Brevet FR2660072A1 — publié le 19910927

APPAREIL DE TEST DE CIRCUIT IMPRIME La présente invention coanerne un appareil de test de circuit imprimé et plus particulièrement un tel appareil permet- tant de tester des circuits imprimes dans lesquels des motifs répétitifs standards apparaissent L'invention s'applique notam- ment au test de circuits imprimés ocmprenant des plages de métal- lisation adaptées à recevoir des circuits intégrés montés selon la technologie dite TMS (technologie de montage en surface). Ces dernières années, est apparue une ternai Xe à passer pour le montage de composants sur des circuits imprimés d'un montage en insertion à un montage en surface Dans le montage en insertion, chaque broche d'un ocmnposant passe dans un trou prévu dans le circuit imprimé et la soudure se fait à la vague à partir de la face arrière du circuit imprimé, c'est-à-dire la face oppo- sée à celle portant les composants Dans le montage en surface, les broches des composants sont repliées pour avoir leurs extré- mités parallèles au plan de montage ou pour être tangentes à celui-ci sur au moins une partie de leur longueur Ces extrémités repliées sont posées sur des plages métallisées prévues sur un circuit imprimé et sont soudées ainsi en surface, par exemple à la vague. Parmi les rxnombreux avantages connus de la technologie de montage en surface, on peut noter le fait que les broches des composants et les plages de métallisation sur lesquelles elles reposent peuvent être miniaturisées par rapport aux cas des oinposants montés par insertion. Toutefois, oet avantage entraîne l'apparition de nouvelles difficultés en ce qui cxxrre le test de oes circuits imprimnés avant montage des conposants. En effet, avant de monter des composants sur un circuit imprimé, le fabricant souhaite d'abord vérifier qu'il n'existe aucune erreur dans la réalisation du circuit imprimé Il est important que oe test du circuit imprimé nu soit réalisé de façon particulièrement minutieuse car, s'il existe un défaut initial sur la carte de circuit imprimé, on risque de gaspiller tous les composants qui y seront ultérieurement montés ou à tout le moins d'entraîner des opérations de démontage relativement hasardeuses et coûteuses. Pour tester de façon satisfaisante un circuit imprimé, il convient d'accéder à toutes les plages métallisées destinées à la connexion de composants pour faire des tests d'équipoten- tielles. Pour relier un appareil de test et les circuits de test qu'il incorpore aux plages métallisées d'un circuit imprimé, divers moyens sont canus, parmi lesquels le plus répandu actuel- lement est un système de connexion dit à "lit de clous" Dans ce système, des tiges métalliques, appelées clous, pointes ou aiguilles selon le cas, viennent s'appuyer sur les emplaeients à tester du circuit imprimé et sont munies d'un système à ressort. Les clous sont généeralement guidés par une ou plusieurs plaques de guidage perforées pour permett Lre de venir contacter exactement les emplaoements prévus du circuit imprimé à tester La plaque de guidage inférieure peut être percée par un système à ommnande numérique piloté par des informations, provenant par exemple d'une bande magnétique, correspoaxbnt aux informations qui ont permis de déterminer les positions des plages métallisées sur le circuit imprimé Ainsi, l'utilisation d'un lit de clous implique pour l'utilisateur de s'être équipé d'un ensemble d'appareil- lages, à savoir, notamment, le lit de clous lui-même, et les équipements mécaniques et informatiques pour perforer la plaque de guidage inférieure. Quand on veut tester des circuits prévus pour des cxmposants montés en surface, le pas des plages de connexion de ces conxposants devient trop faible pour contacter chaque plage de contact direatement avec l'un des clous. On est ainsi amené à reporter sur le circuit imprimé des points de test reliés par des connexions à chacune des plages de contact pour retrouver un espacemlnt compatible avec un lit de clous. Une telle solution est malsaine car, d'une part, elle complique le dessin du circuit imprimé, d'autre part, elle ne permet pas de tester des défauts existants entre les points de test reportés et les plages de contact elles-niâes alors qu'il s'agit généralement de l'une des zones les plus serrées du circuit imprimé et donc de l une des zones qu'il convierxkait de tester avec le plus grand soin. Un objet de la présente invention est de résoudre le problème de 1 ' accès pour un test à des structures de plages de connexion standards, correspondant par exemple à des plages de oentact de circuit intégré à montage en surface tout en conser- vant autant que faire se peut les systèmes connus à lit de clous pour lesquels de nombreux utilisateurs sont déjà équipés. Pour résoudre ce problème, la présente invention prévoit un appareil de test d'un circuit imprimé dans lequel la liaison entre le circuit à tester et les circuits de test de l'appareil est assurée par des clous conducteurs guidés par au moins une plaque de guidage perforée, dans lequel le circuit à tester comprend au moins un motif standard faisant partie d'un ensemble prédéterminé de motifs standards sensiblement conduc- teurs à pas serré, comprenant, au niveau de chaque motif standard une plaquette dont une première face située du côté du circuit à tester ocnporte un premier motif de plots disposés selon ledit motif standard et dont la deuxième faoe comporte un deuxième motif de plots disposés régulièrement à un pas compatible avec oelui des clous, chaque plot de la première face étant électri- quement cnnescté à un plot de la deuxième faè. Selon un mode de réalisation de la présente invention, les plots et les onnexions électriques de traversée d'une face à l'autre correspondent à des dépots de matière conductrioe. Selon un mode de réalisation de la présente invention, chacune des plaquettes est fixée à une plaque de guidage disposée au voisinage immédiat du circuit à tester. Selon un mode de réalisation de la présente invention, la plaque de guidage et la plaquette omperenent des nmoyens de positionrement complémentaires de sorte que les clous traversant la plaque de guidage arrivent contre le deuxième motif de plots. Selon un mode de réalisation de la présente invention, il est prévu, en tant qu'interfaoe entre le premier motif de plots sur la plaquette et le motif standard sur le circuit imprimé, une feuille d'un matériau élastique conducteur dans le sens de son épaisseur et isolant dans les autres directions. Selon un mode de réalisation de la présente invention, plusieurs plaquettes de motifs standards sont rassemblées en une plaque unique. Ces objets, caractéristiques et avantages ainsi que d'autres de la présente invention seront exposés plus en détail dans la description suivante de modes de réalisation particuliers faite en relation avec les figures jointes parmi lesquelles: la figure 1 représente à titre d'exemple une portion de circuit imprimé destirnée à reoevoir des coeposants à montage en surface; la figure 2 représente des points de test déportés selon l'art antérieur; les figures 3 A, 3 B et 3 C représentent respectivement une vue de dessus d'une portion de circuit imprimé, une vue de dessous d'une plaquette selon la présente invention et une vue de dessus d'une plaquette selon la présente invention; la figure 4 représente de façon iscématique et simpli- fiée le montage d'une plaquette selon la présente invention; et la figure 5 représente de façon un peu plus détaillée quoiqu'encore très schénatique le montage d'une plaquette selon la présente invention. La figure 1 représente de façon arbitraire et schêma- tique une portion de circuit imprimé On y distingue diverses zones de contact 1 et connexions entre zones 2 et plus particu- lièraement deux régions 3 et 4 destinées à recevoir des boîtiers multibroches montés en surface Bien entendu, des conoexicns non représentées partent des diverses plages de contact vers d'autres plages de contact du circuit impri/é ou vers des traversées débouchant sur l'autre face ou sur une couche intermédiaire du circuit imprimé. Les régions 3 et 4 destirnes au montage de cxoposants à montage en suface se distinguent par le fait qu'elles conportent autour d'une zone sensiblement rectangulaire des plages de contact très proches les unes des autres destinées à recevoir les broches d'un circuit intégré Bien qu'il existe de très nombreux types de circuits intégrés, leurs boîtiers et la répartition des plages de contact correspondantes sont normalisés et l'on trouve un nombre limité de structures de boîtiers Ainsi, l'une des idées sur lequel s'est basée la présente invention est que, si l'on arrive à résoudre le problème de la prise de contact vers des plages de contact correspoudant à des boîtiers stardards, on aura résolu un problème d'une façon qui pourra être répétitive. La figure 2 illustre très schématiquement la façcn dont on résoud dans l'art antérieur le problème de 1 'accès par des clous d'un lit de clous à des plages métallisées 10 très proches telles que les zones de contact d'un boîtier à montage en sur- face Un plot de test 11 est relié à chaque zone de contact par l'intermédiaire d'un conducteur 12 qui fait éventuellement partie du cxonducteur 13 auquel doit être relié la zone de contact. La figure 3 A représente à nouveau des plages métal- lisées 10 correspondant par exaemple aux contacts d'un composant à montage en surface. La présente invention prévoit d'associer à chaque ensemble de plages mtsllis 1 tel que oelui illustré en figure 3 A une structxure intermédiiaire telle qu'une plaquette de circuit imprimé 20 dont la faoe inférieure, du côté du circuit à tester, est représentée en figure 3 B et dont la face supérieure, du côté des clous, est représentée en figure 3 C. La face supérieure porte un ensemble de plots de contact 21 disposés à un pas correspondant à oelui des clous La faoe inférieure comprend des plots de contact 22 disposés selon le même motif que les plages métallisées 10 et destinés à venir s'apposer sur oelles-ci par l'intersédiaire d'une feuille ou de bandes 23 d'un matériau élastique à conduction anisotrope, c'est- à-dire conducteur dans le sens de son épaisseur et non dans les autres directions Un tel matériau est oennu en lui-même et on a mêle essayé dans l'art antérieur de l'utiliser comme interface de test omplète de circuit imprimé Toutefois, ceci a conduit à des soluticons complexes et onéreuses difficilement compatibles avec une utilisation industrielle. La plaquette de circuit imprimé 20 comprend des nmoyens pour relier les zones de contact 22 sur la face inférieure aux plots de contact 21 sur la face supérieure Ceci peut se faire par des traversées 25 représentées schématiquement en figure 3 B et dont chacune est reliée par une connexion non représentée à l'un des plots 22 On peut également prévoir une plaquette de circuit imprimé multicouche, les connexions entre une faoe et l'autre se faisant par des traversées partielles et des oopxuc- teurs au moins partiellement dans une couche inte diaire On prévoiera de préférence en outre, une feuille de matériau isolant 27 disposée à l'intérieur d'un cadre ou de bandes de matériau à conduction anisotrope 23, recouvrant uniquement, et éventuel- lement partiellement, les régions de contact. Un avantage de la présente invention est que, comme on l'a indiqué préédemnent, étant donné que la disposition des broches des boîtiers à montage en surface est normalisée, il suffira de préparer des lots de plaquettes correspondant aux dimensions normalisées pour les monter ensuite sur la plaque de guidage inférieure d'un système de connexion à lit de clous. Ceci est illustré schématiquement en figure 4 dans laquelle on a représenté une plaquette 20 disposée au-dessus d'un circuit imprimé à tester 30 ainsi qu'un système à lit de clous comxprenant des clous 32 guidés par des plaques de guidage 33 et 34, la plaque de guidage 34 étant au voisinage immédiat de la face à tester du circuit imprimé Comme on le voit sur la figure, certains clous (à droite de la figure) viennent prendre appui sur les plots de contact supérieurs 21 de la plaquette 20 tandis que les autres clous (à gauche de la figure) viennent directent en contact avec des plages métallisées du circuit imprimé à tester. La figure 5 représente de façon quelque peu plus détaillée un mode de réalisation du système selon la présente invention On y voit la carte de circuit imprimé à tester 30, une plaquette 20 selon la présente invention, des plaques de guidage 33 et 34, une plaque de guidage supplémentaire 35 destinée à la fixation des plaquettes 20, une plaque 36 de montage sur ressort d'aiguilles de contact 37 elles-même poussées par des clous 38 montés dans une plaque 39. Dans ce qui precede, l'emploi des mots inférieur et supérieur est relatif En effet, on pourra notamment procéder à un test simultané des faces supérieure et inférieure d'une carte de circuit imprimé. La fixation des plaquettes préfabriquées selon la présente invention à la plaque de guidage 34 (figure 4) ou à la plaque intermédiaire 35 (figure 5) peut se faire par tout moyen approprié, par exemple par collage. En revenant sur les figures 3 B et 3 C, on notera que l'on pourra prévoir des trous ou ergots de positionnement 40 sur les plaquettes 20, des moyens complémentaires étant prévus sur la plaque inférieure 34 ou 35. Ainsi, un utilisateur souhaitant tester un circuit imprimx, pourra utiliser un montage à lit de clous classiques Il préparera des perçages dans la plaque de guidage inférieure 33 aux emplacments correspondant aux zones qu'il souhaite directe- ment contacter sur le circuit imprimi En ce qui c rne les portions du circuit imprimé destinres à reoevoir des boîtiers à montage en surfaoe, il pourra utiliser des plaquettes préfabri- quées selon la présente invention qu'il collera simplement sur la plaque de guidage inférieure qui comportera alors un réseau d'orifices réguliers et éventuellement des moyens de positionne- ment Ceci pourra être réalisé en modifiant très peu un système de prise de contact par lit de clous classique. L'hoeme de l'art pourra apporter diverses variantes à la présente invention, notarient en ce qui coe les choix des matériaux, pour s'adapter à des systèmes à lit de clous particu- liers. Par exemple, le matériau élastique à ocnduction aniso- trope pourra être un polymsre tel que le produit MAF disponible auprès de la société japonaise SHIN ETSU d'une épaisseur de l'ordre de 200 micmrêtres, la feuille isolante 27 pouvant être une feuille de capton d une épaisseur de l'ordre de 80 à 90 % de oelle du polymsre. Les plaquettes 20 pourront être réalisées à partir d'une ou plusieurs plaques isolantes souples ou rigides, dans lesquelles on aura réalisé des trous qui seront ensuite remplis d'un matériau oenducteur, par exemple une résine conductrioe, et à partir desquels on formera des liaisons condxuctrices venant relier un plot supérieur à un plot inférieur Si les plots inférieurs sont en un matériau oonducteur élastique, on pourra éviter l'emploi du matériau élastique à conductivité anisotrope susfentionnr. De plus, on pourra prévoir d'assembler en une plaquette unique plusieurs plaquettes selon la présente invention. REVENDICATION 1 Appareil de test d'un circuit imprimé dans lequel la liaison entre le circuit à tester et les circuits de test de l'appareil est assurée par des clous mooucteurs guidés par au moins une plaque de guidage perforée, dans lequel le circuit à tester com Eprend au moins un motif stardard faisant partie d'un ensemble prédéterminé de motifs staards sensiblement oonduc- teurs à pas serré, caractérisé en ce qu'il comprend, au niveau de chaque motif standard une plaquette ( 20) dont une première faoe située du côté du circuit à tester comporte un premier motif de plots ( 22) disposés selon ledit motif staxndard et dont la deuxième faoe oomporte un deuxième motif de plots ( 21) disposés régulièrement à un pas compatible avec oelui des clous, chaque plot de la pre- mière face étant électriquement oonecté à un plot de la deuxième face. 2 Appareil de test selon la revendication 1, caracté- risé en ce que les plots et les connexicns électriques de traver- sée d'une faoe à l'autre correspxent à des dépôts de matière conductrice. 3 Appareil de test selon la revendication 1, caracté- risé en ce que chacune desdites plaquettes ( 20) est fixée à une plaque de guidage ( 34, 35) disposée au voisinage immédiat du circuit à tester ( 30). 4 Appareil de test selon la revendication 3, caracté- risé en ce que la plaque de guidage et la plaquette Comprennent des moyens de positionnement complémentaires ( 40) de sorte que les clous traversant la plaque de guidage arrivent contre le deuxième motif de plots ( 21). Appareil de test selon la revendication 1, caracté- risé en ce qu'il comprend, en tant qu'interface entre le premier motif de plots sur la plaquette et le motif standard sur le cir- cuit imprimé, une feuille ( 23) d'un matériau élastique conducteur dans le sens de son épaisseur et sensiblement isolant dans les autres directions. 6 Appareil de test selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit motif standard correspond à des plages métallisées ( 10) destinées au montage d'un ocaposant à montage en surface. 7 Appareil de test selon la revendication 6, caracté- risé en ce que ladite feuille en matériau élastique conducteur est disposée selon des bandes recouvrant uniquement, et éventuel- lement partiellement les régions des contacts, la zone centrale libre de la face inférieure de la plaquette étant en outre revêtue d'une feuille isolante ( 27) moins épaisse que la feuille de matériau élastique. 8 Appareil de test selon la revendication 5, caracté- risé en ce que ladite plaquette ( 20) comprernd des voies de passage ( 25) entre ses deux faces, disposées de façon centrale en regard de la feuille isolante, chaque contact étant relié à ces voies de passage par des métallisations sur la première face protégées par la feuille isolante. 9 Appareil de test selon la revendication 1, caracté- risé en ce que ladite plaquette est une plaquette de circuit imprimé multicouche, la liaison entre les plots sur les deux faces de la plaquette étant assurée par des voies de passage partielles et par des métallisations situées au moins partiel- lement au niveau d'une couche intermédiaire. Appareil de test selon la revendication 1, caracté- risé en ce que plusieurs plaquettes de motifs standards sont rassemblées en une plaque unique.