Brevet FR2559588A1 — publié le 19850816

ELEMENT DE TEST DES CONNEXIONS ELECTRIQUES D'UNE CARTE DE CIRCUIT IMPRIME, DISPOSITIF ET PROCEDES DE TEST UTILISANT UN TEL ELEMENT La présente invention concerne un élément de test des connexions électriques d'une carte de circuit imprimé, un dispositif de test utilisant cet élément et trois procédés de test utilisant un tel dispositif. Le problème posé dans la présente demande est celui de la vérification des connexions équipotentielles qui doivent être bien reliées entre elles tout en étant isolées des autres équipotentielles, cette vérification étant réalisée par le test des connexions externes apparaissant sur les faces des cartes de circuits imprimés. Si ce problème de test est aisément résolu, comme nous allons le voir, pour des cartes de circuit imprimé au pas égal ou supérieur à 2,54 mm, par contre des difficultés surgissent lorsque ce pas est égal ou inférieur à 1,27 mm. Actuellement, la technique de test utilisé pour des connexions d'une carte de circuit imprimé séparées d'au moins 2,54 mm est celle de la matrice à palpeurs ou lit à clous constituée d'une plaquette recouverte de clous qui sont disposés selon le même dessin que celui des connexions disposées sur la carte. Cette plaquette de clous en matériau conducteur est connectée à un système testeur de câblage, classique et est appliquée par pression, généralement mécanique, sur la carte à tester. Les composants à connecter sur les cartes de circuit imprimé devenant de plus en plus petits, le pas des connexions diminue et la matrice à palpeurs n'est plus alors adapté pour les tester, les clous présentant des dimensions trop importantes. Pour les cartes de circuits imprimés dont le pas est inférieur à 2,54 mm, les clous ont été remplacés par des aiguilles. Mais cette substitution présente essentiellement deux inconvénients: tout d'abord la fragilité de ces aiguilles, ne permettant pas d'assurer une bonne reproductibilité des tests et ensuite l'impossibilité de tester des cartes de grandes dimensions présentant un nombre de connexions à tester supérieur à mille. Le but de la présente invention est de pallier ces inconvénients et son objet permet de tester de façon sûre et reproductible, des cartes de circuits imprimés au pas inférieur ou égal à 1,27 mm, que ces cartes soient réalisées par photogravure sur une plaquette de résine époxy ou par sérigraphie sur des substrats d'alumine. Son objet concerne donc un élément de test des connexions électriques d'une carte de circuit imprimé dépourvue de composants, comportant une plaquette de substrat isolant, recouverte sur ses deux faces parallèles opposées de dépôts conducteurs placés symétriquement de part et d'autre de la plaquette et reliés électrique ment entre eux par des trous métallisés pratiqués dans toute l'épaisseur de la plaquette, ces dépôts conducteurs étant disposés sur les faces de la plaquette de façon à reproduire les connexions du circuit à tester. L'objet de la présente invention concerne également un dispositif de test utilisant un tel élément ainsi que trois procédés de test réalisés au moyen de ce dispositif. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront dans la description qui suit, illustrée par les figures suivantes représentant: - les figures la et lb : une vue en perspective et une vue en coupe transversale d'un élément de test selon l'invention; - les figures 2a et 2b : une vue en perspective éclatée et une vue en coupe transversale d'un premier mode de réalisation du dispositif de test selon l'invention; - les figures 3a, 3b et 3c : une vue en perspective éclatée de deux vues en coupe transversale d'un deuxième mode de réalisation du dispositif de test selon l'invention. Les éléments assurant les mêmes fonctions en vue des mêmes résultats sont référencés identiquement dans les mêmes figures. Comme cela a été dit auparavant, l'invention concerne tout d'abord un élément de test permettant de vérifier les connexions d'une carte de circuit imprimé dépourvue de composants dont le pas peut être inférieur à 1,27 mm et dont les dimensions sont relativement grandes. La figure la représente l'élément de test en perspective tandis que la figure lb le représente selon une coupe passant par une section droite. Cet élément se compose d'une plaquette 1 de substrat isolant, recouverte sur ses deux faces 2 et 3 parallèles et opposées de dépôts conducteurs 4. Ces dépôts sont placés symétriquement par rapport au plan de la plaquette et sont reliés électriquement de part et d'autre de celle-ci par des trous métallisés 5, pratiqués dans toute l'épaisseur E de la plaquette 1.Dans le cas de la figure 1, ces dépôts 4 reproduisent sur une face de la plaquette les connexions 60 sur la carte de circuit imprimé à tester 6 et sur l'autre leur image par rapport au plan de la plaquette 1, mais selon un autre mode de réalisation, les dépôts 4 reproduisent une matrice universelle constituée par une grille de dépôts en nombre préétabli et un pas déterminé en l'occurrence 1,27 mm. Dans les deux cas, les connexions du circuit à tester sont reproduites exactement, mais dans le premier cas, il est nécessaire de réaliser un élément de test pour chaque configuration particulière de circuits imprimés à tester alors que dans le cas de la matrice universelle, elle est valable quel que soit le circuit à tester. De façon à assurer un contact électrique parfait avec la surface de chaque connexion de la carte à tester qui va être posée dessus, l'élément de test est réalisé dans une plaquette de substrat isolant fine et souple. Cependant lors des procédés d'utilisation de cet élément, il est nécessaire que ce dernier ne casse pas aussi va-til être rendu plus solide par l'adjonction d'un cadre rigide 20 disposé sur son pourtour. Selon un mode de réalisation préférentiel, cette plaquette 1 est en Kapton de 25 à 60 um d'épaisseur E revêtu de dépôts 4 de cuivre laminé d'épaisseur égale à 17 um sur ses deux faces 2 et 3. Les dépôts de cuivre 4 imprimés sur la face 2 de la plaquette 1 en regard de la carte de circuit imprimé 6 à tester sont recouverts d'une couche protectrice de nickel-or, évitant toute oxydation et facilitant les contacts électriques. Sur l'autre face 3 de la plaquette 1, les dépôts de cuivre 4 sont recouverts d'une couche de matériau brasable, tel que de l'étain plomb, évitant l'oxydation et retenant la soudure. Cet élément de test étant destiné à être utilisé dans un dispositif de test connecté à un système testeur de câblage connu, les dépôts conducteurs 4 imprimés sur la face 3 de la plaquette opposée à celle 2 en regard de la carte à tester, sont reliés chacun à un fil conducteur 7 isolé, de petit diamètre et très souple. Ces fils 7 sont brasés à leurs deux extrémités et soudés notamment aux dépôts 4. L'avantage d'un tel élément de test provient de sa réalisation obtenue aisément par photogravure, notamment dans le cas où les dépôts 4 reproduisent les connexions d'une carte de circuit imprimé à tester, où le cliché utilisé pour définir la position des dépôts 4 et des trous 5 est celui qui a servi à réaliser la face de connexion de cette carte de circuit imprimé à tester. L'invention concerne également un dispositif de test utilisant l'élément qui vient d'être décrit, ce dispositif devant être connecté à un sytème testeur de câblage connu. Les figures 2 et 3 représentent deux modes de réalisation d'un tel dispositif selon l'invention. Dans les deux modes de réalisation, il est constitué par un bâti 8 en deux parties 9 et 10, l'une 9 dite inférieure et l'autre 10 dite supérieure de dimensions adaptées l'une à l'autre et entre lesquelles est placé l'élément de test 12 selon l'invention sur lequel va être posée au moins une carte à tester 6. La partie inférieure 9 supporte l'élément de test 12 à laquelle il est maintenu solidaire. Cet élément 12 est disposé de sorte que sa face 2 devant entrer en contact électrique avec la carte 6 de circuit imprimé à tester soit opposée à la partie inférieure 9. La partie supérieure 10 coopère avec la partie inférieure 9 de façon à permettre cette mise en contact entre l'élément 12 et la carte à tester placée entre ce dernier et la partie 10. Ce dispositif comporte enfin des moyens de connexions 70 entre les fils conducteurs 7 de l'élément 12 et le système testeur de câblage. Les figures 2a et 2b montrent un premier mode de réalisation d'un tel dispositif. La partie inférieure 9 de forme parallélépipédique présente une cavité ouverte 11, I'ouverture 14 étant dirigée vers le haut. Au niveau de cette ouverture 14 est placé un élément de test 12, à laquelle il est maintenu solidaire - par exemple en introduisant le cadre rigide 20 disposé sur son pourtour dans une rainure 21 pratiquée le long des parois internes de la cavité 11. La partie supérieure 10 qui est amovible pour permettre le chargement et le déchargement des cartes à tester, présente un quadrillage de bosses 22 et de cannelures 23. Une fois la carte de circuit imprimé 6 à tester posée sur l'élément de test 12, la partie supérieure 10 vient recouvrir la partie inférieure 9 et assurer le contact entre la carte 6 et l'élément 12.Pour assurer un bon contact sans détériorer la carte 24, le sommet de chaque bosse 22 est doté d'une cale de protection 25, en caoutchouc par exemple. Pour être utilisé selon un procédé qui va être décrit, les deux parties 9 et 10 du bâti 8 doivent coopérer pour le rendre étanche. Dans ce but, la partie supérieure 10 comporte un joint d'étanché1té 26 sur son pourtour. De plus, des moyens de connexion 27 avec une pompe à vide sont prévus, ces rnoyens pouvant être un orifice pratiqué dans la partie supérieure 10 du bâti 8. Un premier procédé de test d'une carte de circuit imprimé est élaboré à partir du dispositif décrit ci-dessus. Ce procédé comporte les étapes suivantes: - a) la mise en place de la carte de circuit imprimé à tester sur l'élément de test, la face de la carte supportant les connexions étant mise en contact avec celui-ci; - b) la fermeture étanche du bâti; - c) I'établissement d'une dépression dans le volume défini, dans la partie supérieure du bâti, par les cannelures et l'élément de test solidaire de la partie inférieure du bâti - d) la connexion électrique avec le système testeur de câblage. Lorsque la dépression est établie dans le volume étanche défini entre l'élément de test 12 et les cannelures 23 de la partie supérieure 10 du bâti 8, I'élément de test 12 qui est souple entre en contact très étroit avec les connexions de la carte à tester 6. Le rôle des bosses 22 est de maintenir la carte contre l'élément. Un second procédé de test d'une carte de circuit imprimé peut être également élaboré à partir du dispositif décrit précédemment. Il se distingue du premier procédé par une étape supplémentaire d'établissement d'une pression dans la cavite 11 de la partie infé rieure 9 du bâti8, permettant alors d'augmenter la pression de contact entre l'élément de test 12 et la carte 6 de circuit imprimé à tester. Ce procédé comporte par conséquent les étapes suivantes:: - a) la mise en place de la carte de circuit irnprimé à tester sur l'élément de test, la face de la carte supportant les connexions étant mise en contact avec celui-ci; - b) la fermeture étanche du bâti; - c) I'établissement d'une dépression dans le volume défini, dans la partie supérieure du bâti, par les cannelures et l'élément de test solidaire de la partie inférieure du bâti; - d) I'établissement d'une pression dans Ba cavité kl de la partie inférieure 9 du bâti 8; - e) I'établissement d'une pression dans la cavité lb de la partie inférieure 9 du bâti 8. Ce procédé peut être nécessaire dans le cas de cartes de circuit imprimé de forte densité, c'est à dire comportant un grand nombre de connexions à tester par cm2. Les figures 3a, 3b et 3c montrent un second mode de réalisation d'un dispositif de test de connexions d'une carte de circuit imprimé. Selon ce mode de réalisation, la partie inférieure 9 du bâti 8 se compose d'une part d'un barreau 30 parallélépipédique de matériau isolant, souple et résistant à la fois sur la face supérieure 31 duquel est déposé l'élément de test 12. La face 3 opposée à la face 2 de cet élément, destinée à entrer en contact avec au moins une carte à tester, est moulée dans le barreau de sorte que les fils conducteurs 7 sont noyés dans ce dernier. La partie inférieure 9 se compose d'autre part d'un plateau 32 horizontal, placé sous le barreau 31, mobile verticalement. La partie supérieure 10 du bâti 8 se compose d'un plateau horizontal fixe 34 sur la face 35 inférieure duquel, en regard de la partie inférieure 9 du bâti 8, est fixée une plaquette de protec tion 36, de dimensions voisines de celles de la carte à tester. Cette première, déposée sur l'élément de test 12 fixé sur la partie inférieure 9, y est fortement connectée par J'intermédiaire de la partie supérieure 10, qui ne doit pas la détériorer. Cette plaquette de protection 36 reposant sur une barrette métallique 38 est par exemple en caoutchouc, résistant mais suffisamment souple pour éviter toute cassure de la carte à tester. La mobilité verticale de la partie inférieure 9 du bâti 8 permet le chargement et le déchargement des cartes à tester et est produite par l'action de moyens de déplacement vertical 37 comme par exemple un vérin pneumatique. Pour que les déplacements de la partie inférieure du bâti demeurent bien verticaux par rapport à la partie supérieure, ces déplacements sont guidés au moyen de colonnes verticales 40 situées aux quatre coins du bâti. La mobilité horizontale de cette partie 9 améliore encore ces opérations de chargement. La figure 3b montre le dispositif en position basse, de chargement ou déchargement des cartes à tester, et la figure 3c le montre en position haute pour application du procédé décrit ci- après. Un autre procédé de test d'une carte de circuit imprimé est élaboré à partir de cet autre dispositif. Il comporte les étapes suivantes: - a) la mise en place de la carte de circuit imprimé à tester sur l'élément de test, la face de carte supportant les connexions étant mise en contact avec celw-ci; - b) la mise en contact de la partie supérieure 10 du bâti 8 avec la partie inférieure 8 de celui-ci, par déplacement vertical de cette dernière; - c) I'établissement d'une forte pression entre les deux parties du bâti; - d) la connexion électrique avec le système testeur de câblage. Par les procédés de test décrits, il est maintenant possible de vérifier la continuité et l'isolement des connexions équipotentielles d'une carte de circuit imprimé, réalisée sur époxy, alumine ou tout autre support, ces tests étant fiables et reproductibles. L'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation qui viennent d'être décrits, comprenant bien évidemment les équivalents techniques des moyens et de leurs combinaisons si elles sont effectuées dans l'esprit de l'invention et mises en oeuvre dans le cadre des revendications suivantes. REVENDICATIONS 1. Elément de test des connexions électriques d'au moins une carte de circuit imprimé dépourvue de composants, caractérisé en ce qu'il comporte une plaquette (1) de substrat isolant, recouverte sur ses deux faces (2 et 3) parallèles opposées de dépôts conducteurs (4) placés symétriquement de part et d'autre de la plaquette (1) et reliés électriquement entre eux par des trous métallisés (5), pratiqués dans toute l'épaisseur E de la plaquette, ces dépôts conducteurs (4) étant disposés sur les faces de la plaquette de façon à reproduire les connexions du circuit à tester (6). 2. Elément selon la revendication 1, caractérisé en ce que les dépôts conducteurs (4) recouvrant les deux faces de la plaquette (1) sont en nombre préétabli de façon à constituer une grille universelle à un pas préétabli. 3. Elément selon les revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la plaquette (t) de substrat isolant est souple et comporte sur son pourtour un cadre rigide (20). 4. Elément selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que les dépôts conducteurs (4) disposés sur une première des deux faces (2) opposées de la plaquette (1) de substrat isolant sont en cuivre recouverts d'une couche protectrice de nickel-or et en ce que les dépôts conducteurs disposés sur la deuxième face (3) sont en cuivre recouverts d'un matériau brasable. 5. Elément selon la revendication 4, caractérisé en ce que le matériau brasable est un mélange d'étain et de plomb. 6. Elément selon la revendication 4 ou S, caractérisé en ce que les dépôts conducteurs (4) disposés sur la deuxième face (3) de la plaquette (1) sont soudés chacun à un fil conducteur souple (7). 7. Dispositif de test de connexions d'une carte de circuit imprimé (6), connecté à un système testeur de câblage connu, caractérisé en ce qu'il comporte: - un élément de test (12) selon l'une des revendications 1 à 6, - un bâti (8) se composant de deux parties: une première partie (9) dite inférieure supportant l'élément de test (12) à laquelle il est maintenu solidaire de telle sorte que la première face (2) de cet élément (12) soit destinée à recevoir la carte de circuit imprimé (6) et, une deuxième partie (10) dite supérieure coopérant avec la partie inférieure (9) de façon à mettre en contact les connexions de la carte (6) et l'élément de test (12), - des moyens de connexions (70) entre les fils conducteurs (7) de l'élément de test (12) et le système testeur de câblage. 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que: la partie inférieure (9) du bâti présente une cavite ouverte (11) et la partie supérieure (10) du bâti (8) qui est amovible, présente un quadrillage de bosses (22) et de cannelures (23) sur sa face en regard de l'ouverture (14) de la cavité (11), - en ce que ces deux parties (9 et 10) coopèrent pour former un bâti étanche (8) - et en ce que l'élément de test (12) est placé au niveau de l'ouverture (14), les fils conducteurs (7) étant logés dans la cavité (11). 9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que la partie supérieure (10) du bâti comporte: - un joint d'étanchéité (26) sur son pourtour, - des cales de protection (25) placées chacune au sommet d'une bosse (22) et - des moyens de connexion (27) avec une pompe à vide. 10. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que: - la partie supérieure (10) du bâti (8) se compose d'un plateau horizontal fixez34) et d'une plaquette de protection (36) de dimensions voisines de celles de l'élément de test (12) et placée sous la face du plateau (34) en regard de cet élément, et en ce que: - la partie inférieure (9) du bâti (8) se compose d'un barreau (30) de matériau isolant, souple et résistant dans lequel sont moulés les fils conducteurs (7) de l'élément de test (12) et d'un plateau horizontal (32) placé sous ce barreau et mobile verticalement et en ce que le dispositif comporte de plus des moyens de déplacement vertical (37) du plateau. 11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que la plaquette de protection (36) est en caoutchouc, reposant sur une banette métallique (38). 12. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que les moyens de déplacement (37) sont constitués par un vérin pneumatique. 13. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que la partie inférieure (9) du bâti (8) est mobile horizontalement. 14. Procédé de test de connexions d'au moins une carte de circuit imprimé au moyen d'un dispositif de test selon l'une des revendications 7 à9, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes: - a) la mise en place de la carte de circuit imprimé à tester sur l'élément de test, la face de la carte supportant les connexions étant mise en contact avec celuici; - b) la fermeture étanche du bâti; - c) l'établissement d'une dépression dans le volume défini, dans la partie supérieure du bâti, par les cannelures et l'élément de test solidaire de la partie inférieure du bâti; - d) la connexion électrique avec Je système testeur de câblage. 15. Procédé de test de connexions d'au moins une carte de circuit imprimé au moyen d'un dispositif de test selon l'une des revendications 7 à 9, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes: -a) la mise en place de la carte de circuit imprimé à tester sur l'élément de test, la face de la carte supportant les connexions étant mise en contact avec celui-ci; - b) la fermeture étanche du bâti; - c) l'établissement d'une dépression dans le volume défini, dans la partie supérieure du bâti, par les cannelures et l'élément de test solidaire de la partie inférieure du bâti; - d) l'établissement d'une pression dans la cavité de la partie inférieure 9 du bâti 8 - e) l'établissement d'une pression dans la cavité 11 de la partie inférieure 9 du bâti 8. 16. Procédé de test de connexions d'une carte de circuit imprimé réalisé au moyen d'un dispositif selon l'une des revendications 10 à 13, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes: - a) la mise en place de la carte de circuit imprimé à tester sur l'élément de test, la face de carte supportant les connexions étant mise en contact avec celui-ci; - b) la mise en contact de la partie supérieure 10 du bâti 8 avec la partie inférieure 8 de celui-ci, par déplacement vertical de cette dernière; - c) I'établissement d'une forte pression entre les deux parties du bâti; - d) la connexion électrique avec le système testeur de câblage.