Устройство экранирования электронных узлов многослойной свч платы от электромагнитного излучения

Изобретение относится к устройствам защиты СВЧ модулей от внешнего и внутреннего паразитного электромагнитного излучения (ЭМИ) и может быть использовано для экранирования узлов СВЧ модуля от любого ЭМИ. Техническим результатом является обеспечение реализации разночастотных СВЧ каналов для проведения сигналов одновременно без воздействия узлов разных частот друг на друга и упрощение конструкции в целом. Устройство экранирования электронных узлов многослойной СВЧ платы от ЭМИ представляет собой многослойную плату с N-проводящими слоями и переходными отверстиями, в которой формируются колодцы, на дно которых установлены активные (кристаллы) и пассивные элементы, подлежащие экранированию, при этом по периметру колодцев многослойной платы выполнены углубления, в виде замкнутой канавки, заполненные металлом, образуя барьерный экран, представляющий собой вертикальную металлизированную стенку, связанную с проводником потенциала «Земля». В вертикальной металлизированной стенке для высокочастотных дорожек в i-м проводящем слое выполнены экранирующие переходы – «рукава», которые представляют собой земляные полигоны, находящиеся в проводящих слоях под (i+1) и над (i-1) дорожкой и соединенные по всей длине высокочастотной дорожки барьерными экранами, расположенными на расстоянии, равном зазору копланарной линии передач от высокочастотной дорожки, при этом барьерный экран и земляные полигоны выполнены из одного металла или сплава металлов. 3 ил.

 

Описание изобретения

Устройство экранирования электронных узлов многослойной СВЧ платы от электромагнитного излучения

Изобретение относится к радиоэлектронике, а именно к устройствам защиты СВЧ модулей от внешнего и внутреннего паразитного электромагнитного излучения (ЭМИ) и может быть использовано для экранирования узлов СВЧ модуля от любого ЭМИ.

В качестве ближайшего аналога заявленного изобретения выбран способ экранирования в электронном модуле, предложенный в патенте Российской Федерации на изобретение № 2602835 (заявка от 13.05.2015 RU2015117915). Техническим результатом данного изобретения, является полное экранирование узлов электронного модуля на многослойной печатной плате от внешних паразитных излучений в диапазоне частот от единиц герц до десятков гигагерц. Результат достигается тем, что в многослойной печатной плате готовят углубление, на дно которого устанавливают активные (кристаллы) и пассивные элементы (конденсаторы, индуктивности, резисторы), подлежащие экранированию. По периметру углубления создают переходные отверстия под вертикальные напыленные проводники, отстоящие друг от друга на расстоянии намного меньше длин волн паразитных излучений, вертикальными проводниками соединяют необходимые проводники в слоях печатных проводников с проводящим слоем на диэлектрической подложке либо с проводящей подложкой. Проводящий слой или проводящую подложку заземляют, с проводящим слоем или проводящей подложкой соединяют элементы в углублении, требующие заземления. В углублении соединяют активные и пассивные элементы с проводниками с помощью микросварки, наконец, проводники с помощью токопроводящего клея соединяют с крышкой из токопроводящей резины.

Однако, недостатком известного технического решения является ограниченность диапазона частот, в рамках которого производится экранирование узлов, а также отсутствие возможности создания разных частотных каналов в одном модуле.

В свою очередь, заявленное техническое решение направлено на создание устройства экранирования электронных узлов в многослойной СВЧ плате, обеспечивающее возможность реализации, разночастотных СВЧ каналов для проведения сигналов одновременно без воздействия узлов разных частот друг на друга и упрощение конструкции в целом. Также задачей заявленного устройства является полное экранирование элементов электронного модуля на многослойной плате, как от внешних паразитных излучений, создаваемых элементами, не входящими в состав тракта, так и от внутренних ЭМИ, формируемых мощными элементами СВЧ тракта, в диапазоне частот от единиц герц до сотен гигагерц.

Для достижения технического результата устройство экранирования электронных узлов многослойной СВЧ платы от электромагнитного излучения представляет собой многослойную плату с N-проводящими слоями и переходными отверстиями, в которой формируются колодцы, на дно которых установлены активные (кристаллы) и пассивные элементы, подлежащие экранированию, при этом по периметру колодцев многослойной платы выполнены углубления, в виде замкнутой канавки, заполненные металлом, образуя барьерный экран, представляющий собой вертикальную металлизированную стенку, связанную с проводником потенциала «Земля». В вертикальной металлизированной стенке для высокочастотных дорожек в i-м проводящем слое выполнены экранирующие переходы – «рукава», которые представляют собой земляные полигоны, находящиеся в проводящих слоях под (i+1) и над (i-1) дорожкой и соединенные по всей длине высокочастотной дорожки барьерными экранами, расположенными на расстоянии равному зазору копланарной линии передач от высокочастотной дорожки, при этом барьерный экран и земляные полигоны выполнены из одного металла или сплава металлов.

На фиг. 1 схематично представлен общий вид устройства экранирования СВЧ узлов от электромагнитного излучения, на котором:

1 – многослойная плата;

2 – керамическая подложка (0,5 мм AlN);

3 – проводящие металлические слои;

4 – диэлектрические слои;

5 – переходные отверстия;

6 – колодец,

7 – вертикальная металлизированная стенка - барьерный экран;

8 – пассивные элементы, не требующие экранирования (резисторы, конденсаторы, индуктивности);

9 – активные (кристаллы) и пассивные элементы, нуждающиеся в экранировании

10 – зазор для копланарной линии;

11 – разварка СВЧ элементов;

12 – крышка для колодца 6;

13 – экранирующий переход – рукав;

14 – окна.

Сущность работы устройства заключается в следующем.

Устройство экранирования электронных узлов представляет собой многослойную плату 1 с установленными на нее активными (кристаллы) и пассивными (конденсаторы, индуктивности, резисторы) элементами. Многослойная плата 1 состоит из керамической подложки 2 толщиной 0,5 мм выполненной из нитрида алюминия (AlN), служащей теплоотводом, и последовательно нанесенных N проводящих металлических 3 и (N-1) диэлектрических 4 слоев. Проводящие металлические слои 3 нанесены на подложку 2 и на каждый диэлектрический слой 4, на которых в дальнейшем формируется топология, отвечающая схемотехническому рисунку и полигоны металла, несущие потенциал «Земля» (далее - земляные полигоны), причем земляные полигоны заполняют почти все оставшееся пространство на поверхности диэлектрического слоя 4.

На фиг.2 представлен общий вид колодца 6 сверху, с установленными в него элементами 9.

Межслойные электрические соединения выполнены с помощью переходных отверстий 5 в диэлектрике, причем соединения могут проводиться с любого слоя на любой. При этом, в плате сформированы колодцы 6, на дно которых установлены активные и пассивные элементы 9, требующие экранирования. Также, по периметру колодца 6 выполнена замкнутая полая область в виде канавок в диэлектрических слоях 4, заполненная металлом, соединенным с потенциалом «Земля», образуя сплошную металлическую стенку 7, которая является барьерным экраном (см. фиг. 1 и 3) для
элементов 9, установленных в колодец 6. Таким образом, барьерный экран 7 защищает электронные узлы 9, находящиеся в колодце 6, от любого ЭМИ, распространяющегося вне колодца. При этом барьерный экран 7 дополнительно защищает элементы схемы 8, находящиеся вне колодца, и элементы 9 находящиеся в соседних колодцах от паразитного излучения, формируемого мощными элементами в колодце 6.

Для подвода питания и управляющих сигналов к кристаллу, и отведения обработанной информации, в барьерном экране 7 выполнены неметаллизированные области – окна 14. Окна 14 используются для проведения всех низкочастотных дорожек сквозь барьерный экран 7. При этом количество и размер окон 14 должны быть минимально возможными для используемого конструктивного исполнения.

На фиг.3 схематично представлено продольное сечение многослойной платы 1 по i-м проводящему слою.

В вертикальной металлизированной стенке 7 для высокочастотных дорожек в i-м проводящем слое выполнены экранирующие переходы –
рукава 13 (см. фиг 3), которые представляют собой земляные полигоны, находящиеся в проводящих слоях под (i+1) и над (i-1) дорожкой и соединенные по всей длине высокочастотной дорожки барьерными экранами, расположенными на расстоянии равном зазору 10 копланарной линии передач от высокочастотной дорожки (см. фиг.2). При этом рукав 13 и стенка 7 выполнены из одного металла или сплава металлов для обеспечения наилучших СВЧ характеристик высокочастотной дорожки проведенной внутри рукава 13.

На сформированную плату установлены активные и пассивные элементы тракта, причем элементы, требующие экранирования 9, установлены в колодцы 6, а элементы, не требующие экранирования 8, установлены на верхнем проводящем слое. Установка элементов может проводится на токопроводящий клей, либо пайкой (пассивные поверхностные компоненты) и эвтектикой (активные и пассивные кристаллы). Далее проводится разварка кристаллов 11 на проводящий рисунок на всех проводящих слоях и над колодцем 6 устанавливается крышка 12, выполненная из токопроводящего материала, для экранирования и герметизации кристаллов.

Устройство экранирования электронных узлов многослойной СВЧ платы от электромагнитного излучения, представляющее собой многослойную плату с N-проводящими слоями и переходными отверстиями, в которой формируются колодцы, на дно которых установлены активные (кристаллы) и пассивные элементы, подлежащие экранированию, отличающееся тем, что

по периметру колодцев многослойной платы выполнено углубление в виде замкнутой канавки, заполненное металлом, образуя барьерный экран, представляющий собой вертикальную металлизированную стенку, связанную с проводником потенциала «Земля»,

в вертикальной металлизированной стенке для высокочастотных дорожек в i-м проводящем слое выполнены экранирующие переходы – рукава, которые представляют собой земляные полигоны, находящиеся в проводящих слоях под (i+1) и над (i-1) дорожкой и соединенные по всей длине высокочастотной дорожки барьерными экранами, расположенными на расстоянии, равном зазору копланарной линии передач от высокочастотной дорожки, при этом

барьерный экран и земляные полигоны выполнены из одного металла или сплава металлов.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к мобильному терминалу и, в частности, к теплоотводящей и экранирующей конструкции мобильного терминала. Технический результат – обеспечение возможности выполнения мобильного терминала и теплоотводящей и экранирующей конструкции легче и тоньше.

Устройство для поглощения электрических помех в кабелях содержит корпус, состоящий из двух чашевидных деталей, шарнирно соединенных друг с другом. Каждая из чашевидных деталей предназначена для приема ферритового элемента.

Использование: для экранирования электромагнитных полей. Сущность изобретения заключается в том, что электромагнитный экран содержит герметичную оболочку, внутри которой расположена гелеобразная композиция, образованная гелем с частицами материалов, взаимодействующих с электромагнитным излучением, оболочка выполнена из материала с низкой паропроницаемостью, дисперсионная среда геля является диэлектрической жидкостью, при этом частицы материалов, взаимодействующих с электромагнитным излучением, обладают минимальным отражением электромагнитного излучения и максимальным поглощением электромагнитного излучения, а содержание в гелеобразной композиции частиц материалов, взаимодействующих с электромагнитным излучением, составляет не более 50 мас.

Изобретение относится к области разработки устройств защиты от электромагнитного излучения, а именно к способам и устройствам по оценке эффективности средств экранирования, и может быть использовано при разработке защитных покрытий радиоэлектронной аппаратуры.

Изобретение относится к области электроники, а именно к конструкциям корпусов для усилителей мощности, и может быть использовано для отвода теплового излучения от электронных компонентов усилителя, а также их экранирования от электромагнитного излучения.

Изобретение относится к области радиотехники, в частности к экранирующим устройствам, обеспечивающим электромагнитную совместимость радиоэлектронной аппаратуры в области энергоинформационной защиты средств обработки и отображения информации.

Изобретение относится к многослойным покрытиям, используемым в радиоэлектронной и приборостроительной технике, в частности, при создании экранов для защиты от воздействия внешних магнитных и электромагнитных полей естественного и искусственного происхождения различных биологических и технических объектов.

Изобретение относится к области радиотехники, в частности защиты от электромагнитных помех радиоэлектронной аппаратуры, и может найти применение в создании корпусов радиоэлектронной аппаратуры с повышенной эффективностью экранирования контактного торцевого соединения разъемных корпусов.

Изобретение относится к области радиотехники, в частности к области защиты информации от утечки по техническим каналам, фактором которых служат побочные электромагнитные излучения.

Изобретение относится к электронным схемам и корпусам для электронных схем. Техническим результатом является предотвращение электрических замыканий и уменьшение электромагнитных помех к(от) драйверу(а) освещения.

Изобретение относится к технологии монтажа микроэлектронных компонентов в модули с встроенными в плату компонентами. Технический результат - упрощение процесса изготовления микроэлектронных узлов, увеличение плотности упаковки компонентов, улучшение массогабаритных характеристик сборочного узла.

Изобретение относится к области изготовления электронной аппаратуры с применением многослойных печатных плат (МПП). Технический результат - создание конструкции печатной платы (ПП) с встроенными активными и пассивными бескорпусными электро-радиоизделиями (ЭРИ), не подвергающимися воздействию высоких температур и давления, позволяющей устанавливать ЭРИ высотой в сотни микрон и, как следствие, повышенной емкости и мощности.

Изобретение относится к области изготовления электронной аппаратуры с применением многослойных печатных плат (МПП). Технический результат - создание конструкции печатной платы (ПП) с встроенными активными и пассивными бескорпусными электро-радиоизделиями (ЭРИ), не подвергающимися воздействию высоких температур и давления, позволяющей устанавливать ЭРИ высотой в сотни микрон и, как следствие, повышенной емкости и мощности.

Настоящее изобретение относится к приборостроению, а именно к технологии производства пластичных электронных устройств и межсоединений, которые обладают способностью компенсировать большие деформации (растяжение и сжатие), сохраняя при этом функциональное состояние, и способу получения таких пластичных устройств и межсоединений для технологии производства радиоэлектронных узлов.

Изобретение относится к устройствам радиоэлектронной аппаратуры. Технический результат - обеспечение требуемой токовой нагрузки до 20 А для сильноточных проводящих слоев многослойной печатной платы, равномерный отвод тепла от области нагрева платы, а также создание улучшенных условий пайки электромонтажных элементов.

Изобретения относятся к способу селективного разделения переходного отверстия в печатной плате для получения электроизоляционного участка между двумя проводящими участками указанного переходного отверстия.

Изобретение предназначено для конструирования и изготовления многослойных печатных плат (ПП) для высокоплотного монтажа поверхностно-монтируемых компонентов (ПМК) с матричным расположением выводов в корпусах типа BGA, CGA.

Изобретение относится к многопроводным гибким электрическим соединениям и может быть использовано для сборки микроэлектронных приборов. Технический результат - улучшение технологичности процесса изготовления гибких шлейфов и процесса последующего соединения элементов микросборок с использованием этих гибких шлейфов.

Изобретение относится к радиоэлектронике и может быть использовано при изготовлении печатных плат, применяемых при конструировании радиоэлектронной техники. Технический результат - повышение степени интеграции и снижение массогабаритных показателей ИМС.

Изобретение относится к производству многослойных печатных плат (МПП) с высокой плотностью размещения элементов и может быть использовано при монтаже микросхем с малым шагом.

Изобретение относится к радиотехнике. Модуль отображения LCD мобильного терминала включает в себя экран отображения и гибкую печатную схему, выходящую из верхней части экрана отображения; при этом верхняя часть экрана отображения предусмотрена с участком с выемкой для размещения функционального модуля мобильного терминала, и гибкая печатная схема предусмотрена с отверстием в позиции, соответствующей участку с выемкой, при этом гибкая печатная схема электрически соединяется с верхней частью модуля отображения LCD.

Изобретение относится к устройствам защиты СВЧ модулей от внешнего и внутреннего паразитного электромагнитного излучения и может быть использовано для экранирования узлов СВЧ модуля от любого ЭМИ. Техническим результатом является обеспечение реализации разночастотных СВЧ каналов для проведения сигналов одновременно без воздействия узлов разных частот друг на друга и упрощение конструкции в целом. Устройство экранирования электронных узлов многослойной СВЧ платы от ЭМИ представляет собой многослойную плату с N-проводящими слоями и переходными отверстиями, в которой формируются колодцы, на дно которых установлены активные и пассивные элементы, подлежащие экранированию, при этом по периметру колодцев многослойной платы выполнены углубления, в виде замкнутой канавки, заполненные металлом, образуя барьерный экран, представляющий собой вертикальную металлизированную стенку, связанную с проводником потенциала «Земля». В вертикальной металлизированной стенке для высокочастотных дорожек в i-м проводящем слое выполнены экранирующие переходы – «рукава», которые представляют собой земляные полигоны, находящиеся в проводящих слоях под и над дорожкой и соединенные по всей длине высокочастотной дорожки барьерными экранами, расположенными на расстоянии, равном зазору копланарной линии передач от высокочастотной дорожки, при этом барьерный экран и земляные полигоны выполнены из одного металла или сплава металлов. 3 ил.

Наверх