FR2786873A1 - Appareil d'essai fixe pour controler des plans arriere ou des plaquettes de circuits imprimes equipes - Google Patents

Abstract

Dispositif d'essai pour contrôler des plans arrière d'une plaquette de circuits imprimés (16) ayant au moins un connecteur blindé (52), comprenant un dispositif de transfert (15) ayant une multiplicité de plaques de transfert espacées (26, 28, 30, 32) adaptées pour contenir et supporter une multiplicité de broches de transfert (22) et une plaque à sondes (50) solidarisée de la plaque sommitale (26) du dispositif de transfert (15) ayant une multiplicité de sondes à ressort s'étendant à travers des trous dans la plaque à sondes en contact électrique avec les broches de transfert (22) du dispositif de transfert pour transférer des signaux en provenance du connecteur (52) à une base de grille (10) située en dessous du dispositif de transfert (15).

Description

Appareil d'essai fixe pour contrôler des plans arrière ou des plaquettes

de circuits imprimés équipés La présente invention concerne le contrôle de

plaquettes de circuits imprimés. L'invention est parti-

culièrement utile en liaison avec des appareils d'essai fixes déterminés du type ayant des sondes d'essai sur

un motif hors-grille, appareils dans lesquels un dispo-

sitif fixe de broches de transfert est utilisé pour transférer un courant électrique d'un motif hors-grille sur une plaquette en cours d'essai aux canaux d'un appareil de contrôle dans lequel les contacts des canaux sont disposés selon un modèle de grille. La présente invention est particulièrement utile pour

faciliter le contrôle électrique de connecteurs élec-

triques montés sur une plaquette de circuits

(couranmment appelés "plan arrière" ou "plan médian").

De façon caractéristique, ces connecteurs sont entourés par une paroi latérale s'étendant au-delà des

extrémités des fiches de contact électrique. L'inven-

tion comprend une plaque à sondes de grande surface ayant une multiplicité de sondes à ressort fixées sur la plaque supérieure du dispositif de transfert pour effectuer un transfert conforme en parallèle des signaux d'essai entre les connecteurs sur le plan arrière et les broches de transfert du dispositif de

transfert fixe.

Les équipements automatiques d'essai pour contrôler des plaquettes de circuits imprimés ont longtemps impliqué l'utilisation d'appareils d'essai fixes à "banc de clous" sur lesquels la plaquette de circuits est montée pendant le contrôle. Un appareil d'essai caractéristique comprend un grand nombre de sondes d'essai analogues à des clous disposées pour assurer un contact électrique entre des contacts chargés par ressort dans l'équipement de contrôle et des points d'essai désignés sur la plaquette de

circuits en essai, également appelée unité en essai.

Tout circuit imprimé déposé sur une plaquette de circuits imprimés risque d'être différent des autres circuits; en conséquence, la disposition des sondes d'essai destinées à entrer en contact avec des points d'essai sur la plaquette doit être adaptée dans un dispositif d'essai pour cette plaquette de circuits particulière. On utilise les données de conception et de fabrication de la plaquette pour déterminer quelles caractéristiques spécifiques de la plaquette doivent être contrôlées par le dispositif. Un dispositif

d'essai à grille "déterminé" est de façon caractéristi-

que fabriqué en perçant des motifs de trous dans plusieurs plaques rigides et non conductrices, par exemple en Lexan , en assemblant ces plaques avec des éléments de fixation et d'espacement appropriés pour maintenir lesdites plaques alignées et parallèles et en montant ensuite des broches ou sondes d'essai dans les trous percés. Chaque plaque a un motif de trous qui est

unique de telle sorte que la broche d'essai peut seule-

ment être insérée pour procurer un transfert en x, y et z entre une caractéristique unique sur l'unité en essai et un canal unique de la grille de l'appareil de

contrôle. La plaquette de circuits est ensuite posi-

tionnée dans le dispositif en étant alignée de façon précise avec le réseau des sondes d'essai. Pendant le contrôle, les broches dans le dispositif sont amenées en contact sous pression de ressort avec les points d'essai sur la plaquette de circuits en essai. Les signaux d'essai électriques sont ensuite transférés entre la plaquette et l'appareil de contrôle par l'intermédiaire du dispositif de telle sorte qu'un analyseur de contrôle électronique à grande vitesse, qui détecte la continuité ou l'absence de continuité entre divers points d'essai dans les circuits sur la

plaquette, peut effectuer le contrôle réel.

Diverses approches ont été utilisées dans le passé pour amener les sondes d'essai et la plaquette de circuits en essai en contact sous pression à des fins de contrôle. Une classe de ces dispositifs est un dispositif d'essai "câblé" ou un dispositif d'essai

"spécialisé", dans lequel les sondes d'essai sont indi-

viduellement câblées pour séparer les contacts d'inter-

face destinés à transmettre les signaux d'essai en provenance des sondes à un analyseur d'essai extérieur à commande électronique. Ces dispositifs d'essai câblés sont souvent appelés "dispositifs d'essai sous vide", car un vide est appliqué à l'intérieur du carter du dispositif d'essai pendant le contrôle pour comprimer la plaquette de circuits en contact avec les sondes d'essai. Les appareils d'essai câblés spécialisés de construction similaire peuvent également être fabriqués en utilisant des moyens mécaniques autres que le vide pour exercer la force de ressort nécessaire pour comprimer la plaquette en contact avec les sondes

pendant le contrôle.

Une méthode traditionnellement utilisée pour connecter les canaux électroniques dans l'appareil de contrôle à un plan arrière d'une unité en essai consiste en ce que le dispositif spécialisé comprenant une série de contacts chargés par ressort disposés dans une plaque à sondes percée correspondent aux motifs de points d'essai sur l'unité en essai. Les sondes à ressort sont câblées jusqu'à des points de transport ou

connecteurs qui s'enfichent dans les canaux de l'appa-

reil de contrôle ou qui établissent autrement le contact avec ces canaux. Un avantage d'un appareil de contrôle spécialisé consiste en ce qu'il permet le contrôle de motifs non uniformes de contacts, y compris des contacts de hauteurs différentes en utilisant des sondes à ressort de longueurs variables. Les appareils de contrôle spécialisés peuvent être configurés pour avoir un nombre approprié de canaux pour le type de produit à essayer, de telle sorte que les canaux sont

généralement utilisés tout à fait efficacement. Toute-

fois, ces appareils de contrôle spécialisés présentent un certain nombre d'inconvénients, dont le plus notable

est le coût. La complexité du câblage d'appareils spé-

cialisés, combinée au coût relativement élevé des contacts chargés par ressort, rend la disposition spécialisée extrêmement coûteuse pour des grands plans arrière à grand nombre de points. Le contrôle d'un plan

arrière en ce qui concerne les coupures et les courts-

circuits exige de contacter tous les noeuds de chaque réseau. Au contraire, dans les appareils spécialisés pour le contrôle des plaques équipées et également pour le contrôle en circuit ou fonctionnel, il suffit de contrôler un seul point par réseau. Un plan arrière peut avoir 10 000 points d'essai pour le contrôle des

coupures et courts-circuits et seulement 1000 réseaux.

En outre, on ne peut pas aisément tenir compte des changements de révision dans l'unité en essai, et la

facilité d'emploi et la fiabilité des appareils spécia-

lisés sont quelque peu inférieures à celles des appa-

reils à grille de transfert déterminée.

Une autre classe d'appareils de contrôle est ce qu'il est convenu d'appeler "appareil du type grille", également connu en tant qu'appareil "déterminé"; dans cette classe d'appareils, les points d'essai du modèle aléatoire sur la plaquette sont contactés par des broches de transfert, qui transfèrent les signaux d'essai à des broches d'interface chargées par des

ressorts, disposées en un motif de grille dans l'appa-

reil de contrôle. Dans ces appareils de contrôle du type à grille, l'appareillage fixe est généralement moins complexe et peut être produit à moindre coût que dans le cas des appareils de contrôle câblés adaptés à

l'usager; mais, avec un système à grille, les interfa-

ces de grilles et l'électronique de contrôle sont nota-

blement plus complexes et plus coûteux.

Un appareil de contrôle à grille caractéristi-

que peut avoir des milliers d'interrupteurs et de canaux. Chaque canal peut avoir plusieurs interrupteurs et être adressable et sert d'une coordonnée dans la "grille". L'appareil de contrôle a habituellement des contacts chargés par ressort, qui constituent la grille. L'appareil contient habituellement des broches de transfert rigides qui conduisent le courant des canaux de la grille à l'unité en essai. De cette manière, l'ordinateur de l'appareil de contrôle peut être réalisé pour vérifier la continuité et l'isolation

dans l'unité en contrôle par l'intermédiaire de l'appa-

reil. Lorsqu'on contrôle une plaquette nue sur un tel appareil de contrôle, un dispositif de transfert supporte et guide les broches rigides qui conduisent le courant entre un motif de grille à sondes chargées par ressort dans une base de grille et un motif hors grille de points d'essai sur la plaquette en essai. Dans un appareil à grille antérieur, on utilise ce qu'il est convenu d'appeler des "broches basculantes" comme broches de transfert. Les broches basculantes sont des broches pleines rectilignes montées dans des trous préalablement percés correspondants dans des plaques de transfert, qui font partie de l'appareil de transfert. Les broches basculantes peuvent basculer dans diverses

orientations pour transférer des signaux d'essai sépa-

rés du motif aléatoire hors grille des points d'essai sur la plaquette au motif de grille des sondes d'essai

dans la base de grille.

Des appareils fixes déterminés, également connus comme appareils de transfert pour un appareil de contrôle à grille universel, offrent une variante

meilleure marché qui convient pour de nombreuses spéci-

fications de contrôle de plans arrière. Toutefois, les appareils de transfert sont moins couramment utilisés pour contrôler des plans arrière que des appareils spécialisés, principalement parce que les exigences de logiciel sont uniques et au-delà des possibilités d'un

logiciel d'un appareil de contrôle universel. Les appa-

reils de transfert utilisent habituellement des broches rigides, souvent avec une extrémité en forme de coupe, pour le contrôle de plans arrière. Les appareils de transfert sont habituellement basés sur le contact chargé par ressort de la grille pour procurer la force de contact nécessaire pour une connexion électrique fiable. Il en résulte que toute différence dans la hauteur des contacts de l'unité en essai doit être corrigée par un allongement ou un raccourcissement correspondant du contact des broches rigides entre la

grille et l'unité en essai.

Les appareils de transfert fixes offrent un certain nombre d'avantages lorsqu'on peut les employer pour contrôler des plans arrière. Etant donné les

besoins en main d'oeuvre très inférieurs pour l'assem-

blage et le coût inférieur des parties composantes, les appareils de transfert peuvent être fabriqués pour 20 à % du coût d'un appareil de contrôle spécialisé comparable. Ils tendent également à être plus légers et ils exigent moins d'entretien. Toutefois, les appareils de transfert présentent quelques inconvénients par comparaison aux appareils spécialisés. Par leur nature, les appareils à base de grille souffrent habituellement d'une faible utilisation des canaux de l'appareil de contrôle. Normalement, il existe un nombre important de canaux inutilisés dans une base de grille. Ils souffrent également de deux problèmes additionnels, car des broches de transfert inclinées ne peuvent pas toujours atteindre des connecteurs blindés, et des appareils de transfert avec plusieurs hauteurs de broche sont difficiles à concevoir et assembler tout en

exigeant de nombreuses pièces adaptables et une atten-

tion significative lors de l'étude. En outre, le logi-

ciel utilisé pour générer les données informatiques relatives au perçage pour l'appareil doit être

reconfiguré pour chaque plaquette.

D'autres détails d'appareils antérieurs sont trouvés, par exemple, dans le brevet US nO 5 493 230 et

le brevet US nO 4 721 908.

On a trouvé que les appareils de contrôle anté-

rieurs des types considérés ci-dessus ne conviennent pas bien pour contrôler les fiches de contact montées dans des connecteurs ayant des parois latérales qui s'étendent au-delà des extrémités des fiches de contact. Il en résulte qu'il a été souvent difficile d'obtenir une bonne connexion électrique stable entre les fiches de contact et les broches de transfert en utilisant les dispositifs antérieurs. En outre, du fait de l'inclinaison exigée pour établir le contact avec la grille uniforme de l'appareil de contrôle. Les broches de transfert sont rarement coaxiales avec les fiches de contact lorsqu'elles entrent en contact avec les

fiches. Du fait que les fiches de contact sont habi-

tuellement très rapprochées dans le connecteur, il en résulte que les broches de transfert deviennent par inadvertance électriquement raccordées aux mauvaises fiches de contact et/ou les unes aux autres. Il peut en résulter des résultats d'essai erronés, des dommages à

la plaquette de circuits et/ou des dommages à l'appa-

reil de contrôle. En outre, avec les appareils anté-

rieurs, il était nécessaire de percer de nombreuses couches de Lexan pour supporter et guider les sondes d'essai rigides jusqu'au niveau des extrémités de contact. En outre, il était nécessaire de prévoir des fentes de dégagement de part et d'autre des trous percés pour les parois latérales du connecteur. Bien que de telles techniques puissent quelque peu réduire le risque d'une connexion non recherchée de broches de transfert à des mauvaises fiches de contact, les unes aux autres, et aux parois latérales des connecteurs, un tel perçage compromet la rigidité latérale de la structure et résulte souvent en de fausses coupures et

des courts-circuits pendant le processus de contrôle.

En outre, de telles techniques ajoutent au coût.

C'est donc un but de la présente invention de procurer un système destiné à être utilisé dans le contrôle des plaquettes de circuits imprimés, qui atteint les buts précités ainsi que d'autres de la

présente invention.

Un but plus spécifique de l'invention est de

procurer un ensemble de dispositif de contrôle amélio-

ré, notamment pour contrôler des plans arrière ayant des fiches de contact montées dans des connecteurs ayant des parois latérales qui s'étendent au-delà des

extrémités des fiches de contact ou d'autres configura-

tions de plaquettes de circuits imprimés équipées.

Un autre but de l'invention est de procurer un appareil de contrôle pour contrôler des substrats d'interconnexion, des substrats pour monter des circuits intégrés ou des interposeurs de circuits inté- grés. Selon la présente invention, il est procuré un système pour contrôler électriquement un connecteur ayant des fiches de contact (c'est-à-dire des broches de connecteur) partiellement entourées par une paroi

latérale définissant une ouverture adjacente aux extré-

mités des fiches. Dans une réalisation, la présente

invention comprend un dispositif d'essai ayant une mul-

tiplicité de plaques de transfert espacées et ayant des

trous alignés dans les plaques pour contenir et suppor-

ter des broches de transfert dans un motif de grille.

Un bloc de guidage, comprenant une multiplicité de broches conductrices montées, coulissantes, est disposé sur la plaque supérieure du dispositif d'essai, les extrémités de ces broches conductrices étant alignées

avec les extrémités des broches de transfert du dispo-

sitif. Le bloc de guidage est disposé, fixe, sur le dispositif d'essai par des moyens mécaniques, tels que par des broches qui sont enfoncées de force dans des trous correspondants dans la plaque supérieure du dispositif. Les broches conductrices du bloc de guidage sont monoblocs et les extrémités opposées de ces broches se terminent en des formes concaves pour correspondre aux extrémités des broches de transfert du dispositif et aux extrémités des fiches de contact, respectivement. Du fait que, dans la présente invention, les broches conductrices du bloc de guidage coopèrent avec les broches de transfert et les fiches de contact et qu'elles sont généralement coaxialement alignées avec les fiches de contact, on peut maintenir un meilleur contact électrique plus stable entre les broches de

transfert et les fiches de contact qu'il n'était possi-

ble dans la technique antérieure. En outre, la présente invention élimine pratiquement le risque de raccorde- ment non recherché des broches de transfert à de mauvaises fiches de contact, les unes aux autres et aux parois latérales des connecteurs. En outre, et de façon avantageuse, la présente invention élimine la nécessité d'utiliser les structures antérieures d'acheminement et de guidage des broches de transfert, éliminant ainsi le

coût et le temps associés à la construction et l'utili-

sation de telles structures.

Dans une deuxième réalisation préférée de la présente invention, une plaque à sondes de grande surface est physiquement fixée à un dispositif de transfert. Dans cette réalisation, la plaque à sondes de grande surface remplace le bloc de guidage de la première réalisation. Cette plaque à sondes de grande surface peut employer des sondes à ressort de longueur et de force variées pour arriver jusqu'aux connecteurs du plan arrière et y pénétrer et elle peut avoir des plaques de dégagement guidées additionnelles pour des obstacles sur le plan arrière. La plaque à sondes de grande surface est adaptée aux plaques arrière de l'unité en essai, ce qui permet au dispositif de transfert d'être tout entier sur un seul niveau et dépourvu de complexité de conception. Le contact des sondes à ressort contenues à l'intérieur de la plaque à sondes de grande surface contre l'unité en essai est

parallèle et perpendiculaire à la plaque à sondes.

On va maintenant décrire, à titre d'exemple seulement, plusieurs réalisations caractéristiques de la présente invention, en se référant aux dessins joints sur lesquels des repères identiques désignent des parties identiques, et dans lesquels:

- la figure 1 est une vue schématique en coupe trans-

versale d'une première réalisation d'un système de bloc de guidage et de dispositif d'essai selon la présente invention; - la figure 2 est une vue en élévation de dessus du

bloc de guidage de la figure 1, les broches conduc-

trices du bloc de guidage ayant été enlevées pour des raisons de clarté; la figure 3 est une vue en élévation de dessus semblable à la figure 2, montrant l'introduction des broches conductrices dans le bloc de guidage; - la figure 4 est une vue en élévation latérale d'une broche conductrice du bloc de guidage de la figure

1;

- la figure 5 est une vue en plan de dessous du bloc de guidage de la figure 3; - la figure 6 est une vue à plus grande échelle d'une portion de la figure 1 schématique;

- la figure 7 est une vue schématique en coupe trans-

versale explosée d'une autre réalisation préférée d'un dispositif d'essai; et

- la figure 8 est une vue schématique en coupe trans-

versale explosée d'une deuxième réalisation d'un

dispositif d'essai de la présente invention.

En se reportant aux figures 1 à 6, une première réalisation 14 du système de la présente invention comprend une base de grille 10 ayant une matrice de sondes d'essai chargées par ressort 12 disposée selon un motif de grille bidimensionnelle. Les sondes d'essai

représentées schématiquement sur la figure 1 consti-

tuent de préférence une matrice orthogonale de rangées et de colonnes uniformément espacées de sondes d'essai

qui peuvent être alignées, par exemple, à des interval-

les de 2,54 nmm de centre à centre. Les plongeurs assu-

jettis à des ressorts des sondes d'essai 12 peuvent se projeter au- dessus de la surface supérieure de la base de grille ou être situés juste en dessous de cette surface supérieure, uniformément sur toute la matrice de sondes. Un dispositif de transfert 15 supporte une plaquette de circuits imprimés conventionnelle 16 en cours d'essai (également désignée comme "unité en essai") sur laquelle est monté un connecteur de plan arrière 52. L'unité en essai référencée ici est plus couramment un plan arrière ou plan médian, ou une plaquette de circuits imprimés avec des connecteurs, qui sert de substrat d'interconnexion pour, soit des

composants électriques, soit des ensembles, habituelle-

ment de plus petits circuits imprimés. Bien que le

contrôle de plans arrière soit la principale applica-

tion de l'invention, l'invention peut être utilisée pour toute application d'essai qui exige le transfert d'un motif non uniforme de contacts blindés à une matrice de grille de canaux d'essai. Elle peut être appliquée au contrôle de composants et de substrats d'interconnexion avec des contacts contrôlables à l'intérieur d'une cavité ou évidement à l'intérieur du

substrat. Comme il sera décrit plus complètement ci-

après, le dispositif de transfert sert d'interface entre les fiches 56 du connecteur 52 de la plaquette 16 en essai et les sondes d'essai 12 dans la base de grille 10. Les plans arrière emploient toute une variété de connecteurs dans lesquels s'enfichent les ensembles électroniques qui constituent un système. Les connecteurs les plus couramment utilisés ont des blindages non conducteurs, habituellement en matière plastique, pour aligner le connecteur correspondant avec les broches de contact électrique relativement fragiles qui sont enfoncées de force ou brasées dans le

substrat et les empêcher d'être endommagées. Un analy-

seur de contrôle électronique extérieur 20 est électri-

quement raccordé aux fiches 56 de la plaquette en essai par l'intermédiaire de sondes d'essai 22 (dont il peut y avoir plusieurs types) dans le dispositif de transfert 15, lequel est à son tour raccordé à la base de grille 10, au dispositif de transfert et au bloc de guidage 50, d'une manière qui sera décrite plus en

détail ci-après.

Un connecteur 52 comprend une multiplicité de fiches de contact allongées électriquement conductrices (désignées dans leur ensemble par le repère 56) montées sur un côté 68 de la plaquette 16 et il peut être raccordé à divers composants (non représentés) de la plaquette 16, par exemple par des pistes conductrices

(non représentées). Les fiches 56 s'étendent perpendi-

culairement depuis la surface 68 en direction de la plaque de transfert extérieure 26 du dispositif de transfert 15 et elles sont partiellement entourées par une paroi latérale de blindage 54 qui est montée sur le côté 68 de la plaquette 16 sur lequel sont montées les fiches 56. La paroi latérale 54 est constituée de façon caractéristique par un blindage isolant en plastique moulé qui définit une ouverture 120 adjacente aux rangées extérieures de fiches 56 et qui s'étend de la surface 68 de la plaquette 16 jusqu'à un point au-delà

des extrémités distales des fiches 56.

L'analyseur de contrôle 20 contient des circuits électroniques d'interrogation pour interroger électroniquement (stimuler) les fiches 56 du connecteur 52 de la plaquette 16 en essai afin de déterminer si la plaquette 16 et/ou le connecteur 52 fonctionnent correctement. Les signaux électriques de réponse produits comme résultat d'une telle interrogation sont comparés à des résultats de référence stockés obtenus de la simulation de la réponse de la plaquette et/ou d'un contrôle d'une plaquette mère sans défaut ou de données de base connues sous le nom de "liste de réseau". Si les signaux de réponse et les résultats de référence correspondent, on suppose que l'unité en essai et/ou le connecteur 52 sont bons. Les circuits électroniques d'interrogation

peuvent, dans cette réalisation, comprendre une multi-

plicité de cartes de circuits imprimés (quelquefois appelées "cartes de commutation") ayant des composants électroniques et des circuits imprimés pour effectuer le contrôle électronique. Chaque sonde d'essai utilisée dans la procédure d'essai est représentée comme étant

couplée à l'électronique de contrôle par un interrup-

teur correspondant 24 conduisant à l'analyseur 20. Il doit être bien entendu que, bien que la figure 1 ne montre que six tels interrupteurs 24, on peut utiliser un nombre d'interrupteurs quelconque sans s'écarter de cette réalisation de la présente invention, en fonction du nombre de fiches 56 et d'autres points de contrôle

de la plaquette 16 en essai.

Un dispositif de transfert 15 comprend une

série de plaques de transfert parallèles et verticale-

ment espacées 26, 28, 30, 32, qui peuvent comporter une plaque sommitale (extérieure) 26, une plaque supérieure 28 espacée d'une courte distance en dessous de la

plaque sommitale 26, une ou plusieurs plaques intermé-

diaires 30 et une plaque regardant vers la grille 32 au

bas du dispositif de transfert. Les plaques de trans-

fert sont supportées, parallèles, en des positions verticalement espacées par des colonnettes rigides 70 qui les maintiennent ensemble pour faire du dispositif

une unité rigide. Le dispositif 15 comprend égale-

ment une matrice de broches de transfert standards,

telles que des broches inclinables représentées schéma-

tiquement en 22 et s'étendant à travers des trous (non représentés) dans les plaques de transfert. La figure 1 représente seulement six broches de transfert pour des raisons de simplicité, mais il doit être bien entendu qu'on peut utiliser tout nombre de ces broches de transfert 22 en fonction du nombre de fiches 56 et autres points de contact (non représentés) à contrôler sur la plaquette 16. Les broches inclinables s'étendant à travers la plaque de base 32 du dispositif 15 sont alignées avec le motif de grille des sondes d'essai 12 dans la base de grille 10. Les portions supérieures des broches inclinables, qui s'étendent à travers la plaque extérieure 26, viennent en contact et coopèrent avec

certaines broches conductrices (désignées collective-

ment par le repère 60) du bloc de guidage 50. De préfé-

rence, les broches inclinables 22 sont des broches pleines conductrices rectilignes et s'étendent à

travers un moyen de retenue de broches 34. De préfé-

rence, le moyen de retenue comprend un écran plastique du type décrit dans la demande en instance numéro de série 08/662 671 intitulée "Retenue des sondes d'essai dans un dispositif de transfert", déposée le 14 Juin 1996 et cédée au cessionnaire de la présente demande (laquelle demande en instance est incorporée ici à titre de référence), bien que, si la réalisation 14 est modifiée de façon appropriée, on peut utiliser d'autres types de moyens de retenue des broches de transfert

sans s'écarter de l'esprit de la présente invention.

Comme décrit dans ladite demande en instance, le moyen

de retenue sous forme d'écran plastique 34 est de pré-

férence disposé entre les plaques inférieures 30, 32 du dispositif de transfert 15 et comprend une multiplicité d'ouvertures interstitielles permettant la pénétration des broches de transfert 22. Les propriétés plastiques desdits moyens de retenue sous forme d'écran plastique 34 exercent une force de compression partielle autour

de la circonférence des broches de transfert 22 suffi-

sante pour retenir les broches de transfert à l'inté- rieur du dispositif de transfert 15. D'autres méthodes pour retenir les

broches de transfert peuvent également être utilisées, par exemple des feuilles de latex. Le dispositif de transfert établit un contact électrique entre la matrice de canaux de l'appareil de contrôle disposés selon le motif de grille uniforme et régulier et une disposition non uniforme de points contrôlables

sur l'unité en essai. Des caractéristiques plus spéci-

fiques concernant un dispositif de transfert peuvent être trouvés dans le brevet US n 5 729 146 dont la

description est incorporée ici à titre de référence.

Un bloc de guidage 50 complète le système de la première réalisation et est situé directement en dessous des extrémités distales des fiches 56 et, sous

une forme préférée, comprend un bloc plastique rectan-

gulaire moulé ou usiné 76, ayant un plan de surface supérieure 80 qui est sous-dimensionné par comparaison à l'ouverture 120 du connecteur 52. Ainsi, le bloc de guidage est dimensionné pour être introduit à travers l'ouverture 120 de façon à permettre à la surface 80 d'être suffisanunmment proche des fiches 56 pour permettre aux broches 60 d'entrer en contact et de coopérer avec les extrémités distales des fiches 56 lorsque les broches 60 sont sorties, au moins partiellement jusqu'à la position "haute", c'est-à-dire comme représenté sur la figure 6. Le bloc 76 comporte également des pieds rectangulaires d'un seul tenant 72, 74, 82, 104, lesquels pieds 72, 74, 82, 104 comprennent des portions cylindriques respectives 90, 92, 94, 106 destinées à être montées dans des trous correspondants (représentés

en 107 sur la figure 1) formés dans la plaque exté-

rieure 26 du dispositif pour fixer de façon amovible le bloc de guidage 76 sur la plaque extérieure 26. Comme on le voit sur les figures 2 et 5, les pieds 72, 74, 82, 104 sont décalés de façon à permettre aux blocs de

guidage d'être montés proches les uns des autres.

Une multiplicité de broches cylindriques élec-

triquement conductrices 60 (en un métal électriquement conducteur, usinable, par exemple en cuivre ou en béryllium ou en laiton semi-dur plaqué or) sont montées, coulissantes, dans des trous cylindriques respectifs (désignés dans leur ensemble en 96). De préférence, les broches 60 sont plus longues que les trous 96 d'environ 3,8-4,3 mmn et chacune des broches 60 comprend des extrémités supérieure 62 et inférieure 64 opposées, qui sont légèrement surdimensionnées par rapport aux trous 96 et aux portions centrales 102 entre les extrémités 62 et 64 de façon à permettre aux broches 60 de coulisser dans les trous 96 tout en les empêchant de tomber hors des trous 96. De préférence, dans cette réalisation, les broches 60 sont des broches monoblocs, les extrémités 62, 64 ont des diamètres maximaux de 1,524 mm, tandis que les portions centrales 102 ont des diamètres de 1,372 mmn. De préférence, mais de façon non nécessaire, les extrémités 62, 64 sont

coniques jusqu'à 1,372 mm. Les broches 60 sont intro-

duites dans le bloc 76 par ajustage forcé. En variante, les broches 60 peuvent être des broches en deux

parties, auquel cas les broches peuvent être introdui-

tes dans le bloc 76 depuis des côtés opposés et ensuite montées ensemble. Chaque broche 60 comprend également des concavités, supérieure 98 et inférieure 109, (c'est-à-dire des surfaces concaves). Les concavités 98, 109 sont adaptées (c'est-à-dire ont des dimensions et des formes appropriées) pour coopérer avec les extrémités distales des fiches de contact 56 et les portions supérieures des broches de transfert 22 respectivement. Par ailleurs, et de façon préférable, le nombre et la configuration des broches 60 correspond au nombre et à la configuration des fiches 56 que l'on désire contrôler par l'appareil. Les dimensions, formes, orientations, configurations et nombre de broches du bloc de guidage peuvent varier, c'est-à-dire

tenir compte des différents connecteurs à contrôler.

En utilisation, le guide 50 est monté de force en position sur la plaque sommitale 26 du dispositif

d'essai. La plaquette à contrôler est ensuite position-

née dans l'appareil de contrôle, adjacente au disposi-

tif de contrôle. Les portions supérieures des broches de transfert 22 entrent en contact avec les concavités

inférieures 109 des broches conductrices 60 et coopè-

rent avec elles. Une force de compression est exercée sur les broches 60 par les sondes chargées par ressort 12 par l'intermédiaire des broches de transfert 22, lesquelles font coulisser les broches 60 vers le haut

dans les trous 96 de telle sorte que les portions supé-

rieures 62 des broches 60 dépassent d'environ 3,8-

4,3 mm la surface supérieure 80 du guide 76 positionné à l'intérieur de l'ouverture 120 du connecteur 52, et les concavités 98 des broches 60 entrent en contact et coopèrent avec les extrémités distales des fiches de contact 56. Lors du contact avec les fiches 56, chacune des broches 60 est pratiquement coaxiale et coopère avec une fiche de contact respective 56. Des signaux électriques d'essai et des réponses peuvent ensuite être transmis entre les fiches de contact 56 et l'analyseur 20 par l'intermédiaire des interrupteurs 24, des sondes d'essai 12, des broches de transfert 22

et des broches 60 du bloc de guidage de l'appareil.

Bien que la réalisation 14 ait été décrite comme comprenant des types spécifiques de dispositifs d'essai (c'est-à-dire analyseur de contrôle 20, interrupteurs 24, base de grille 10 et dispositif de transfert 15 comprenant plusieurs plaques de transfert espacées), si elle est modifiée de façon appropriée, la réalisation

14 peut utiliser d'autres types et d'autres configura-

tions de dispositifs d'essai sans s'écarter de l'esprit de la présente invention. D'autres modifications sont également possibles. Par exemple, bien que les broches du bloc de guidage aient été décrites comme ayant toutes la même longueur et le même diamètre, si les fiches 56 ont des longueurs différentes les unes des autres, l'appareil peut être modifié de telle sorte que les broches 60 aient des longueurs différentes les unes des autres pour permettre aux broches 60 de venir en contact et de coopérer avec les extrémités distales des fiches 56 lorsqu'une force est exercée sur les broches 60 par les broches de transfert 22 de la manière décrite précédemment. L'invention peut être également avantageusement employée en liaison avec le contrôle d'autres composants préfigurés et/ou pour un contrôle

en circuit.

Un dispositif d'essai préféré 120 peut être vu sur la figure 7. Le dispositif d'essai comprend une plaque à sondes de grande surface 122 physiquement fixée par des vis 124 ou d'autres moyens de fixation appropriés au dispositif de transfert 126. De façon caractéristique, les vis passent à travers la plaque à sondes 122 et dans des montants 128 du dispositif de transfert 126. La plaque à sondes 122 comprend plusieurs plaques plus minces 130, qui sont empilées et alignées l'une sur l'autre pour former la plaque à sondes 122. On peut utiliser un nombre de plaques 130 quelconque en fonction des spécifications de hauteur

pour le plan arrière ou l'unité en essai 132 à contrô-

ler. Bien que les figures 7 et 8 montrent une plaquette de circuits imprimés ou un plan arrière avec des

connecteurs blindés, il est bien entendu que le dispo-

sitif d'essai de la présente invention s'applique également au contrôle d'autres types de substrats d'interconnexion ou de substrats destinés au montage de

circuits intégrés ou d'interposeurs de circuits inté-

grés couranmment connus dans la technique. La plaque à sondes 122 a une multiplicité de rangées et de colonnes de trous percés à travers les plaques 130 pour recevoir des sondes à ressort 134 et 136. La plaque à sondes 122 peut recevoir des sondes à ressort de longueur et de force variées pour pénétrer dans les connecteurs 138 et 140 pour établir un contact

avec les broches de connecteur 142 et 144 des connec-

teurs. Bien qu'on ait représenté des sondes à ressort dans la plaque à sondes 122, il est bien entendu qu'on peut utiliser d'autres types de sondes d'essai, par exemple des sondes pleines rectilignes. Comme on le voit sur la figure 8, la plaque à sondes peut avoir des plaques additionnelles plus petites et adaptées 146

positionnées sur la plaque à sondes 122 pour des déga-

gements orientés pour des obstacles sur le plan arrière 132. La dimension et la configuration exactes des plaques 146 dépendent de la configuration et des connecteurs particuliers du plan arrière. Les plaques 146 sont fixées sur la plaque à sondes 122 par les réceptacles des sondes à ressort 134, qui servent à aligner et connecter les plaques 146 à la plaque à

sondes 122.

C'est la plaque à sondes 122 et les plaques à dégagement orienté 146 des dispositifs 120 représentés sur les figures 7 et 8 qui sont adaptées à l'unité en essai, de façon à permettre au dispositif de transfert 126 d'être en totalité sur un seul niveau et dépourvu de complexité de réalisation. Les contacts des sondes à ressort 134 et 136 contre le plan arrière 132 sont

parallèles et perpendiculaires à la plaque à sondes.

Les avantages créés par les dispositifs d'essai des figures 7 et 8 sont qu'ils peuvent incorporer tout dispositif de transfert standard, ce qui minimise les coûts d'assemblage, de matériau et d'étude et procure un transfert simple des emplacements des points de contrôle de l'unité en essai dans l'espace x-y aux

coordonnées x-y des canaux de la grille 148. Le dispo-

sitif d'essai 120 élimine la nécessité de câbler les sondes à ressort et l'aptitude à la maintenance et au service du dispositif est beaucoup plus aisée que pour un dispositif spécialisé traditionnel, car la plaque à sondes peut aisément être séparée du dispositif de transfert en procurant accès à tous les composants du dispositif. Le remaniement du dispositif d'essai 120 est également beaucoup plus simple sans un faisceau de câbles sur l'arrière du dispositif. Les dispositifs d'essai 120 permettent d'utiliser des appareils de contrôle à grille pour contrôler les plans arrière, là o des dispositifs spécialisés étaient nécessaires dans le passé. Un autre avantages est que les sondes à ressort dans la plaque à sondes 120 n'appliquent pas de charge latérale sur les broches de connecteurs 142 et 144, ce qui devient très important, car les connecteurs et leurs broches deviennent plus petits pour se loger dans des ensembles électroniques encore plus petits. La plaque à sondes 122 procure également une plate-forme stable pour résister aux forces de compression et les

transférer pendant les opérations de contrôle.

D'autres modifications sont également possi-

bles. Ainsi, la présente invention ne doit pas être

considérée comme étant limitée seulement aux réalisa-

tions et aux méthodes d'utilisation spécifiques décri-

tes ici, mais plutôt elle doit être considérée comme

ayant une large portée définie seulement par les reven-

dications jointes.

Claims (13)

REVENDICATIONS

1.- Dispositif d'essai pour contrôler un substrat d'interconnexion, caractérisé en ce qu'il comprend:

- un dispositif de transfert (15) ayant une multipli-

cité de plaques de transfert espacées (26, 28, 30,

32) adaptées pour contenir et supporter une multi-

plicité de broches de transfert (22); et - une plaque à sondes (50) solidarisée d'une plaque sommitale (26) du dispositif de transfert, la plaque à sondes ayant une multiplicité de sondes d'essai (12) disposées dans des trous s'étendant à travers la plaque à sondes, les sondes d'essai (12) étant en contact électrique avec les broches de transfert (22) pour transférer des signaux d'essai en provenance du substrat d'interconnexion à une

base de grille (10) disposée en dessous du disposi-

tif de transfert (15).

2.- Dispositif d'essai selon la revendica-

tion 1, dans lequel les sondes d'essai (12) sont des

sondes à ressort de hauteurs variées.

3.- Dispositif d'essai selon la revendica-

tion 1, dans lequel la plaque à sondes (50) comprend au

moins une plaque à sondes à dégagement orienté posi-

tionnée sur une surface supérieure de la plaque à sondes.

4.- Dispositif d'essai selon la revendica-

tion 1, dans lequel la plaque à sondes comprend une multiplicité de minces plaques à sondes individuelles

empilées les unes sur les autres.

5.- Dispositif d'essai selon la revendica-

tion 1, dans lequel les broches de transfert (22) et

les sondes d'essai (12) sont des broches pleines recti-

lignes.

6.- Dispositif de transfert selon la reven-

dication 5, dans lequel une portion des broches de transfert (22) sont inclinées sous un certain angle à

travers les plaques de transfert.

7.- Dispositif d'essai selon la revendica-

tion 1, dans lequel les sondes d'essai (12) sont paral-

lèles les unes aux autres et perpendiculaires à la

plaque à sondes.

8.- Dispositif d'essai (120) pour contrôler des plans arrière d'une plaquette de circuits imprimés

ayant une multiplicité de connecteurs blindés, caracté-

risé en ce qu'il comprend:

- un dispositif de transfert (126) ayant une multi-

plicité de plaques de transfert espacées adaptées pour contenir et supporter une multiplicité de broches de transfert; - une plaque à sondes (122) solidarisée d'une plaque sommitale du dispositif de transfert (126); - une multiplicité de sondes à ressort (134, 136) positionnées dans des trous s'étendant à travers la plaque à sondes et en contact électrique avec les broches de transfert; et

- une base de grille positionnée en dessous du dispo-

sitif de transfert (126) ayant une multiplicité de sondes à ressort en contact électrique avec les

broches de transfert.

9.- Dispositif d'essai selon la revendica-

tion 8, dans lequel les sondes à ressort (134, 136) ont

des hauteurs variables.

10.- Dispositif d'essai selon la revendica- tion 8, dans lequel la plaque à sondes comprend au

moins une plaque à sondes à dégagement orienté posi-

tionnée sur une surface supérieure de la plaque à sondes.

11.- Dispositif d'essai selon la revendica-

tion 8, dans lequel la plaque à sondes (122) comprend

une multiplicité de minces plaques à sondes (146) empi-

lées les unes sur les autres.

12.- Dispositif de transfert selon la reven-

dication 11, dans lequel certaines broches de transfert sont inclinées sous un certain angle à travers les

plaques de transfert.

13.- Dispositif d'essai selon la revendica-

tion 8, dans lequel les sondes à ressort sont parallè-

les les unes aux autres et perpendiculaires à la plaque

à sondes.