Brevet FR2640756A1 — publié le 19900622

264O756 DISPOSITIF DE MESURE D'UNE GRANDEUR ELECTRIQUE DE COMPOSANTS ELECTRONIQUES DU TYPE CHIPS La présente invention se rapporte à un dispositif de mesure d'une grandeur électrique de composants électro- niques du type chips, c'est-à-dire de composants de forme parallélépipédique destinés à être montés en surface sur un circuit imprimé, et comportant de ce fait des terminaisons soudables intégrées au parallélépipède. La mesure d'une grandeur électrique des composants chips, en particulier celle de la résistance d'isolement des condensateurs chips, s'effectue classiquement sur des montages fixes, et consiste, par exemple dans le cas de la mesure de la résistance d'isolement d'un condensateur, à mesurer, à l'aide d'une mesure d'intensité ou d'une mesure de tension, le courant de charge du condensateur en régime établi, c'est-à-dire le courant résiduel lorsque le conden- mateur a pratiquement acquis sa pleine charge. Ces disposi- tifs classiques ont pour inconvénient de ne pas permettre d'effectuer une mesure, par exemple une mesure de résis- tance d'isolement sur un lot de condensateurs, à une ca- dence suffisamment élevée pour être par exemple compatible avec une chaîne industrielle de contrôle de composants chips, o la cadence actuellement souhaitée pour les mesu- res de vérification de ces composants en sortie de leur chaîne de fabrication est souvent de l'ordre de dix pièces par seconde. L'invention vise à remédier à cet inconvénient. Elle se rapporte à cet effet à un dispositif automatique de mesure d'une grandeur électrique de composants du type chips (par exemple de la résistance d'isolement de conden- sateurs chips) qui utilise, pour effectuer cette mesure en continu, une roue rotative distributrice de composants chips, d'un type connu en soi et comportant des alvéoles réceptrices régulièrement réparties sur sa circonférence périphérique externe. Chacune de ces alvéoles extérieures est apte à recevoir un composant chips avec son axe longi- tudinal, c'est-à-dire l'axe perpendiculaire aux deux surfaces opposées du parallélépipède qui contiennent chacune une des deux terminaisons soudables du composant, parallèle à l'axe de rotation de la roue. Des moyens d'aspiration/soufflage, toujours connus en soi, sont prévus pour maintenir chaque composant chips dans son alvéole sur un angle de rotation déterminé de la roue, puis pour l'en éjecter en un point déterminé de la circonférence sur la- quelle s'effectue cette rotation. D'autres moyens consti- tés par exemple par deux autres roues à alvéoles de même type, sont en outre prévus d'une part pour approvisionner en continu et un à un cette roue distributrice en compo- sants chips en un premier point déterminé de son trajet circonférentiel, et d'autre part pour les évacuer ensuite un à un en un deuxième point déterminé situé plus en aval sur ce trajet circonférentiel. Des paires de pinces de me- sure, dont une paire par alvéole, sont solidaires de cette roue distributrice, et sont aptes chacune à être maintenues en contact avec les deux terminaisons soudables du compo- sant chips respectif pendant au moins une partie du trajet circonférentiel de la roue distributrice entre les deux points prédéterminés précités. Ces pinces de mesure sont reliées à un appareillage de mesure qui est solidaire en rotation de la roue distributrice, et qui est de ce fait fixe en position angulaire relative par rapport à l'ensem- ble de pinces de mesure précitées. Avantageusement, les signaux de sortie de cet appareillage de mesure embarqué sont transmis à un appareil de traitement de ces signaux, au moyen de connexions -élec- triques rotatives du genre collecteur tournant. De toute façon, l'invention sera bien comprise, et ses avantages et autres caractéristiques ressortiront, au cours de la description suivante d'un exemple non limita- tif de réalisation appliqué à la mesure de la résistance d'isolement de condensateurs chips, en référence au dessin schématique annexé dans lequel: - Figure I est une vue d'ensemble très simplifiée, en perspective latérale, de ce dispositif automatique de mesure de la résistance d'isolement d'une série de con- densateurs chips; - Figure 2 est une vue de détail agrandie de deux alvéoles successives d'une roue distributrice utilisée dans ce même dispositif; - Figure 3 est une partielle, en coupe verticale longitudi- nale, de la partie centrale du dispositif de la figure 1; et - Figure 4 est un schéma électrique permettant d'expliquer la méthode de mesure qu'utilise ce dispositif. En se reportant tout d'abord à l'ensemble des fi- gures 1 et 2, ce dispositif de mesure automatique de la ré- sistance d'isolement de condensateurs chips i utilise trois roues rotatives distributrices 2, 3, 4, & alvéoles exté- rieures 5 régulièrement réparties sur leur circonférence périphérique extérieure. De telles roues distributrices sont en soi bien connues. Leurs alvéoles 5 sont toutes identiques, et elles sont conformées pour recevoir chacune un composant chips 1 avec son axe longitudinal X parallèle à l'axe de rotation Y de la roue. Par "axe longitudinal", on entend l'axe X per- pendiculaire aux deux surfaces opposées Se, Sa du parallé- lépipède 1 qui contiennent chacune une des deux terminai- sons soudables 6, 7 du condensateur. Des canaux 8 d'aspiration/soufflage sont prévus dans le corps de la roue, et chacun d'eux débouche dans le fond d'une alvéole 5 (figure 2). Ils sont reliés à une source de vide sur un angle de rotation déterminée du trajet circonférentiel de chaque roue commençant en p, et maintiennent alors chaque composant chips 1 dans son alvéole respective 5 par effet d'aspiration. Ils sont au contraire reliés à une source d'air pressurisé en un point déterminé P de ce trajet cir- conférentiel, situé au bout du trajet d'aspiration i, et ils entraînent alors l'éjection en ce point P de chaque composant chips 1 par effet de soufflage. La roue 2 a simplement pour rôle d'approvisionner un à un les composants chips 1, sortant par exemple de leur chaîne de fabrication ou d'un poste de vérification en sor- tie de chaîne, de façon à les fournir un à un aux alvéoles successives de la roue 3, qui est la roue de mesure propre- ment dite. L'opération totale de mesure de la résistance d'isolement s'effectue sur l'angle de rotation i précité, puis les condensateurs 1 sont transférés, au point P. sur la roue d'évacuation 4. En se reportant également à la figure 3, la mesure de la résistance d'isolement RI s'effectue, pour chaque condensateur 1, à l'aide de deux pinces de mesure, ou son- des, 10 et 9 qui viennent pendant la mesure s'appliquer respectivement contre les deux terminaisons soudables 6, 7 du condensateur. Chaque paire de fils de connexion 11, 12 respecti- vement reliés aux pinces 9, 10, passe à travers l'arbre creux 13 qui supporte et entraîne en rotation la roue cen- trale de mesure 3, et cette paire de fils 11, 12 est reliée à un appareillage de mesure "embarqué" 14 qui est solidaire en rotation de la roue 3. Cet appareillage de mesure 14 délivre, sur deux couronnes conductrices 15, 16 solidaires de cet appareil 14, formant collecteur tournant, des signaux successifs, amplifiés et mis en forme, qui sont représentatifs des résistances d'isolement RI des condensateurs 1 successifs. Ces signaux sont captés par deux balais fixes 17, 18, qui frottent respectivement sur les deux pistes 15 et 16, et ils sont transmis & un ordinateur 19 par les fils 20 et 21. Sur la figure 3, le dispositif central, associé directement à la roue de mesure 3, est visible plus en détails que sur la figure 1. L'arbre creux 13 précité est entraîné en rotation par un premier moteur électrique 22 et par une transmission mécanique par exemple à trois roues 23, 24, 25, la dernière roue 25 étant solidaire de cet arbre 13. L'arbre 13 est supporté par le bâti 26 par l'in- termédiaire d'un palier 27 contenant deux roulements à bille 28 et 29. La roue à alvéoles 3 est solidaire de deux plateaux horizontaux qui lui sont parallèles: un plateau inférieur annulaire 30 qui porte les pinces inférieures 9, dont une pince 9 par alvéole; 10. un plateau supérieur 31 qui sert d'organe de guidage et de support d'un autre plateau annulaire horizontal 33, mobile verticalement et portant les pinces inférieures , par alvéole. Le guidage s'effectue au moyen de tiges verticales coulissantes 32, solidaires de ce plateau mobile 33, et il est facilité par des coussinets tubulaires 34. Le plateau 33 est déplaçable verticalement sous l'effet de vérins électriques de support 43, fixés au pla- teau fixe 31, entre deux positions extrêmes, dont une posi- tion "haute", représentée sur la droite de la figure 3, et pour laquelle la pince 10 n'est pas en contact avec le con- densateur associé 1, et une position "basse", représentée sur la gauche de la figure 3, et pour laquelle la pince 10 est en contact avec son condensateur 1. De ce fait, si les fils 11 peuvent être totalement rigides, puisqu'ils ne su- bissent aucune déformation, en revanche, les fils 12 doi- vent être souples, ou pour le moins semi-rigides, puis- qu'ils doivent accompagner les pinces 10 correspondantes dans leur déplacement vertical d'ouverture et de fermeture. L'appareillage de mesure 14 est porté par un tam- bour 35, sur la périphérie duquel sont fixées les pistes conductrices 15, 16 précitées, et ce tambour 35 est lui- même porté par un arbre vertical 36 qui est entrainé en rotation par un deuxième moteur électrique 37. Ce moteur électrique 37 est synchronisé en rotation avec le moteur 22, par des moyens électriques classiques non représentés, de façon que les arbres 36 et 13 tournent dans le même sens et rigoureusement à la même vitesse. L'arbre 36 est porté par le bâti 26 par l'intermé- diaire d'un palier 38 qui contient deux roulements à bille 39 et 40. La mesure de résistance d'isolement RI, qui s'ef- fectue au cours de la rotation ( précitée (figure 2) uti- lise une méthode, connue en soi, de mesure de tension aux bornes d'une résistance de charge, avec utilisation d'une résistance de précharge. Le schéma du circuit qui permet d'effectuer cette mesure est rappelé maintenant, en réfé- rence à la figure 4. Le condensateur chips 1 est connecté, pendant le temps de mesure, c'est-àdire lorsqu'il est en contact avec les deux pinces de mesure 9, 10, aux deux bornes 41 et 42 d'une source de tension continue de valeur + V, à travers une résistance de charge Rc, déterminée pour que la constante de temps de charge R =c x C du condensateur 1 de capacité C soit inférieure à une se- conde. Un électromètre E peut être branché, par la fer- meture d'un contact rapide Il commandé par un relais RI, aux bornes de cette résistance Rc. Une résistance de précharge Rp, de valeur ohmique plus que dix fois inférieure à celle de la résistance de charge Rc, peut être branchée en parallèle sur Rc par la fermeture d'un autre contact I2, commandé par un relais Ra. En se référant également aux figures 1 et 3, le fonctionnement de la mesure de résistance d'isolement est le suivant: Dès qu'un condensateur chips 1 est transféré de la roue 2 & la roue 3, c'est & dire au point p en début du trajet circonférentiel ", les pinces 9 et 10 se referment sur ses deux connexions 6 et 7, en même temps que le relais Ra entraine la fermeture de l'interrupteur I2. Cet interrupteur I2 reste fermé pendant environ une seconde, ce qui correspond à une rotation de la roue 3 d'une portion de l'angler(, soit dans l'exemple représen- té, & une rotation d'environ 48 degrés. Pendant tout ce temps, le condensateur 1 se charge essentiellement à travers la résistance Rp, et, au bout d'une seconde, la tension acquise à ses bornes est très peu inférieure à la valeur + V de la tension continue appliquée entre les bornes 41 et 42. Le relais Ra commande alors l'ouverture de l'interrupteur Iz, de sorte que seule la résistance Rc est placée en série avec le condensateur 1 pendant toute la valeur restante du trajet, c'est-à-dire durant environ 4 secondes. Pendant ce temps, l'intensité du courant traver- sant le condensateur 1 acquiert progressivement sa valeur permanente en charge totale, valeur qui correspond à celle passant alors à travers la résistance d'isolement RI à mesurer. Au point P, le relais Ri entraine, pendant un laps de temps très bref, inférieur à 50 millisecondes, la ferme- ture de l'interrupteur I, de sorte que l'électromètre E mesure la tension Ve aux bornes de la résistance Rc, et transmet cette valeur de tension à l'appareillage de mesure 14 qui réalise son amplification et sa mise en forme. Cette dernière valeur de tension est transmise, par l'intermé- diaire du collecteur tournant 15 - 18, à l'ordinateur central 19 qui en déduit la valeur de la résistance d'isolement RI par la formule: RI - V Ve x Rc Ve Cette mesure étant effectuée, ce composant chips, se trouvant au point P, est transféré vers la roue 4 puis évacué par cette dernière. Comme il va de soi, l'invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation qui vient d'être décrit. C'est ainsi que l'on ne sortirait pas de son cadre en remplaçant la synchronisation électrique des vitesses de rotation des arbres 13 et 36 par une synchronisation mécanique. L'ouver- ture et la fermeture des pinces 9 et 10 pourrait être dé- clenchée par un mécanisme à cames au lieu d'un mécanisme à vérins. La phase de précharge n'est pas toujours obliga- toire et dépend plutôt de la valeur de la capacité du com- posant à tester. Bien entendu, l'invention ne s'applique pas seulement à la mesure de la résistance d'isolement de condensateurs chips:-elle s'applique d'une manière plus générale à la mesure d'une grandeur électrique d'un compo- sant chips. REVENDICATIONS 1 - Dispositif de mesure automatique d'une grandeur électrique de composants électroniques du type chips (1): caractérisé: en ce qu'il utilise, pour effectuer cette mesure en continu, une roue rotative (3) distributrice de compo- sants chips (1), cette roue comportant des alvéoles réce- trices (5) régulièrement réparties sur sa circonférence périphérique externe, chacune de ces alvéoles extérieures (5) étant apte à recevoir un composant chips (1) avec son axe longitudinal (X) parallèle à l'axe de rotation (Y) de la roue (3), et des moyens (8) d'aspiration/soufflage étant prévus pour maintenir chaque composant chipts (1) dans son alvéole (5) sur un angle de rotation déterminé (né) de la roue (3), puis pour l'en éjecter en un point déterminé (P) de la circonférence sur laquelle s'effectue cette rotation; en ce qu'il comporte des moyens (2, 4) d'une part pour approvisionner en continu, et un à un, cette roue dis- tributrice (3) en composants chips (1) en un premier point déterminé (p) de son trajet circonférentiel, et d'autre part pour les en évacuer ensuite un à un en un deuxième point prédéterminé (P) situé plus en aval sur ce trajet circonférentiel; en ce que des paires de pinces de mesure (10, 9), dont une paire par alvéole (5), sont solidaires de cette roue distributrice (3), et sont chacune aptes à être mainte- nues en contact avec les deux terminaisons soudables (6, 7) du composant chips respectif (1) pendant au moins une partie du trajet circonférentiel () de la roue distributrice (3) entre les deux points prédéterminés (p. P) précités; À et en ce que ces pinces de mesure (9, 10) sont reliées à un appareillage de mesure embarqué (14) qui est solidaire en rotation de la roue distributrice (3). 2 - Dispositif de mesure automatique d'une gran- deur électrique de composants chips selon la revendication 1, caractérisé en ce que les signaux de sortie de cet appa- reillage de mesure embarqué (14) sont transmis à un appa- reil de traitement (19) de ces signaux au moyen de conne- xions électriques rotatives (15 - 18) du genre collecteur tournant. 3 - Dispositif de mesure automatique de la résis- tance d'isolement de condensateurs chips selon la revendi- cation 2, caractérisé en ce que cet appareillage de mesure (14) effectue l'amplification des tensions en charge per- manente (Ve) mesurées au moyen des pinces (9, 10) aux bornes des condensateurs (1), et en ce que le calcul de la résistance d'isolement (RI) qui en découle est effectué par cet appareil de traitement (19). 4 - Dispositif de mesure automatique de la résis- tance d'isolement de condensateurs chips selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il utilise une résistance de précharge (Rp) pour effectuer au cours du trajet () entre ces deux points préterminés (p, P), tout d'abord une charge rapide du condensateur (1), cette résistance (Rp) étant de ce fait mise en parallèle sur la résistance de charge (Rc) du condensateur sur une première partie de ce trajet (ci), puis déconnectée pour laisser un régime permanent s'établir sur le restant de ce trajet (C) afin d'effectuer la mesure de la tension (Ve) aux bornes de la résistance de charge (Rc), en régime permanent. - Dispositif de mesure selon l'une des renvendi- cations 1 à 4, caractérisé en ce que la prise du signal (Ve) apte à permettre le calcul de la grandeur électrique (RI) est effectuée au deuxième point prédéterminé (P). 6 - Dispositif de mesure selon l'une des revendi- cations 1 à 5, caractérisé en ce que la fermeture des pinces de mesure (9, 10) est effectuée au premier point prédéterminé (p). 7 - Dispositif de mesure selon l'une des revendi- cations 1 & 6, caractérisé en ce que les moyens d'approvi- sionnement de la roue distributrice (3) en composants chips (1) sont constitués par une roue à alvéoles (2) de même type. 8 - Dispositif de mesure selon l'une des revendi- cations 1 à 7, caractérisé en ce que les moyens d'évacua- tion un à un des composants chips (1) de cette roue dis- tributrice (3) sont constitués par une roue à alvéoles (4) de même type. 9 - Dispositif de mesure selon l'une des revendi- cations i à 8, caractérisé en ce que les moyens d'entraîne- ment en rotation (22, 37) de la roue distributrice (3) d'une part, et du dispositif de support (35) de l'appareil- lage de mesure embarqué (14) d'autre part, sont des moyens distincts (22 et 37) mais synchronisés en rotation de façon que cette roue (3) et ce dispositif de support (35) tour- nent dans le même sens et à la même vitesse.