de manière à ce que les plages conductrices soient mises en contact permanent et intime avec la totalité des plots de contacts accessibles sur la face extérieure dudit circuit palpeur spécifique. 3 La mesure d'isolement entre deux "arbres" est effectuée de manière classique grâce par exemple à un mégohmètre branché entre les plages isolées du circuit explorateur sur chacune desquelles un des plots palpeurs correspondant individuellement à un "arbre" est respectivement en contact. 4 On imprime un mouvement continu de translation longitudinal E par glissement relatif de l'ensemble solidairement superposé l circuit palpeur spécifique circuit imprimé à contrôler) sur le circuit explorateur de manière à ce que les rangées de pastilles de contact du circuit palpeur défilent dans l'espace isolant de séparation des plages conductrices du circuit explorateur. Un défaut d'isolement affectant deux "arbres" du circuit impri- mé est immédiatement et automatiquement décelé et révélé par l'appareil de mesure indicateur d'isolement dès lors que les deux pastilles de contact appartenant respectivement à chacun des deux "arbres" mutuellement défectueux se trouvent situées de part et d'autre de l'espace isolant séparant les plages conductrices du circuit explorateur. Afin d'obtenir, si nécessaire, la localisation précise du défaut, on répéte l'opération précédente de translation glissante dans la direction transversale. 7 2521305 REVENDICATIONS l Dispositif de contrôle qualitatif de l'isolement galvanique entre les éléments conducteurs d'un circuit imprimé complexe caractérisé par le fait qu'il comprend: des moyens palpeurs spécifiques comportant une pluralité d'éléments de contact individuel localisés sur un écran isolant pour effectuer, par superposition, la sélection d'une catégorie de pastilles prédéfinie parmi l'ensemble des pastilles métal- liques accessibles sur une des faces dudit circuit imprimé; des moyens explorateurs des éléments de contact individuels desdits moyens palpeurs spécifiques comportant des éléments de contact collectif mutuellement isolés et agencés pour permettre d'opérer dynamiquement la détection d'un éventuel défaut d'iso- lement affectant mutuellement les différents "arbres" conducteurs dudit circuit imprimé; des moyens indicateurs pour traduire la mesure de l'isolement galvanique existant entre les éléments de contact collectif desdits moyens explorateurs. 2 Dispositif, selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les éléments de contact individuel des moyens pal- peurs spécifiques sont des plots conducteurs à double face obtenus par métallisation simultanée d'une pluralité de trous ménagés dans l'écran isolant. 3 Dispositif, selon les revendications l et 2, caractérisé par le fait que l'écran isolant est un film de matière plasti- que souple. 4 Dispositif, selon les revendications l et 2, caractérisé par le fait que la localisation et le nombre des éléments de contacts sont distribués sur l'écran isolant de manière à disposer d'un seul plot conducteur par "arbre" du circuit imprimé. Dispositif, selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les éléments de contact collectif des moyens explorateurs sont des plages conductrices contig Ues obtenues par métallisation superficielle d'un support isolant défor- mable. -oldxa sum Acoe sol ans quess T 15 Tndde un amies sanbijlugde sanadjud eu"Aow cap j Tquleuniq quawa Anou al and anqoajjn&e e Tgiquoa op uolquagdal anb q Tej al and 16 e k suallBDIPUBABJ sep aunil ualas ijlqlsode To -ont oz un %ça eznallezoldxa sua Acw cap nouinq sel arqua quanalculil op aineuw op quawnaqoull enb-q Tej al and 49 V L nuo Tqua Tpup Ani sep munj unies ljlqleodelo 6 -auuqlgznhlod np alq Tenaidana adano np Injon qa apli'"IA Iod St np qui aldnue a T Tj np no Taqqun al anb qjej al and ga Ti -qquoieu 19 qa ç euolquoîpua^az cal notes ijl Teodala -eg -ad A 4-qwljdm_T qjna -ira np a Anaidgip a:lBF al 9 quadjadne quemailopllus que I Tinbejol quelon T U 13,12981 op aanalaqqxa nouj al ans ques Ck -elaiedde sana:onpucu squld cap aaqtmu Tp ne aana Taqdne quart -ajfôql qs aquaqouco inabiel op aaadza un and eàgloui quew - allnnqnw île saileueldua quos sanaquaoldxa sua Aow sep sa C 5 -T 4 uo 3 saili 4 onpuau sa 5 eld mal anb q Tei al and ga Tiqquoigo 19 4 a G qua Tqojlpua Aux cap aunil Un Tas gjlqleodelcl -01 9 ealqleeaadwau Tnddagp adion unp amej al ans gnblldde a-rd -non anb Tque Td aje Tqew op wjjj un qua ojnaquaoldxa sua Acw cap elqutvzojgp %uelus T qjaddne al anb I Tej al- jed 9 sjjqq -39183 ç -48 L sua TI 931 pua^az cal Uclas ijllloodeyo - 09 So Ftzsz 1