Способ трассировки печатных проводников с дополнительным диэлектриком для цепей с двукратным резервированием

Изобретение относится к конструированию печатных плат, конкретно – к способам их трассировки. Технический результат - повышение надежности за счет увеличения кратности резервирования и помехозащищенности за счёт увеличения длительности импульса помехи, который будет разлагаться полностью. Достигается тем, что в способе трассировки печатных проводников с дополнительным диэлектриком для цепей с резервированием, включающем трассировку резервируемых и резервных проводников с опорным проводником в виде отдельного слоя, так что цепи имеют один опорный проводник. Каждая из резервируемой и резервной цепей образуют структуру связанной линии тремя проводниками, расположенными с минимально технологически допустимым зазором, вдоль которых этот зазор заполняется материалом с относительной диэлектрической проницаемостью, большей, чем у материала подложки печатной платы. Резервируемым выбирается средний проводник резервируемой цепи. 4 ил.

 

Изобретение относится к конструированию печатных плат, конкретно - к способам их трассировки.

Наиболее близким по техническому решению является выбранный за прототип способ трассировки печатных проводников с дополнительным диэлектриком для цепей с резервированием, включающий трассировку резервируемых и резервных проводников с опорным проводником в виде отдельного слоя, резервируемая и резервная цепи имеют один опорный проводник, резервируемые и резервные проводники одноименных цепей прокладываются парами, параллельно друг другу, на одном слое, с минимально технологически допустимым зазором между резервируемым и резервным проводниками, вдоль которых этот зазор заполняется материалом с относительной диэлектрической проницаемостью, большей, чем у материала подложки печатной платы. Недостатком этого способа является малые надежность и помехозащищенность.

Предлагается способ трассировки печатных проводников с дополнительным диэлектриком для цепей с резервированием, включающий трассировку резервируемой и резервной цепей с опорным проводником в виде отдельного слоя, так что цепи имеют один опорный проводник, проводники резервируемой и резервной цепей прокладываются параллельно друг другу, на одном слое, отличающийся тем, что каждая из резервируемой и резервной цепей образуют структуру связанной линии тремя проводниками, расположенными с минимально технологически допустимым зазором, вдоль которых этот зазор заполняется материалом с относительной диэлектрической проницаемостью, большей, чем у материала подложки печатной платы, и резервируемым выбирается средний проводник резервируемой цепи.

Техническим результатом является повышение надежности за счет увеличения кратности резервирования, и помехозащищенности за счёт увеличения длительности импульса помехи, который будет разлагаться полностью.

Технический результат достигается за счет того, что помеховый сигнал, длительность которого меньше разности задержек четной и нечетной мод в структуре связанной линии, образованной тремя проводниками резервируемой и резервных цепей, подвергается модальным искажениям: разложению на импульсы меньшей амплитуды (при рассмотрении сигнала во временной области).

Фиг. 1. Поперечное сечение структуры с двукратным резервированием, где проводники: А - активный; О - опорный; П1, П2, П3 - пассивные.

Фиг. 2. Принципиальная схема структуры с двукратным резервированием при крайнем (а) и среднем (б) активных проводниках.

Фиг. 3. Сигналы в начале (-) и конце (-) активного проводника при крайнем (а) и среднем (б) активных проводниках.

Фиг. 4. Сигналы в конце активного проводника при крайнем (-) и среднем (-) активных проводниках в сравнении с двухпроводной структурой (--).

Достижимость технического результата продемонстрирована на примере распространения импульсной помехи с ЭДС 2 В с длительностями фронтов и плоской вершины 200 пс в структуре связанных линий длиной 1 м (фиг. 1). Геометрические параметры проводников структуры: ширина проводника w = 185 мкм, толщина проводника t = 36 мкм, расстояние от торца проводника до торца диэлектрика d = 555 мкм, расстояние между проводниками s = 185 мкм, расстояние от проводников до опорного слоя h = 200 мкм, диэлектрические проницаемости ε_r1 = 4, ε_r2 = 30. Номинал резисторов R был выбран равным среднему геометрическому волновых сопротивлений четной и нечетной мод для случая двух проводников.

Импульсная помеха подавалась между резервируемой трассой (активный проводник) и опорным проводником, функцию резервных трасс выполняют пассивные проводники (фиг. 2). На фиг. 3 приведены формы напряжения на ближнем конце трехпроводной структуры при крайнем (узел 2 на фиг. 2а) и среднем (узел 3 на фиг. 2б) активных проводниках. Максимальные амплитуды импульсов 0,5 и 0,58 В при крайнем и среднем активных проводниках, соответственно. Задержки мод по отклику 6,85, 7,7, 8,8 нс при крайнем и 6,85, 8,8 нс при среднем активных проводниках. Таким образом, при среднем активном проводнике амплитуда импульсов на 16% больше, чем при крайнем, но средний импульс, в силу симметрии воздействия, отсутствует, что удваивает максимальную длительность разлагаемого импульса.

На фиг. 4 представлены амплитуды напряжений на дальнем конце резервируемой цепи для случая при крайнем и среднем активным проводниках в трехпроводной структуре в сравнении с двухпроводной с такими же геометрическими и электрофизическими параметрами. Амплитуды импульсов разложения на дальнем конце резервируемой цепи для двухпроводной структуры равны по 0,49 В, что на 0,01 и 0,9 В меньше, чем при крайнем и среднем активных проводниках, соответственно. Задержки мод по отклику для двухпроводной структуры 6,88 и 8,22 нс, что меньше, чем в предлагаемом способе.

Таким образом, результаты моделирования показывают, что предлагаемый способ трассировки печатных проводников цепей с резервированием позволяет повысить надежность за счет увеличения кратности резервирования, и помехозащищенность за счёт увеличения длительности импульса помехи, который будет разлагаться полностью.

Cпособ трассировки печатных проводников с дополнительным диэлектриком для цепей с резервированием, включающий трассировку резервируемой и резервной цепей с опорным проводником в виде отдельного слоя, так что цепи имеют один опорный проводник, проводники резервируемой и резервной цепей прокладываются параллельно друг другу, на одном слое, отличающийся тем, что каждая из резервируемой и резервной цепей образуют структуру связанной линии тремя проводниками, расположенными с минимально технологически допустимым зазором, вдоль которых этот зазор заполняется материалом с относительной диэлектрической проницаемостью, большей, чем у материала подложки печатной платы, и резервируемым выбирается средний проводник резервируемой цепи.