FR2501455A1

FR2501455A1 - Automatic multi-point circuit board probe tester - is computer controlled and of bed-of-nails type with double-layer apertured board

Info

Publication number: FR2501455A1
Application number: FR8104329A
Authority: FR
Inventors: Jean-Marie Mariotte
Original assignee: Socapex SA
Current assignee: Socapex SA
Priority date: 1981-03-04
Filing date: 1981-03-04
Publication date: 1982-09-10
Also published as: FR2501455B1

Abstract

The circuit board tester is based on the 'bed of nails' principle. Two boards, each having a rectangular array of holes (Xn,Yn) drilled in itare arranged with the holes in conjunction. Each pair of holes is fitted with a sleeve and the two boards, separated by a small coller, constitute a double-layer grid (1). The sensing probe is introduced into the upper half and the male connection which carries a lead to a multiplexer terminal to the lower half. Two identical insulating grid patterns with holes corresponding to the nodes to be tested are drilled for each circuit to be verified. The co-ordinates of the holes are entered into a memory (5) by means of a computer controlled multiplexer switch (4). This is done whilst the hole-grid is positioned above a board consisting purely of parallel tracks to each of which a signal is applied in turn. Once the cooordinates are established, the test pattern of signals is applied to the probes in the conventional manner. The system is quickly adapted from one test circuit to another.

Description

PROCEDE POUR LE TEST flLClRCUIT DU TYPE IMPRIME
ET DISPOSITIF DE MISE EN OEUVRE DU PROCEDE
La présente invention concerne un procédé pour le test de circuits imprimés comportant des trous répartis sur celui-ci selon les coordonnés Xj, Y et reliés entre eux par des conducteurs électriques selon un circuit à vérifier, le circuit imprimé étant mis au contact dune plaque revêtue d'une pluralité de palpeurs en contact électrique avec les trous du circuit, la vérification de celui-ci s'effectuant à l'aide de moyens de contrôle.PROCEDURE FOR THE FLLClRCUIT TEST OF THE PRINTED TYPE
AND DEVICE FOR IMPLEMENTING THE METHOD
The present invention relates to a method for testing printed circuits comprising holes distributed over it according to the coordinates Xj, Y and connected together by electrical conductors according to a circuit to be checked, the printed circuit being brought into contact with a coated plate a plurality of feelers in electrical contact with the holes of the circuit, the verification thereof being carried out using control means.

Dans la fabrication de circuit imprimé, on est souvent amené à réaliser des circuits sur la demande d'un utilisateur. Ce circuit étant quelques fois fabriqué en un nombre d'exemplaires réduit, les opérations consistant à vérifier ce circuit doivent être réduites au minimum tout en permettant de garantir un bon fonctionnement de celui-ci. Ces vérifications s'effectuent généralement de façon automatique à l'aide d'un appareillage adapté qui consiste d'une part à vérifier que les trajets des conducteurs électriques sont corrects et d'autre part de s'assurer qu'il existe une tension d'isolement suffisante entre ces différents conducteurs électriques. In the manufacture of printed circuits, it is often necessary to produce circuits at the request of a user. This circuit being sometimes made in a reduced number of copies, the operations consisting in checking this circuit must be reduced to the minimum while making it possible to guarantee a good functioning of this one. These verifications are generally carried out automatically using a suitable apparatus which consists on the one hand of verifying that the paths of the electrical conductors are correct and on the other hand of ensuring that there is a voltage d sufficient insulation between these different electrical conductors.

Habituellement, on utilise un appareillage de contrôle automatique piloté par un ordinateur dans lequel se déroule le programme adapté, les signaux envoyés par celui-ci étant connectés à une matrice de palpeurs ou "lit de dous". Usually, an automatic control apparatus controlled by a computer is used in which the adapted program takes place, the signals sent by the latter being connected to a matrix of probes or "bed of dous".

Deux techniques sont actuellement utilisées pour réaliser ces lits de clous. La première consiste à réaliser un lit de clous universel, utilisable pour le test de n'importe quel type de circuits. Two techniques are currently used to make these nail beds. The first consists in making a universal bed of nails, usable for testing any type of circuit.

Dans ce cas, on dispose ces palpeurs côte à côte aussi proche que possible les uns des autres. Généralement, il est donc nécessaire de disposer un palpeur tout les 1,27 mm, pas correspondant au pas le plus petit des circuits imprimés actuellement couramment utilisés. In this case, these probes are placed side by side as close as possible to each other. Generally, it is therefore necessary to have a feeler every 1.27 mm, not corresponding to the smallest pitch of the printed circuits currently commonly used.

Pour des circuits imprimés de dimension de l'ordre de 400 x 400 mm, ceci représente un nombre considérable de clous, voisin de 100 000.For printed circuits of the order of 400 x 400 mm, this represents a considerable number of nails, close to 100,000.

La matrice de palpeurs ainsi constituée est donc d'un coût extrèmement élevé. Par ailleurs, le perçage du support tous les 1,27 mm entraîne une très grande fragilité de celui-ci. Par conséquent, un tel circuit très couteux doit être remplacé relativement souvent à la suite d'une mauvaise manipulation. The probe array thus formed is therefore extremely expensive. Furthermore, the drilling of the support every 1.27 mm results in a very great fragility of the latter. Therefore, such a very expensive circuit must be replaced relatively often as a result of improper handling.

Pour éviter cette fragilité, une deuxième méthode consiste à réaliser des lits de clous à partir d'une plaque perçée de la même manière que le circuit testé, chaque trou étant muni d'un palpeur. A l'autre extrémité du trou, le palpeur est ainsi relié à un fil électrique qui doit être lill-même relié à un multiplexeur connecté à l'ordinateur de contrôle. L'ordinateur connaissant parfaitement l'adresse de chaque point du multiplexeur, il est donc nécessaire d'effectuer une liaison précise et définitive entre chaque point du lit de clous et une entrée dudit multiplexeur. Dans ce but, on réalise généralement une connexion définitive du type soudure ou connexion enroulée elwire-wrapping" en anglais) entre l'extrémité du palpeur et l'entrée du multiplexeur.Cette connexion doit s'effectuer dans un ordre bien déterminé afin que l'ordinateur puisse s'adresser au point voulu de la matrice de palpeurs. Cette opération est particulièrement longue et couteuse à réaliser. Par ailleurs, il est nécessaire que les connexions soient définitives afin d'éviter une déconnexion accidentelle qui nécessiterait de recommencer ltopération. To avoid this fragility, a second method consists in making beds of nails from a plate drilled in the same way as the circuit tested, each hole being provided with a probe. At the other end of the hole, the probe is thus connected to an electric wire which must itself be connected to a multiplexer connected to the control computer. The computer knowing perfectly the address of each point of the multiplexer, it is therefore necessary to make a precise and final connection between each point of the bed of nails and an input of said multiplexer. For this purpose, a final connection of the soldering type or elwire-wrapping connection is generally made between the end of the probe and the input of the multiplexer. This connection must be made in a well-defined order so that the The computer can address the desired point on the probe array. This operation is particularly long and costly to carry out. Furthermore, it is necessary that the connections are final in order to avoid an accidental disconnection which would necessitate restarting the operation.

Par conséquent, lorsque le fabricant de circuits imprimés veut réaliser un autre type de circuits, le lit de dous réalisé pour le précédent circuit n'est plus utilisable directement ni modifiable aisément. La réalisation de ces lits de clous spécifiques pour chaque circuit étant une opération également couteuse, il est impossible de procéder de cette manière, en particulier lorsque l'on veut vérifier des circuits imprimés faisant l'objet d'une petite série. Consequently, when the manufacturer of printed circuits wishes to produce another type of circuit, the bed of dous produced for the previous circuit can no longer be used directly or easily modified. The realization of these specific nail beds for each circuit being an equally expensive operation, it is impossible to proceed in this way, in particular when one wants to check printed circuits which are the subject of a small series.

Le procédé selon l'invention permet d'éviter ces inconvénients. The method according to the invention makes it possible to avoid these drawbacks.

Dans ce but, il est caractérisé en ce qu'il consiste à prendre un lit de clous ayant au moins autant de palpeurs que de trous de circuits à tester, à relier les palpeurs de façon quelconque aux moyens de contrôle du circuit, puis à placer sur la matrice de palpeurs une plaque revêtue de lignes conductrices parallèles, de manière à ce que chaque ligne conductrice soit en contact avec une colonne de la matrice, à envoyer ensuite successivement sur chaque ligne conductrice un signal électrique de manière à déterminer les ordonnées de chaque palpeur qui sont mises dans une première mémoire, puis à placer ladite plaque revêtue de lignes conductrices parallèles de manière à ce que chaque ligne de la matrice soit au contact d'une ligne conductrice de ladite plaque, à envoyer successivement sur chaque ligne conductrice un signal électrique de manière à déterminer les abscisses de chaque palpeur qui sont mises dans une seconde mémoire, le circuit à contrôler étant ensuite placé sur la matrice de palpeurs et soumis au programme de contrôle.For this purpose, it is characterized in that it consists in taking a bed of nails having at least as many feelers as circuit holes to be tested, in connecting the feelers in any way to the circuit control means, then in placing on the probe matrix a plate coated with parallel conductive lines, so that each conductive line is in contact with a column of the matrix, to then send successively on each conductive line an electrical signal so as to determine the ordinates of each feeler which are put in a first memory, then placing said plate coated with parallel conductive lines so that each line of the matrix is in contact with a conductive line of said plate, to send successively on each conductive line electric so as to determine the abscissas of each probe which are put in a second memory, the circuit to be checked then being placed on the matrix probes and subject to the control program.

De cette manière, on résoud ainsi simplement le problème posé : en effet, chaque extrémité d'un palpeur est reliée d'une façon quelconque à une entrée d'un mulptiplexeur. Ces connexions peuvent être aisément démontables puisque l'attribution des adresses s'effectue très simplement. En disposant ensuite la plaque munie de lignes conductrices sur chaque colonne de la matrice de palpeurs, et en envoyant un signal électrique correspondant, on détermine ainsi les ordonnées de chaque point présent dans la colonne correspondante. Il suffit ensuite de positionner cette plaque munie de lignes conductrices parallèles perpendiculairement à sa première position de manière à mettre chaque ligne au contact d'une ligne de la matrice de clous et d'envoyer alors des séries de signaux électriques pour repérer ainsi chaque abscisse de chaque point.De cette manière, chaque point du lit de clous a ainsi des coordonnés enregistrées dans la mémoire de l'ordinateur de contrôle. In this way, we simply solve the problem posed: in fact, each end of a probe is connected in some way to an input of a moqueriplexer. These connections can be easily dismantled since the allocation of addresses is very simple. By then placing the plate provided with conductive lines on each column of the probe array, and by sending a corresponding electrical signal, the ordinates of each point present in the corresponding column are thus determined. It then suffices to position this plate provided with parallel conducting lines perpendicular to its first position so as to bring each line into contact with a line of the matrix of nails and then to send series of electrical signals to thus locate each abscissa of each point. In this way, each point of the bed of nails thus has coordinates recorded in the memory of the control computer.

Selon un mode préférentiel de réalisation, le procédé est caractérisé en ce que l'on envoie un signal différent sur chaque ligne de la plaque revêtue de lignes conductrices. Cette opération peut s'effectuer soit dans le cas du test des abscisses des points, soit dans le cas du test des ordonnées, soit dans les deux cas. According to a preferred embodiment, the method is characterized in that a different signal is sent to each line of the plate coated with conductive lines. This operation can be carried out either in the case of the test of the abscissa of the points, or in the case of the test of the ordinates, or in both cases.

L'invention concerne également un lit de clous spécialement destiné à la mise en oeuvre du procédé ci-dessus. Dans ce but, ce lit de clous est caractérisé en ce qu1il comporte une première plaque isolante supérieure et une deuxième plaque isolante inférieure, percées respectivement d'une pluralité de trous en comcidence les uns avec les autres, dans lesquels sont disposées respectivement les deux parties d'un réceptacle de palpeurs, séparées par une partie plus large que le diamètre du trou évitant ainsi la translation du réceptacle. The invention also relates to a bed of nails specially intended for carrying out the above method. For this purpose, this bed of nails is characterized in that it comprises a first upper insulating plate and a second lower insulating plate, pierced respectively with a plurality of holes in coincidence with each other, in which the two parts are disposed respectively. a probe receptacle, separated by a part wider than the diameter of the hole, thus avoiding the translation of the receptacle.

Un tel lit de clous est particulièrement avantageux puisqu'il permet ainsi de récupérer sans difficulté les réceptacles ce qui conduit à une économie substantielle des appareillages de contrôle du circuit imprimé. En effet, lorsque Pon veut vérifier un nouveau type de circuit imprimé, il suffit de percer deux plaques supplémentaires d'isolant telles que celles qui seront ltobjet de réalisation de circuits imprimés et de disposer de la manière décrite ci-dessus les réceptacles de palpeurs Un tel dispositif est rendu réalisable principalement du fait de l'absence de nécessité de connexions définitives entre les fils électriques reliant chaque clou et l'entrée du multiplexeur.En effet, la partie centrale étant plus large que le trou, elle évite le déplacement du réceptacle: : il suffit de maintenir en pression les deux plaques l'une contre l'autre. Such a bed of nails is particularly advantageous since it thus makes it possible to recover the receptacles without difficulty, which leads to substantial savings in control equipment for the printed circuit. Indeed, when Pon wants to check a new type of printed circuit, it suffices to drill two additional plates of insulation such as those which will be the object of realization of printed circuits and to have in the manner described above the receptacles of probes A such a device is made practicable mainly due to the absence of the need for definitive connections between the electric wires connecting each nail and the input of the multiplexer. Indeed, the central part being wider than the hole, it avoids the displacement of the receptacle :: just keep the two plates pressed against each other.

De préférence, chaque réceptacle sera composé de deux parties cylindriques creuses comportant au niveau de sa partie centrale un bossage circulaire en forme d'anneau encore appelé collerette annulaire. La partie supérieure du réceptacle permettra d'introduire le palpeur, tandis que la partie inférieure permettra d'introduire une fiche mâle pour relier celui-ci au multiplexeur. Preferably, each receptacle will be composed of two hollow cylindrical parts comprising at its central part a circular boss in the form of a ring also called an annular flange. The upper part of the receptacle will allow to introduce the probe, while the lower part will allow to introduce a male plug to connect it to the multiplexer.

L'invention sera mieux comprise à l'aide de l'exemple de réalisation suivant donné à titre non limitatif, conjointement avec les figures qui représentent:
- la figure i, un schéma représentant un lit de clous relié à un multiplexeur,
- la figure 2, la plaque munie de lignes conductrices parallè les utilisées dans le procédé selon l'invention,
- la figure 3, une matrice de palpeurs selon l'invention.The invention will be better understood with the aid of the following embodiment given without implied limitation, together with the figures which represent:
FIG. i, a diagram representing a bed of nails connected to a multiplexer,
FIG. 2, the plate provided with parallel conductive lines used in the method according to the invention,
- Figure 3, a probe array according to the invention.

Sur la figure I, un lit de clous 1 est représenté schématiquement sous forme d'une plaque 2 munie d'une pluralité de trous représentée respectivement par leurs coordonnés, X1 Y1, X1 Y2, X1 Y3' ... Xn Yn Chacun de ces points est relié respectivement à une ligne électrique L1, L2 L3 ... Lm, à un circuit multiplexeur 4, comportant une pluralité de commutateurs 112 12, 13, ... Im.Sous l'action d'un signal de commande SC issu d'un ordinateur de com mande non représenté sur la figure, ces interrupteurs 11 ... 1m sont, soit dans une première position (dirigée vers le haut sur la figure), soit dans une seconde position (dirigée vers le bas sur la figure) correspondant respectivement à la mesure des abscisses et des ordonnées des points munis de clous. Chaque extrémité de ces commuta teurs 11 ... Im est reliée à une mémoire 5. In FIG. 1, a bed of nails 1 is represented diagrammatically in the form of a plate 2 provided with a plurality of holes represented respectively by their coordinates, X1 Y1, X1 Y2, X1 Y3 '... Xn Yn Each of these points is connected respectively to an electrical line L1, L2 L3 ... Lm, to a multiplexer circuit 4, comprising a plurality of switches 112 12, 13, ... Im. Under the action of a control signal SC from of a control computer not shown in the figure, these switches 11 ... 1m are either in a first position (pointing upwards in the figure) or in a second position (pointing downwards in the figure) ) corresponding respectively to the measurement of the abscissa and the ordinate of the points provided with nails. Each end of these switches 11 ... Im is connected to a memory 5.

Sur la figure 2, on a représenté une plaque constituée d'un support isolant revêtu d'une pluralité de lignes conductrices parallèles Bl, B2, B3 ... Bp. Chaque extrémité de ces différentes lignes peut être connectée par des moyens non représentés sur la figure mais schématisé par des traits en pointillé à un générateur de signaux 6. In Figure 2, there is shown a plate consisting of an insulating support coated with a plurality of parallel conductive lines Bl, B2, B3 ... Bp. Each end of these different lines can be connected by means not shown on in the figure but shown diagrammatically by dotted lines at a signal generator 6.

Le fonctionnement de ce dispositif est le suivant : la plaque 7 revêtue de ces lignes conductrices B1, B2 ... Bp est disposée sur le lit de clous 1, les lignes conductrices disposées tout d'abord sur les lignes du lit de clous 1. A l'aide du générateur de signaux 6, on envoie tout d'abord un signal électrique sur la ligne B1. Celle-ci étant par exemple au contact des clous de la première ligne (en bas sur la figure) du lit de clous I, chaque palpeur présent sur cette ligne reçoit un signal qu'il transmet au multiplexeur 4 dont les interrupteurs 11 ... Im sont en position pour donner à la mémoire 5 les apsices des palpeurs.Le générateur 6 envoie ensuite à la ligne B2 un signal électrique et les palpeurs correspondant de la deuxième ligne de la matrice de palpeurs recoivent ainsi ledit signai qu'ils transmettent au multiplexeur 4 de la même manière que précédem ment, et ainsi de suite jusqu'à la ligne de rang n. The operation of this device is as follows: the plate 7 coated with these conductive lines B1, B2 ... Bp is placed on the bed of nails 1, the conductive lines placed first on the lines of the bed of nails 1. Using the signal generator 6, an electrical signal is first sent to line B1. This being for example in contact with the nails of the first line (bottom in the figure) of the bed of nails I, each probe present on this line receives a signal which it transmits to the multiplexer 4 including the switches 11 ... Im are in position to give memory 5 the apsices of the probes. The generator 6 then sends to line B2 an electrical signal and the corresponding probes of the second line of the probe matrix thus receive said signal which they transmit to the multiplexer. 4 in the same manner as above, and so on up to the row of row n.

Le support 7 revêtu de ces lignes conductrices B1 ... B p est ensuite positionné à 90C par rapport à sa position précédente et l'on recommence le même processus que précédemment en engendrant successivement sur chacune des lignes B1, B2 ... B des signaux à
p l'aide du générateur 6, après avoir commuté les interrupteurs sous l'action du signal de contrôle SC dans la position indiquant à la mémoire les ordonnées ues palpeurs. Lorsque J'on a ensuite testé les n colonnes de la manière indiquée ci-dessus, la mémoire 5 possède les coordonnés de chaque palpeur du lit de clous 1.Il suffit ensuite de positionner sur ce lit de clous 1 le circuit à tester et d'effectuer les programmes de test de façon habituelle, bien connue de l'homme de l'art, afin de déterminer si les circuits réalisés sont corrects ou non.The support 7 coated with these conductive lines B1 ... B p is then positioned at 90C relative to its previous position and the same process is repeated as before by successively generating on each of the lines B1, B2 ... B signals to
p using generator 6, after having switched the switches under the action of the control signal SC in the position indicating to the memory the ordinates of the probes. When I have then tested the n columns in the manner indicated above, the memory 5 has the coordinates of each probe of the bed of nails 1. It is then sufficient to position on this bed of nails 1 the circuit to be tested and d carrying out the test programs in the usual way, well known to those skilled in the art, in order to determine whether the circuits produced are correct or not.

Afln de rendre les éléments du lit de clous récupérables, celuici peut être réalisé de la manière indiquée schématiquement sur la figure 3. Le lit de dous 1 est alors constitué d'une plaque supérieure isolante il et d'une plaque inférieure isolante 12 perçées respectivement d'une pluralité de trous tels que 13 et 14. Ces trous sont alignés l'un par rapport à l'autre et l'on introduit dans chacun d'eux une partie d'un réceptacle, respectivement 15 et 16. Ces deux parties supérieure et inférieure 15 et 16 du réceptacle sont séparées par une collerette annulaire 17, ayant un diamètre supérieur à celui des trous 13 et 14. Les deux plaques 11 et 12 sont ainsi espacées d'une distance égale à l'épaisseur de la collerette 17.La partie inférieure du réceptacle 16 se prolonge par une partie mâle 17 qui sera reliée par un fil conducteur au multiplexeur 4. La partie supérieure du réceptacle est creuse et munie d'un palpeur 18 comportant un ressort non représenté sur la figure, autorisant un déplacement de celui-ci dans le sens vertical. Ainsi que cela a été indiqué précédemment, la broche mâle 17 pourra avantageusement être remplacée par une broche femelle rendant le réceptacle sensiblement symétrique et de ce fait très simple à réaliser et à utiliser. In order to make the elements of the bed of recoverable nails, this can be produced in the manner indicated diagrammatically in FIG. 3. The bed of dous 1 then consists of an upper insulating plate 11 and of an insulating lower plate 12 drilled respectively of a plurality of holes such as 13 and 14. These holes are aligned with respect to each other and a part of a receptacle, respectively 15 and 16, is introduced into each of them. These two parts upper and lower 15 and 16 of the receptacle are separated by an annular collar 17, having a diameter greater than that of the holes 13 and 14. The two plates 11 and 12 are thus spaced apart by a distance equal to the thickness of the collar 17 .The lower part of the receptacle 16 is extended by a male part 17 which will be connected by a conductive wire to the multiplexer 4. The upper part of the receptacle is hollow and provided with a feeler 18 comprising a spring not shown in the figure, allowing a move ement of it in the vertical direction. As indicated above, the male pin 17 can advantageously be replaced by a female pin making the receptacle substantially symmetrical and therefore very simple to make and use.

Dans l'exemple illustré ci-dessus, le lit de clous possédait le même nombre de palpeurs que le circuit à tester. II est bien entendu que ce nombre doit être au moins égal au nombre de trous à tester sur le circuit. Il peut être inférieur au nombre de trous du circuit. In the example illustrated above, the bed of nails had the same number of probes as the circuit to be tested. It is understood that this number must be at least equal to the number of holes to be tested on the circuit. It may be less than the number of holes in the circuit.

De même, le nombre p de lignes de la plaque peut être supérieur au nombre de lignes et de colonnes du lit de clous. De même, le lit de clous ne possède pas nécessairement le même nombre de lignes et de colonnes comme dans l'exemple ci-dessus. Ces nombres peuvent être quelconques. Likewise, the number p of rows of the plate can be greater than the number of rows and columns of the bed of nails. Likewise, the bed of nails does not necessarily have the same number of rows and columns as in the example above. These numbers can be any.

Claims

1. A method for testing the printed-type circuit comprising holes distributed thereon according to the coordinates Xi, Yi and connected together according to a circuit to be checked, the printed circuit being brought into contact with a plate coated with a plurality of probes in electrical contact with the holes, the circuit being checked using control means, characterized in that it consists in taking a matrix of probes having at least as many probes as circuit holes to be tested, to connect the probes in any way to the circuit control means, then to place on the probe matrix a plate coated with parallel conducting lines so that each conducting line is in contact with a column of the matrix then send successively on each conductive line an electrical signal so as to determine the ordinates of each probe which are put in a first memory, then to place said plate so that each line of the matrix is in contact with a conducting line, to send successively under each conducting line an electrical signal so as to determine the abscissae of each probe which are put in a second memory, the circuit to be checked then being placed on the matrix probes and subject to the control program.

2. Method according to claim 1, characterized in that the electrical signals sent on the conductive lines of the plate coated with the conductive lines are different for each of the lines.

3. matrix of probes for implementing the method according to one of the preceding claims, characterized in that it comprises an upper plate and a lower plate pierced respectively with a plurality of holes in coincidence with each other, each set of holes in the upper plate and the lower plate being connected by means of a receptacle comprising a part wider than the diameter of the hole disposed between the two plates thus avoiding the translation of the receptacle.

4. probe array according to the preceding claim, characterized in that each receptacle is constituted by two cylinders separated by an annular flange, each cylinder being of substantially equal size and provided with a hollow part in its center intended respectively for the insertion of a probe and a spindle.