Brevet FR2621131A1 — publié le 19890331

DISPOSITIF DE CONNEXION PAR CARTE POUR SYSTEME DE TEST ET-CARTE MERE POUR UN TEL DISPOSITIF La présente invention se rapporte à un dispositif de connexion par carte pour système de test de composant et à une carte mère utilisée dans un tel dispositif. On dispose actuellement de composants intégrés de plus en plus complexes comportant donc un grand nombre de connexions d'accès. Un exemple typique est constitué par les composants du type OVCC (Open Via Chip Carrier) montés sur boîtier céramique qui peuvent avoir actuellement jusqu'à deux cent vingt-quatre accès. Pour pouvoir tester de tels composants, on a été amené à développer des systèmes de test à grand nombre de points de test qui doivent être raccordés de manière temporaire aux accès du composant. Un système de test connu de ce type comporte comme dispositif de connexion une carte mère représentée schématiquement et partiellement sur la figure 1. Cette carte multicouche est destinée à être posée sur le plateau du système de test qui porte une couronne de pointes de test montées élastiquement. La race inférieure de la carte mère 1 comporte de manière correspondante des pastilles de contact 2. Pour simplifier le dessin, on n'a représenté qu un quart de la carte qui a la forme d'un disque, l'ensemble de la carte s'en déduisant par rotations successives de 900, et on a réduit le nombre de pastilles de contact et autres éléments par rapport à la réalité. Ainsi, par exemple, la carte mère peut porter 512 pastilIes de contact.Certaines pastilles de contact sont reliées directement à des trous métallisés 3 transmettant l'alimentation à la couche d'alimentation de la carte et d'autres sont reliées directement à 1R couche de masse par des trous métallisés 4. La carte mère comporte une matrice centrale 7 de trous métallisés non connectés à l'une des couches qui peuvent recevoir les broches d'un support de composant à tester. Ces broches sont soudées dans les trous métallisés correspondants pour assurer une bonne tenue mécanique. Par ailleurs la carte mère comporte un arrangement de trous métallisés intermédiaires 5, 6, 8.Les trous 5 sont reliés aux pastilles de signal 2, non reliées à la masse ou aux alimentations, par l'intermédiaire de connexions imprimées 16 faisant partie, comme les pastilles 2, de la couche de connexion de la carte. A chaque trou 5 est associé un trou 6 relié à la masse. Les trous 8 ne sont pas reliés aux pastilles de contact mais à la couche d'alimentation. La liaison entre les trous métallisés intermédiaires et le support du composant fixé dans la matrice centrale s'effectue par tout moyen connu en particulier par câblage filaire. Compte tenu de ces explications, il apparaît que, lorsqu'une carte mère a reçu un support pour un composant donné, elle devient, en raison du câblage mis en place, personnalisée pour ce type de composant. Si l'on doit tester un certain nombre de types de composants différents, on voit qu'il faut, soit à chaque fois changer le support et refaire le câblage, ce qui ntest pas concevable en pratique (opérations répétées de dessoudage, ..), soit personnaliser une carte mère pour chaque type de composant. Or, une carte mère est un élément relativement coûteux. La seconde solution ci-dessus devient donc vite extrêmement coûteuse. Un objet de l'invention est donc de remédier à ces inconvenients en réalisant une carte mère universelle. Un autre objet de l'invention est un dispositif de connexion dans lequel la personnalisation pour un type de composant donné est repoussée sur une carte intermédiaire amovible ajoutée au dispositif et de coût beaucoup plus faible que la carte mère. Selon l'invention, il est donc prévu un dispositif de connexion par carte pour système de test comportant une carte mère multicouche sur laquelle peuvent être montés, par l'intermédiaire de supports, un ou des composants å tester et qui peut être placée et maintenue sur un plateau du système de test portant une couronne de pointes de test, dans lequel la carte mère comporte une couronne correspondante de pastilles de contact pour assurer le contact avec les points de test lorsque la carte mère est en place, un arrangement de trous métallisés intermédiaires reliés à certaines desdites pastilles par des connexions imprimées d'une couche de connexion et une matrice centrale de trous métallisés non connectés dans lesquels peuvent être montés les support s des composants à tester, les broches de ces supports étant alors reliées par tout moyen de liaison connu auxdits trous métallisés intermédiaires, ledit dispositif étant caractérisé en ce que, sur la carte mère, les trous métallisés intermédiaires sont regroupés sur une couronne carrée, de manière telle que leur disposition et leur écartement leur permettent de recevoir l'une des parties de moyens de connexion en deux parties déconnectables, et en ce que ledit dispositif de connexion par carte comprend en outre une carte intermédiaire amovible pour le montage d'un composant à tester, ladite carte intermédiaire comportant un arrangement de trous métallisés pour y fixer la seconde partie desdits moyens de connexion dans une position en correspondance exacte avec la position de la première partie sur la carte mère et des moyens de liaison desdits trous métallisés avec les accès du composant à tester. Grâce à ces dispositifs, il suffit pour tester un autre type de composant de changer la carte amovible intermédiaire en connectant une nouvelle carte intermédiaire adaptée à ce nouveau composant. De telles cartes, de réalisation tout à fait courante, sont naturellement très peu coûteuses. De plus, un avantage d'utiliser une carte complètement personnalisée, dans laquelle les liaisons entre support et connecteur peuvent être faites sous forme de couche de circuit imprimé donnant des liaisons adaptées en impédance, est que le composant est testé dans des conditions très proches de celles de son utilisation normale. L'invention prévoit également une carte mère présentant des trous métallisés intermédiaires regroupés sur une couronne carrée de manière à y fixer des connecteurs. Un autre avantage d'une telle disposition est qu'elle permet par un cable souple à connecteurs de raccorder le système de test, par l'intermédiaire de la carte mère, à un ensemble a tester (carte par exemple) ou à un composant a tester in situ. L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques et avantages apparaîtront à l'aide de la description ci-après et des dessins joints où: - la figure 1 représente schématiquement et partiellement une carte mère connue pour un système de test connu - la figure 2 est une vue partielle de la couche de connexion d'une carte mère selon l'invention; - la figure 3 représente une vue partielle de la couche d'alimentation de la carte mère selon l'invention; - la figure 4 représente une vue partielle de la couche de masse de la carte mère selon l'invention; - la figure 5 est une vue d'une carte intermédiaire amovible du dispositif de connexion selon l'invention; ; - la figure 6 montre une utilisation connue d'une carte mère - la figure 7 représente schématiquement le dispositif de connexion selon l'invention; ; et - la figure 8 représente schématiquement une autre utilisation de la carte mère selon 'invention. La figure 1, qui représente une carte mère connue pour la connexion d'un composant à tester à un système de test connu, a déjà été décrite ci-dessus et ses inconvénients mentionnés. La figure 2 est une vue partielle de la couche de connexion 100 d'une carte mère 1' selon l'invention. Les éléments identiques à ceux de la figure 1 sont désignés par les mêmes références. On y retrouve les mêmes pastilles de contact 2 réparties sur une couronne par groupes de cinq pastilles alignées radialement (ce nombre n'est nullement limitatif). Les mêmes liaisons sont prévues aux couehes d'alimentation et de masse par des trous métallisés, respectivement 3 et 4. Selon une caractéristique de l'invention, les trous métallisés intermédiaires 10 sont regroupés sur une couronne carrée avec une disposition et un écartement tels qu'ils puissent recevoir des connecteurs standard disponibles dans le commerce. Ainsi par exemple, les trous 10 sont disposés sur deux rangs parallèles à l'écartement de 2,54mm. Pour la clarté du dessin, on a réduit le nombre de trous mais on peut par exemple prévoir quarante-huit trous pour chacun des deux arrangements de trous 10 de la figure 2. Ceci correspond à deux connecteurs à quarante-huit broches par côté de la couronne carrée. On pourrait bien sûr aussi prévoir une seule barrette de connecteur à quatre-vingt seize broches par côté de la couronne carrée. Tous ces chiffres ne sont bien entendu cités qu'à titre d'exemple. On soude dans les trous 10 par exemple la partie mâle des connecteurs, ces parties étant disposées sur la face supérieure de la carte mère. On peut noter qu'on monte de préférence la partie mâle sur la carte mère car elle est moins fragile et s'use moins vite qu'une partie femelle. Parmi les trous métallisés 10, certains sont reliés aux pastilles de contact 2 de signal, c'est-à-dire non reliées à l'alimentation ou à la masse, par des connexions imprimées 16'. Certains trous 10-m sont à la masse par l'intermédiaire de la couche de masse de la carte. On a représenté sur la figure 2 quatre trous 10-m alignés. Enfin, certains trous 10-p sont reliés à l'alimentation par la couche d'alimentation de la carte. Sur la figure il y a un groupe de quatre trous 10-p à l'extrémité de chaque connecteur. D'autre part, on retrouve dans la carte mère de la figure 2 une matrice centrale 7' de trous métallisés non connectés qui peut être de même taille que celle de la carte de la figure 1 ou même plus grande en raison de l'espace libéré par le nouvel arrangement des trous intermédiaires 10. Autour de cette matrice centrale 7', est prévue une couronne de trous métallisés 15, tous reliés à la couche de masse. De plus, quatre rangs de trous métallisés 11, 12 sont prévus. Les trous d'un rang donne sont tous connectés entre eux de façon à être équipotentiels et à être montés flottants, de manière que l'utilisateur puisse les relier au potentiel qu'il souhaite. Ces deux particularités permettent un montage extrêmement aisé de composants additionnels nécessaires pour le test du composant intégré à tester, par exemple des charges. La figure 3 représente partiellement la couche d'alimentation 101 de la carte mère 1'. La couche de cuivre est séparée en plusieurs parties non reliées électriquement par les séparations 17. Les parties P1P et P1N reçoivent respectivement les potentiels positif et négatif d'une alimentation P1 fournie par le système de test par l'intermédiaire des trous métallises 3 qui sont reliés à cette couche. Sur la figure 3 et sur la figure 4, on a représenté un trou métallisé relié à la couche par un très petit cercle (exemple : trous 3 ou 10-p sur la figure 3) alors qu'on a représenté par un cercle de plus grand diamètre le détourage de la couche de cuivre autour d'un trou métallisé non relié (exemple : les trous 4 ou ceux de la matrice 7' sur la figure 3). Comme on le voit sur la figure 3, la partie centrale PM de la couche de cuivre est reliée à la masse par les trous métallisés 15 et 10-m. Comme on peut le constater, en raison des séparations 17, on peut connecter avec cette couche d'alimentation jusqu'à quatre alimentations differentes avec leurs potentiels négatifs et positifs. La figure 4 représente partiellement la couche de masse 102 de la carte mère 1'. La couche de cuivre est détourée seulement autour des trous 3, 10, 10- , autour de ceux de la matrice 7' et autour de chacun des rangs de trous 11, 12. Par contre, elle est reliée aux trous métallisés 4, 10-m et 15. Les trous métallisés 11, 12 de chaque rang sont reliés entre eux mais pas à la couche de masse. Ainsi tous les trous 11 par exemple sont équipotentiels mais montés flottants. La figure 5 est une vue d'une carte intermédiaire amovible 20 pour le montage d'un composant à tester. Cette carte, qui peut être multicouche, comporte une matrice centrale 23 de trous métallisés non connectés dont le rôle est identique à celui des trous métallisés de la matrice 7 de la carte mère connue, c'est-à-dire que ces trous servent à recevoir les broches d'un support de circuit intégré à tester ainsi qu'éventuellement des composants additionnels. Une double rangée de trous métallisés 21 est disposée sur une couronne carrée selon une disposition telle qu'on puisse y fixer des connecteurs standard, par exemple la partie femelle de connecteurs dont les parties mâles sont fixées sur la carte mère 1'. Bien entendu, la disposition de ces trous 21 doit correspondre exactement à celle des trous 10 de la carte mère 1' pour que l'on puisse connecter par enfichage la carte 20 sur la carte mère 1'.La liaison entre les trous métallisés 21 et les broches des supports de composants fixés dans la matrice centrale 23 peut s'effectuer de diverses manières. On peut, comme cela est représenté sur la figure 5 prévoir une double rangée supplémentaire de trous métallisés 22 reliés, trou à trou, aux trous 21 par des connexions imprimées. Pour simplifier, seules les connexions du rang de droite de la figure sont représentées.On relie ensuite ces trous 22 aux broches des supports par exemple par câblage. On peut aussi personnaliser complètement la carte 20 en prévoyant une couche de connexions imprimées entre les trous 21 et les trous de la matrice 23 correspondant aux positions des broches des supports, les trous 22 n'ayant plus lieu d'être. Ceci a l'avantage qu on peut ainsi réaliser des connexions adaptées et se rapprocher dans une large mesure des conditions d'utilisation du composant à tester. La figure 6 représente un mode d'utilisation de la carte mère selon l'invention montrant qu'elle est compatible avec l'utilisation connue. En effet dans ce cas le support de composant 30 (support identique à ceux utilisés par le montage du composant dans des ensembles d'utilisation ou, de préférence, support permettant un grand nombre d'extractions et d'insertions) est monté dans la matrice centrale 7' de trous de la carte mère 1' et les broches 32 sont reliées, par exemple par câblage filaire, aux trous métallisés 10 qui ne reçoivent pas de connecteurs dans ce cas. L'augmentation rendue possible de la taille de la matrice 7' permet d'opérer sur des systèmes plus complexes ou comportant davantage de composants externes. De plus le montage de ces composants externes tel 33 sur la figure 6, est grandement facilité par la présence des couronnes ou rangs de trous métallisés 11, 12 et 15 (figure 2). Mais les utilisations les plus avantageuses de la carte mère 1' sont représentées sur les figures 7 et 8. Sur la figure 7 est représenté le dispositif de connexion complet selon l'invention. Sur la carte mère 1' sont soudées les parties mâles 35, par exemple, des connecteurs, dans les trous 10. La carte intermédiaire amovible 20 comporte sur sa face inférieure les parties femelles 36 des connecteurs, soudées dans les trous 21. Par affleures le support 30 du composant à tester 1.1 et les composants additionnels 33, 34 sont disposés dans la matrice centrale 23. Les broches de composants et du support, telles 32, sont reliées par tout moyen convenable aux trous 21 comme on l'a déjà expliqué, par exemple par câblage filaire 37 entre les trous 22 et les broches 32. La carte 20 est ensuite connectée à la carte mère 1' par enfichage des connecteurs 35, 36, s'il s'agit de connecteurs à broches. Naturellement, tout autre type de connecteur déconnectable standard peut être utilisé. La figure 8 représente une autre utilisation possible de la carte mère 1' selon l'invention. Comme précédemment, cette carte porte les parties 35 des connecteurs. Le composant à tester 31 sur son support 41 ou l'ensemble à tester comportant le composant 31 et d'autres composants 42 sont portés par une carte d'utilisation 40 munie d'un connecteur 43. Un câble souple, par exemple en nappe, 45 terminé par les parties de connecteurs 44 et 46 permet de relier la carte mère 1' à la carte 40 et de tester le composant 31, ou l'ensemble qui le comprend, dans le cadre de son utilisation. On pourrait également prévoir entre le composant 31 et le support 30 un élément intermédiaire reliant le composant au support et à un connecteur auquel on pourrait ainsi raccorder la cable 45 pour tester le composant 31 in situ. Le câble 45 pourrait également raccorder la carte mère à une machine permettant de faire du test sous pointes de circuit intégré. Bien entendu, les exemples de réalisation décrits ne sont nullement limitatifs de l'invention. REVENDICATIONS 1. Dispositif de connexion par carte pour système de test comportant une carte mère multicouche sur laquelle peuvent être montés par l'intermédiaire de supports un ou des composants à tester et qui peut être placée et maintenue sur un plateau du système de test portant une couronne de pointes de test, dans lequel la carte mère comporte une couronne correspondante de pastilles de contact pour assurer le contact avec les pointes de test lorsque la carte mère est en place, un arrangement de trous métallisés intermédiaires reliés à certaines desdites pastilles par des connexions imprimées d'une couche de connexion et une matrice centrale de trous métallisés non connectés dans lesquels peuvent être montés les supports des composants à tester, les broches de ces supports étant alors reliées par tout moyen de liaison connu auxdits trous métallisés intermédiaires, ledit dispositif étant caractérisé en ce que, sur la carte mère (1'), les trous métallisés intermédiaires (10, 10-m, 10-p) sont regroupés sur une couronne carrée, de manière telle que leur disposition et leur écartement leur permettent de recevoir l'une des parties (35) de moyens de connexion (35, 36 35, 46) en deux parties déconnectables, et en ce que ledit dispositif de connexion par carte comprend en outre une carte intermédiaire amovible (20) pour le montage d'un composant à tester (31), ladite carte intermédiaire comportant un arrangement de trous métallisés (21) pour y fixer la seconde partie (36) desdits moyens de connexion dans une position en correspondance exacte avec la position de la première partie (35) sur la carte mère et des moyens de liaison (22,37) desdits trous métallisés avec les accès du composant à tester. 2. Dispositif de connexion selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite carte mère (l') comprend, autour de la matrice centrale (7') de trous métallisés non connectés, une couronne de trous métallisés (15) reliés au plan de masse. 3. Dispositif de connexion selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que ladite carte mère (1') comprend, autour de la matrice centrale (7') de trous métallisés non connectés, un ou plusieurs rangs de trous métallisés (11, 12), les trous de chaque rang étant reliés entre eux pour être équipotentiels et montés flottants. 4. Dispositif de connexion selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ladite carte intermédiaire amovible (20) comprend une matrice centrale de trous métallisés (23) dans lesquels sont montés les supports (30) des composants à tester. 5. Dispositif de connexion selon la revendication 4, caractérisé en ce que lesdits moyens de liaison de la carte intermédiaire (20) consistent en un arrangement de trous métallisés intermédiaires (22), disposés entre la matrice centrale (23) et les trous métallisés (21) recevant les moyens de connexion (36) et reliés à ces derniers trous par des connexions imprimées d'une couche de connexion de ladite carte. et en un câblage par fils (37) entre ces trous intermédiaires et les broches de supports. 6. Dispositif de connexion selon la revendication 4, caractérisé en ce que lesdits moyens de liaison de la carte intermédiaire (20) consistent en un réseau de connexions imprimées d'une couche de connexion de ladite carte entre les trous métallisés (21) recevant les moyens de connexions (36) et les trous métallisés de ladite matrice centrale (23) dans lesquels sont fixées par soudure les broches du support (30) d'un composant donné à tester, et éventuellement celles de composants additionnels (33, 34) nécessaires pour le test. 7. Carte mère pour système de test sur laquelle peuvent être montés par l'intermédiaire de supports un ou des composants à tester et qui peut être placée et maintenue sur un plateau du système de test portant une couronne de pointes de test, ladite carte mère comporant une couronne correspondante de pastilles de contact pour assurer le contact avec les pointes de test lorsque la carte mère est en place, un arrangement de trous métallisés intermédiaires reliés à certaines desdites pastilles par des connexions imprimées d'une couche de connexion et une matrice centrale de trous métallisés non connectés dans lesquels peuvent être montés les supports des composants à tester, les broches de ces supports étant alors reliées par tout moyen de liaison connu auxdits trous métallisés intermédiaires, ladite carte mère étant caractérisée en ce que les trous métallisés intermédiaires (10, 10-m, 10-p) sont regroupés sur une couronne carrée, de manière telle que leur disposition et leur écartement leur permettent de recevoir l'une des parties (35) de moyen de connexion (35, 36 ; 35, 46) en deux parties déconnectables et en ce que ladite partie (35) est fixée par soudure auxdits trous intermédiaires. 8. Carte mère selon la revendication 7, caractérisée en ce qu'elle comporte, autour de la matrice centrale (7') de trous métallisés non connectés, une couronne de trous métallisés (15) reliés au potentiel de masse. 9. Carte mère selon l'une des revendications 7 ou 8, caractérisée en ce qu'elle comprend, autour de la matrice centrale (7') de trous métallisés non connectés, un ou plusieurs rangs de trous métallisés (11, 12). les trous de chaque rang étant reliés entre eux pour être équipotentiels et montés flottants.