Способ трассировки двухсторонней печатной платы с модальным резервированием и уменьшенным количеством проводников

Авторы патента:

H05K3/00 - Способы и устройства для изготовления печатных схем (фотомеханическое изготовление текстурированных поверхностей или поверхностей с рисунком, материалы и оригиналы для этого, аппаратура, специально предназначенная для этого, вообще G03F; использование для изготовления полупроводниковых приборов H01L)

H04B15/02 - снижение уровня помех, создаваемых электрической аппаратурой, с помощью устройств, расположенных на источнике помех или вблизи от него (конструктивное сопряжение с электрическими машинами H02K 11/00)

Владельцы патента RU 2784710:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники" (RU)

Изобретение относится к конструированию печатных плат, конкретно к способам их трассировки. Технический результат - уменьшение массы печатной платы, не уменьшая подавления сверхкороткого импульса. Технический результат обеспечивается тем, что в способе трассировки двухсторонней печатной платы, защищающем от сверхкоротких импульсов, включающем компоновку и трассировку резервируемой и резервной цепей, так что компоновка и трассировка резервируемой цепи выполняются на верхнем слое подложки, а компоновка и трассировка резервной цепи выполняется на нижнем слое подложки зеркально верхнему слою, так что резервируемый и резервный проводники располагаются друг под другом. На верхнем слое подложки опорный проводник выполняется слева от резервируемого проводника, а на нижнем слое подложки опорный проводник выполняется справа от резервного проводника. При этом значение длины линии, умноженное на значение разности максимальной погонной задержки и наибольшей из остальных погонных задержек, не меньше суммы длительностей фронта плоской вершины и спада сверхкороткого импульса, подающегося между резервируемым и опорным проводниками. 1 ил.

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

Известен способ трассировки печатных проводников цепей с резервированием, включающий трассировку печатных 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. Технический результат достигается за счет того, что помеховый импульс, длительность которого меньше разности задержек четной и нечетной мод в структуре связанной линии, образованной парой проводников резервируемой и резервной цепей, подвергается разложению на импульсы меньшей амплитуды, а помеха на заданной частоте может значительно ослабляться за счет резонансов. [Газизов Т.Р., Орлов П.Е., Шарафутдинов В.Р., Кузнецова-Таджибаева О.М., Заболоцкий А.М., Куксенко С.П., Буичкин Е.Н. патент РФ на изобретение №2603850, опубликован 10.12.2016]. Недостатком данного способа является недостаточное ослабление сверхкороткого импульса (СКИ).

Наиболее близким к заявленному является выбранный за прототип способ резервирования для печатных плат, включающий компоновку и трассировку резервируемой и резервной цепей. Компоновка и трассировка резервируемой цепи выполняются на верхнем слое подложки, сигнальные проводники выполняются за счет зазоров в опорной проводящей пластине, а компоновка и трассировка резервной цепи выполняется на нижнем слое подложки зеркально верхнему слою, резервируемые и резервные сигнальные проводники одноименных цепей располагаются друг под другом, а оставшиеся проводники электрически соединяются друг с другом. Технический результат состоит в уменьшении восприимчивости резервируемой цепи к внешним кондуктивным эмиссиям и уменьшение уровня кондуктивных эмиссий от резервируемой цепи. [Газизов Т.Р., Орлов П.Е., Шарафутдинов В.Р., Кузнецова-Таджибаева О.М., Заболоцкий А.М., Куксенко С.П., Буичкин Е.Н. патент РФ на изобретение №2603843, опубликован 10.12.2016]. Недостатками данного способа являются большая масса и недостаточное ослабление сверхкороткого импульса.

Предлагается способ трассировки двухсторонней печатной платы, защищающий от сверхкоротких импульсов, включающий компоновку и трассировку резервируемой и резервной цепей, так что компоновка и трассировка резервируемой цепи выполняются на верхнем слое подложки, а компоновка и трассировка резервной цепи выполняется на нижнем слое подложки зеркально верхнему слою, так что резервируемый и резервный проводники располагаются друг под другом, отличающийся тем, что на верхнем слое подложки опорный проводник выполняется слева от резервируемого проводника, а на нижнем слое подложки опорный проводник выполняется справа от резервного проводника, при этом значение длины линии, умноженное на значение разности максимальной погонной задержки и наибольшей из остальных погонных задержек, не меньше суммы длительностей фронта, плоской вершины и спада сверхкороткого импульса, подающегося между резервируемым и опорным проводниками.

Технический результат состоит в уменьшении массы печатной платы, не уменьшая подавления СКИ. Технический результат достигается тем, что в структуре присутствует лишь два опорных проводников и оптимизации параметров поперечного сечения платы.

На фиг. 1а приведена эквивалентная схема, моделируемая для подтверждения реализуемости способа. Она состоит из трех проводников (четвертый проводник, один из опорных – это схемная земля) длиной l=1 м каждый. Первый (резервируемый) проводник линии на одном конце соединен с источником СКИ, представленным на схеме идеальным источником э.д.с. Е и внутренним сопротивлением R1, а на другом – с нагрузкой, представленной сопротивлением R3. Начало второго (резервного) проводника подключено к схемной земле через резистор R2, а конец – R4. Второй опорный проводник соединен с обоих концов со схемной землей, а R1=R2=R3=R4=50 Ом. Воздействующий СКИ имеет форму трапеции с параметрами: амплитуда – 2 В, нарастание – 150 пс, плоская вершина – 200 пс, спад – 150 пс.

На фиг. 1б приведено поперечное сечение моделируемой структуры. Параметры поперечного сечения: ε_r – относительная диэлектрическая проницаемость, w и t – ширина и толщина проводников, h – толщина диэлектрика, s – расстояние между проводниками. Значения параметров: ε_r=4,5, w=1500 мкм, s=500 мкм, h=500 мкм, t=35 мкм.

Значения параметров поперечного сечения и длины линии обеспечивают минимизацию амплитуды сигнала на выходе и выполнение условия

где τ₃–τ₂ – разность максимальной погонной задержки мод линии и наибольшей из остальных, t_r, t_d и t_f – длительности фронта, плоской вершины и спада импульса соответственно.

Импульсная помеха подавалась между резервируемым (активным) и опорным проводниками, а резервный проводник остается пассивным. Результаты моделирования временного отклика представлены на фиг. 1в (формы напряжения
на входе (- -) и выходе (–) при подаче СКИ на активный проводник структуры, реализующей заявленный способ). На выходе структуры (узел V4) наблюдаются 2 импульса разложения, соответствующие погонным задержкам τ₂=4,73265 нс/м, τ₃=6,43307 нс/м и один импульс малой амплитуды, соответствующий погонной задержке τ₁=4,403 нс/м. Значение максимального напряжения на выходе структуры составляет 0,42 В, тогда как для прототипа оно составляет 0,5 В. Разложение импульсной помехи на последовательность импульсов меньшей амплитуды обусловлено разностью задержек погонных мод в структуре. В случае подачи импульсной помехи между пассивным проводником и любым опорным проводником значение максимального напряжения на выходе структуры составляет 0,42 В (фиг. 1г (формы напряжения
на входе (- -) и выходе (–) при подаче СКИ на пассивный проводники структуры, реализующей заявленный способ)). Отсутствие двух проводников уменьшает массу. Таким образом, показан технический результат, на достижение которого направлен заявленный способ.

Способ трассировки двухсторонней печатной платы с модальным резервированием и уменьшенным количеством проводников, включающий компоновку и трассировку резервируемой и резервной цепей, так что компоновка и трассировка резервируемой цепи выполняются на верхнем слое подложки, а компоновка и трассировка резервной цепи выполняется на нижнем слое подложки, зеркально верхнему слою, так что резервируемый и резервный проводники располагаются друг под другом, отличающийся тем, что на верхнем слое подложки опорный проводник выполняется слева от резервируемого проводника, а на нижнем слое подложки опорный проводник выполняется справа от резервного проводника, при этом значение длины линии, умноженное на значение разности максимальной погонной задержки и наибольшей из остальных погонных задержек, не меньше суммы длительностей фронта плоской вершины и спада сверхкороткого импульса, подающегося между резервируемым и опорным проводниками.

Изобретение относится к области радиоэлектронного машиностроения и может быть использовано при изготовлении различной радиоэлектронной аппаратуры и радиоэлектронных устройств, включая радиоэлектронную аппаратуру космических аппаратов, работающую при воздействии условий космического пространства, с большими сроками активного существования.

Печатная плата с переходным отверстием и способ ее изготовления // 2780372

Изобретение к печатной плате с переходным отверстием и способу ее изготовления. Технический результат - предотвращение проникновения в переходное отверстие жидкого вещества в ходе обработки внешнего слоя печатной платы, что предотвращает коррозию проводников внутренних слоев печатной платы в переходных отверстиях.

Способ изготовления многослойных гибридных керамических плат с переходными металлизированными отверстиями // 2778657

Изобретение относится к технологии создания многослойных плат ВЧ, СВЧ и КВЧ диапазонов на керамических подложках с переходными металлизированными отверстиями. Технический результат - обеспечение возможности создания многослойной структуры с заданным количеством электронных радиоэлементов и переходными металлизированными отверстиями, соединяющими лицевую и противоположную стороны подложки, повышение надежности соединений в микроплатах, улучшение адгезии металлизированных слоев к подложке за счет резистивного подслоя.

Формирование рисунка стека // 2775057

Изобретение относится к способу формирования стека слоев, образующего собой электрическую схему и содержащего ряд уровней неорганических межсоединений. Технический результат - снижение степени разрушения рисунка нижнего слоя межсоединений при травлении слоев вышележащего уровня межсоединений кислотным травителем после этапа нанесения нижележащего диэлектрического слоя за счет применения в качестве диэлектрического слоя несшитого органического полимерного материала.

Способ фиксации электронных модулей при разработке прототипов электронных устройств // 2771936

Изобретение относится к учебным макетным пособиям и может быть использовано для изучения основ электроники, робототехники, схемотехники и электротехники. Технический результат – обеспечение возможности быстрой взаимной фиксации в произвольном порядке модулей, выпускаемых различными производителями.

Электрооптический конструктивный узел с отводом тепла, а также способ изготовления такого конструктивного узла // 2770597

Изобретение относится к электрооптическому конструктивному узлу и способу изготовления электрооптического конструктивного узла. Предложен конструктивный узел (1), состоящий по меньшей мере из одной базовой пластины (2), соединенной с ней обратной пластины (3) и электрооптического элемента (4).

Способ изготовления высокочастотных печатных плат // 2765105

Изобретение относится к области радиоэлектронного машиностроения и может быть использовано при изготовлении печатных плат различной радиоэлектронной аппаратуры и радиоэлектронных устройств с заданными радиотехническими характеристиками, включая высокочастотную радиоэлектронную аппаратуру космических аппаратов, работающую при воздействии условий космического пространства, с большими сроками активного существования.

Способ трассировки двухсторонней печатной платы для цепей с модальным резервированием // 2762336

Нанесение электрических проводников солнечного элемента // 2758792

Изобретение относится к нанесению рисунка электрических проводников на солнечный элемент. Технический результат – предотвращение ограничений на разрешение линий проводников и их точное размещение.

Способ защиты печатных плат от влаги // 2756632

Изобретение относится к области электронной техники и может быть использовано в технологическом процессе изготовления печатных плат, предназначенных для эксплуатации в экстремальных условиях (медицинская техника, оборонная промышленность, атомная промышленность, космическая техника, нефтегазовая промышленность и др.), а также для герметизации бескорпусных электронных элементов, установленных на плате.

Система для оптимизации распределения частот в комплексе компактно расположенных разнотипных радиоэлектронных средств // 2780800

Изобретение относится к области вычислительной техники и телекоммуникаций и может быть использовано для распределения ресурсов при наличии конфликтных комбинаций ресурсов. Технический результат заключается в оптимизации распределения частотных ресурсов между радиоэлектронными средствами комплекса компактно расположенных разнотипных радиоэлектронных средств с обеспечением минимизации взаимных помех.