РАДИОЭЛЕКТРОННЫЙ БЛОК С ВНУТРИПЛАТНОЙ ЭКРАНИРОВКОЙ Российский патент 2009 года по МПК H05K1/00 H05K1/11 H05K9/00 

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано при конструировании радиоэлектронных блоков для решения задач повышения эффективности защиты радиоэлектронного блока от воздействия электромагнитных помех и уменьшения его массогабаритных характеристик.

Известно техническое решение (Свидетельство РФ на полезную модель №11644, опубл. 16.10.1999), в котором узлы электрической схемы, выполненные на соответствующих платах, размещены в отдельных ячейках металлического корпуса - в отфрезерованных углублениях-ячейках монолитного основания, выполненного из титанового сплава.

Недостатком этого технического решения является то, что его конструкция ведет к увеличению массогабаритных характеристик радиоэлектронного блока, а это неприемлемо в летательных аппаратах.

Наиболее близким техническим решением (прототипом) является радиоэлектронный блок (Патент РФ №2172082, Н05К 3/46, Н05К 9/00, опубл. 08.10.2001) с внутриплатной экранировкой, который содержит многослойную печатную плату, несущую печатные проводники, контактные площадки и электрорадиоэлементы, образующие функциональные зоны. В экранируемой зоне проводник питания потенциала «Земля», расположенный во внутреннем проводящем слое печатной платы, выполнен в виде металлизированной плоскости. Экранируемая зона по крайней мере в наружном проводящем слое печатной платы окружена по периметру печатным экранирующим барьером, который связан посредством металлизированных отверстий межслойных соединений с дополнительной металлизированной плоскостью.

Основным недостатком этого технического решения является сниженный экранирующий эффект у границ экранируемых зон печатной платы, что приводит к взаимному влиянию плат друг на друга и увеличению уровня паразитных наводок и наведенных помех в радиоэлектронном блоке. Также для увеличения экранирующего эффекта необходимо множество металлизированных отверстий межслойных соединений, расположенных на большей ширине печатного экранирующего барьера, что приводит к увеличению массогабаритных характеристик прототипа.

Техническим результатом изобретения является повышение эффективности защиты радиоэлектронного блока от воздействия электромагнитных помех, уменьшение его массогабаритных характеристик.

Указанный технический результат достигается тем, что радиоэлектронный блок с внутриплатной экранировкой, содержащий многослойную печатную плату, несущую печатные проводники, контактные площадки и электрорадиоэлементы, образующие функциональные зоны, по крайней мере одна из которых является экранируемой и в которой проводник питания потенциала «Земля», расположенный во внутреннем проводящем слое многослойной печатной платы, выполнен в виде металлизированной плоскости, электрически связанной с точкой подвода потенциала «Земля» на многослойной печатной плате, экранируемая функциональная зона по крайней мере в наружном проводящем слое многослойной печатной платы окружена по периметру печатным экранирующим барьером, электрически связанным посредством конструкционного элемента межслойных соединений с дополнительной металлизированной плоскостью, конструктивный элемент межслойных соединений выполнен в виде металлизированного паза межслойных соединений, проходящего вдоль печатного экранирующего барьера с образованием проводящего рисунка, расположенного в толще многослойной печатной платы перпендикулярно плоскости основания диэлектрика многослойной печатной платы, причем ширина проводящего рисунка равна толщине печатной платы.

Причем металлизированный паз, проходящий вдоль печатного экранирующего барьера, заполнен припоем, а толщина проводящего рисунка, перпендикулярного плоскости основания диэлектрика, равна ширине паза.

Причем печатные экранирующие барьеры расположены по периметру шестиугольника, а функциональные зоны расположены в сотовом порядке.

Причем печатные экранирующие барьеры расположены по периметру квадрата и/или прямоугольника, а функциональные зоны расположены в сотовом порядке.

Причем печатные экранирующие барьеры расположены по длине круга, а функциональные зоны расположены в сотовом порядке.

Причем в функциональных зонах размещены отдельные радиоэлементы или группа электрорадиоэлементов.

В предлагаемой конструкции элементом межслойного соединения является расположенный в толще многослойной печатной платы металлизированный, заполненный припоем паз, который проходит вдоль печатного экранирующего барьера и образует проводящий рисунок, ширина которого равна толщине печатной платы. Такое техническое решение обеспечивает увеличенную эффективность экранирования функциональных зон печатной платы. Применение печатных экранирующих барьеров, расположенных по периметру шестиугольника, или квадрата, и/или прямоугольника, или по длине круга, формирующих экранированные функциональные зоны, расположенные в сотовом порядке, обеспечивает радиоэлектронному блоку снижение его массогабаритных характеристик. Размещение в функциональных зонах отдельных радиоэлементов или группы электрорадиоэлементов позволяет более эффективно защитить радиоэлектронный блок от воздействия электромагнитных помех.

Сущность технического решения показана на чертежах: фиг.1 - пример расположения в блоке электрорадиоэлементов в наружном первом проводящем слое восьмислойной печатной платы (вид со стороны элементов первого проводящего слоя, печатные проводники условно не показаны);

фиг.2 - пример расположения электрорадиоэлементов в наружном восьмом проводящем слое (вид со стороны первого слоя, слои условно прозрачные, печатные проводники не показаны);

фиг.3 - фрагмент рисунка печати наружного первого проводящего слоя;

фиг.4 - фрагмент рисунка печати внутреннего второго проводящего слоя (вид со стороны первого слоя, слои условно прозрачные);

фиг.5 - фрагмент рисунка печати внутреннего третьего проводящего слоя (вид со стороны первого слоя, слои условно прозрачные);

фиг.6 - фрагмент рисунка печати внутреннего четвертого проводящего слоя (вид со стороны первого слоя, слои условно прозрачные);

фиг.7 - фрагмент рисунка печати внутреннего пятого проводящего слоя (вид со стороны первого слоя, слои условно прозрачные);

фиг.8 - фрагмент рисунка печати внутреннего шестого проводящего слоя (вид со стороны первого слоя, слои условно прозрачные);

фиг.9 - фрагмент рисунка печати внутреннего седьмого проводящего слоя (вид со стороны первого слоя, слои условно прозрачные);

фиг 10 - фрагмент рисунка печати внутреннего восьмого проводящего слоя (вид со стороны первого слоя, слои условно прозрачные);

фиг.11 - пример размещения функциональных зон в сотовом порядке, где печатные экранирующие барьеры расположены по периметру шестиугольника.

В заявляемом радиоэлектронном блоке с внутриплатной экранировкой содержатся следующие составные части, где:

1 - многослойная печатная плата;

2 - изоляционные материалы;

3 - печатные проводники;

4 - контактные площадки;

5 - электрорадиоэлементы;

6 - функциональные зоны;

7 - экранируемая функциональная зона;

8 - проводник питания потенциала «Земля»;

9 - второй внутренний проводящий слой;

10 - металлизированная плоскость;

11 - точка подвода потенциала «Земля»;

12 - наружный первый проводящий слой;

13 - наружный восьмой проводящий слой;

14 - печатный экранирующий барьер;

15 - металлизированный паз межслойных соединений;

16 - дополнительная металлизированная плоскость;

17 - пятый проводящий слой;

18 - третий проводящий слой;

19 - четвертый проводящий слой;

20 - электропроводный каркас;

21 - проводящий рисунок проводника, расположенный в толще платы перпендикулярно плоскости основания;

22 - основание диэлектрика многослойной печатной платы;

23 - лицевая сторона - наружный первый проводящий слой;

24 - тыльная сторона - наружный восьмой проводящий слой;

25 - припой;

26 - шестой проводящий слой;

27 - седьмой проводящий слой.

Радиоэлектронный блок с внутриплатной экранировкой содержит многослойную печатную плату 1 (фиг.1), имеющую восемь проводящих слоев, разделенных изоляционными материалами 2, несущую печатные проводники 3 (фиг.3), контактные площадки 4 и электрорадиоэлементы 5 (фиг.1), образующие функциональные зоны 6. По крайней мере одна из функциональных зон 6 является экранируемой 7, в которой проводник 8 (фиг.3) питания потенциала «Земля», расположенный во втором внутреннем проводящем слое 9 (фиг.4) многослойной печатной платы 1, выполнен в виде металлизированной плоскости 10 (фиг.4), электрически связанной с точкой 11 (фиг.1) подвода потенциала «Земля» на многослойной печатной плате 1. Экранируемая функциональная зона 6 в наружном первом 12 ив восьмом проводящих слоях 13 (фиг.2) многослойной печатной платы 1 окружена по периметру печатным экранирующим барьером 14 (фиг.3), электрически связанным посредством металлизированного паза 15 (фиг.1) межслойных соединений с дополнительной металлизированной плоскостью 16 (фиг.7) в пятом проводящем слое 17 многослойной печатной платы 1. Пятый слой 17 (фиг.7) расположен после третьего слоя 18 (фиг.5), четвертого слоя 19 (фиг.6) за вторым слоем 9 (фиг.4), считая от наружного первого проводящего слоя 12 (фиг.1) с печатным экранирующим барьером 13 (фиг.2). Причем указанный печатный экранирующий барьер 14 (фиг.3), дополнительная металлизированная плоскость 16 (фиг.7) и связывающий их металлизированный паз 15 (фиг.1) межслойных соединений образуют электропроводный каркас 20 (фиг.3) внутриплатного объемного экрана. Внутри электропроводного каркаса 20 внутриплатного объемного экрана располагаются печатные проводники 3, относящиеся к экранируемой функциональной зоне 6 (фиг.1), включая проводник 8 (фиг.3) питания потенциала «Земля». Причем конструктивный элемент межслойных соединений выполнен в виде металлизированного паза 15 (фиг.1) межслойных соединений, проходящего вдоль печатного экранирующего барьера 14 (фиг.3) с образованием проводящего рисунка 21 (фиг.1), расположенного в толще многослойной печатной платы 1 перпендикулярно плоскости основания диэлектрика 22 многослойной печатной платы 1, причем ширина проводящего рисунка 21 равна толщине печатной платы 1.

Наружный первый проводящий слой 12 многослойной печатной платы 1 образует ее лицевую сторону 23, а наружный восьмой проводящий слой 24 (фиг.2) - тыльную сторону.

Внутренние проводящие слои многослойной печатной платы 1 - второй проводящий слой 8 (фиг.3), третий проводящий слой 18 (фиг.5), четвертый проводящий слой 19 (фиг.6), пятый проводящий слой 17 (фиг.7), шестой проводящий слой 26 (фиг.8) и седьмой проводящий слой 27 (фиг.9) отделены друг от друга и от наружных проводящих слоев 12 (фиг.1) и 13 (фиг.2) изоляционными материалами 2. Причем металлизированный паз 15 (фиг.1) межслойных соединений, проходящий вдоль печатного экранирующего барьера 14 (фиг.3), заполнен припоем 25 (фиг.1), причем толщина проводящего рисунка 21, перпендикулярного плоскости основания диэлектрика 22, равна ширине паза 15.

Причем печатные экранирующие барьеры 14 (фиг.3) расположены по периметру шестиугольника, а функциональные зоны 6 (фиг.1) расположены в сотовом порядке.

Причем печатные экранирующие барьеры (не показаны) могут быть расположены по периметру квадрата и/или прямоугольника, а функциональные зоны расположены в сотовом порядке.

Причем печатные экранирующие барьеры (не показаны) могут быть расположены по длине окружности, а функциональные зоны расположены в сотовом порядке.

Применение печатных экранирующих барьеров 14 (фиг.3), расположенных по периметру шестиугольника и функциональных зон 6 (фиг.1), расположенных в сотовом порядке, является оптимальным вариантом решения поставленной технической задачи, при этом до 80% увеличивается значение полезной поверхности многослойной печатной платы 1, что подтверждается экспериментальными данными. Предлагаемый вариант решения позволяет размещать в функциональных зонах отдельные радиоэлементы или группу электрорадиоэлементов, что позволяет более эффективно защищать радиоэлектронный блок от воздействия электромагнитных помех.

Таким образом, из рассмотренного следует, что заявляемое изобретение технически осуществимо, промышленно реализуемо и решает поставленную техническую задачу по созданию конструкции радиоэлектронного блока, в котором за счет внутриплатной экранировки с использованием проводящего рисунка в виде металлизированного паза обеспечивается повышение эффективности защиты радиоэлектронного блока от воздействия электромагнитных помех и уменьшаются массогабаритные характеристики устройства.

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано при конструировании радиоэлектронных блоков для решения задач повышения эффективности защиты радиоэлектронного блока от воздействия электромагнитных помех, уменьшения его массогабаритных характеристик. Техническим результатом изобретения является повышение эффективности защиты радиоэлектронного блока от воздействия электромагнитных помех, уменьшение его массогабаритных характеристик. Достигается тем, что радиоэлектронный блок с внутриплатной экранировкой, содержащий многослойную печатную плату, несущую печатные проводники, контактные площадки и электрорадиоэлементы, образующие функциональные зоны, по крайней мере одна из которых является экранируемой и в которой проводник питания потенциала «Земля», расположенный во внутреннем проводящем слое многослойной печатной платы, выполнен в виде металлизированной плоскости, электрически связанной с точкой подвода потенциала «Земля» на многослойной печатной плате, экранируемая функциональная зона по крайней мере в наружном проводящем слое многослойной печатной платы окружена по периметру печатным экранирующим барьером, электрически связанным посредством конструкционного элемента межслойных соединений с дополнительной металлизированной плоскостью. Конструктивный элемент межслойных соединений выполнен в виде металлизированного паза межслойных соединений, проходящего вдоль печатного экранирующего барьера с образованием проводящего рисунка, расположенного в толще многослойной печатной платы перпендикулярно плоскости основания диэлектрика многослойной печатной платы, причем ширина проводящего рисунка равна толщине печатной платы, а металлизированный паз, проходящий вдоль печатного экранирующего барьера, заполнен припоем, толщина проводящего рисунка, перпендикулярного плоскости основания диэлектрика, равна ширине паза. Печатные экранирующие барьеры расположены по периметру шестиугольника, или квадрата, и/или прямоугольника, или по длине круга, при этом функциональные зоны расположены в сотовом порядке; а в функциональных зонах размещены отдельные радиоэлементы или группа электрорадиоэлементов. 5 з.п. ф-лы, 11 ил.

1. Радиоэлектронный блок с внутриплатной экранировкой, содержащий многослойную печатную плату, несущую печатные проводники, контактные площадки и электрорадиоэлементы, образующие функциональные зоны, по крайней мере одна из которых является экранируемой и в которой проводник питания потенциала «Земля», расположенный во внутреннем проводящем слое многослойной печатной платы, выполнен в виде металлизированной плоскости, электрически связанной с точкой подвода потенциала «Земля» на многослойной печатной плате, экранируемая функциональная зона по крайней мере в наружном проводящем слое многослойной печатной платы окружена по периметру печатным экранирующим барьером, электрически связанным посредством конструкционного элемента межслойных соединений с дополнительной металлизированной плоскостью, отличающийся тем, что конструктивный элемент межслойных соединений выполнен в виде металлизированного паза межслойных соединений, проходящего вдоль печатного экранирующего барьера с образованием проводящего рисунка, расположенного в толще многослойной печатной платы перпендикулярно плоскости основания диэлектрика многослойной печатной платы, причем ширина проводящего рисунка равна толщине печатной платы.2. Радиоэлектронный блок по п.1, отличающийся тем, что металлизированный паз, проходящий вдоль печатного экранирующего барьера, заполнен припоем, причем толщина проводящего рисунка, перпендикулярного плоскости основания диэлектрика, равна ширине паза.3. Радиоэлектронный блок по п.1, отличающийся тем, что печатные экранирующие барьеры расположены по периметру шестиугольника, а функциональные зоны расположены в сотовом порядке.4. Радиоэлектронный блок по п.1, отличающийся тем, что печатные экранирующие барьеры расположены по периметру квадрата и/или прямоугольника, а функциональные зоны расположены в сотовом порядке.5. Радиоэлектронный блок по п.1, отличающийся тем, что печатные экранирующие барьеры расположены по длине круга, а функциональные зоны расположены в сотовом порядке.6. Радиоэлектронный блок по п.1, отличающийся тем, что в функциональных зонах размещены отдельные радиоэлементы или группа электрорадиоэлементов.