Многослойная печатная плата с защитным покрытием
Владельцы патента RU 2324306:
ВОЕННАЯ АКАДЕМИЯ ВОЙСКОВОЙ ПРОТИВОВОЗДУШНОЙ ОБОРОНЫ ВООРУЖЕННЫХ СИЛ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ (RU)
Изобретение относится к технике электрического печатного монтажа, в частности к конструкциям печатных плат для средств автоматики и вычислительной техники. При использовании печатных плат в быстродействующих цифровых устройствах печатные проводники на плате становятся источниками излучения электромагнитных полей (ЭМП). В результате воздействия высокочастотных ЭМП возможно нарушение работоспособности цифровых устройств. Технический результат - повышение качества защиты печатных плат от воздействия ЭМП - достигается тем, что в многослойной печатной плате, состоящей из сигнальных диэлектрических слоев, содержащих топологический рисунок печатного монтажа, чередующихся с экранирующими слоями, выполненными в виде сетки, которая снабжена печатными проводниками, повторяющими конфигурацию топологического рисунка соседнего сигнального слоя, наружные слои покрывают защитным покрытием, состоящим из смеси ферритового порошка с полимерным связующим на основе защитных лаков или компаундов, путем намазывания, окунания или напыления.
Изобретение относится к технике электрического печатного монтажа, в частности к конструкциям печатных плат для средств автоматики и вычислительной техники.
При использовании печатных плат в быстродействующих цифровых устройствах печатные проводники на плате становятся источниками излучения электромагнитных полей (ЭМП). В результате воздействия высокочастотных ЭМП возможно нарушение работоспособности цифровых устройств. Традиционным решением в конструировании печатных плат является применение чередующихся экранирующих слоев с максимально возможной площадью экранирования. Однако это не обеспечивает защиту от воздействия ЭМП наружных слоев печатных плат, так как внешние помехи, создаваемые соседними с платой устройствами, и внутренние помехи, создаваемые элементами печатного монтажа, на наружных слоях печатной платы не будут нейтрализованы.
Известна конструкция многослойной платы, состоящей из нескольких склеенных между собой сигнальных слоев, имеющих топологический рисунок печатного монтажа и заданные электрические связи между слоями, причем для обеспечения контролируемых перекрестных наводок многослойная печатная плата снабжена сплошными экранирующими слоями, накоротко соединенными со слоем «земля» по переменному току [1].
Недостатками данной конструкции являются:
во-первых, резкое увеличение вероятности отказа с увеличением габаритных размеров платы при использовании сплошных экранирующих слоев из-за расслоения вследствие различных физических свойств диэлектрика и проводящего слоя;
во-вторых, наружные слои многослойных печатных плат остаются не защищенными от воздействия как внешних, так и внутренних электромагнитных помех;
в-третьих, применение сплошных экранирующих слоев ведет к увеличению веса печатной платы.
Известна также конструкция многослойной печатной платы, состоящая из нескольких сигнальных слоев с топологическим рисунком печатного монтажа, чередующихся с экранирующими слоями, выполненными в виде сетки, что позволяет снизить вес платы и повысить ее надежность вследствие меньшей вероятности ее расслоения [2].
Недостатками данной конструкции являются:
во-первых, низкая помехоустойчивость и сильное влияние перекрестных наводок при наличии проводников различного сечения и конфигурации, что обуславливает ее неприменимость при работе на повышенных частотах, при малых временах нарастания и спада информационного сигнала и при использовании приборов с высоким входным сопротивлением, причем с увеличением площади многослойной платы указанные недостатки резко возрастают;
во-вторых, наружные слои многослойных печатных плат остаются не защищенными от воздействия как внешних, так и внутренних электромагнитных помех.
Наиболее близким к предполагаемому техническому решению является конструкция многослойной печатной платы, которая состоит из диэлектрических сигнальных слоев, содержащих топологический рисунок печатного монтажа, а также экранирующих слоев, выполненных в виде сетки и снабженных печатными проводниками, повторяющими конфигурацию проводников ближайшего сигнального слоя [3].
Недостатком данной конструкции является то, что наружные слои многослойных печатных плат остаются не защищенными от воздействия как внешних, так и внутренних электромагнитных помех.
Технический результат предлагаемого изобретения - повышение качества защиты печатных плат от воздействия ЭМП.
Технический результат достигается тем, что в многослойной печатной плате, состоящей из сигнальных диэлектрических сигнальных слоев, содержащих топологический рисунок печатного монтажа, чередующихся с экранирующими слоями, выполненными в виде сетки, которая снабжена печатными проводниками, повторяющими конфигурацию топологического рисунка соседнего сигнального слоя, наружные слои покрыты защитным покрытием, состоящим из смеси ферритового порошка с полимерным связующим.
Предлагаемая конструкция многослойной печатной платы позволит обеспечить защиту печатных проводников наружных слоев печатных плат от воздействия ЭМП соседних устройств, уменьшить влияние печатных проводников друг на друга и снизит величину излучения ЭМП печатной платой в окружающее пространство. Это достигается за счет того, что комбинированное защитное покрытие, содержащее ферритовый порошок, поглощает ЭМП, излучаемое печатными проводниками и окружающими печатную плату устройствами.
Состав защитного покрытия получают путем добавления в раствор полимерного связующего ферритового порошка. В качестве феррита используют Mn- Zn-, Ni- Zn-, Ba- ферриты, а в качестве полимерного связующего используют лаки (ФЛ-98, ЭТР-5, ПФЛ-86 и др.) или компаунды (ЭПК-1, ЭПК-4, ЭЗК-6 и др.), применяемые в электронике для защиты от воздействий агрессивной внешней среды. Концентрация ферритового порошка составляет 15-25%. Наносится защитное покрытие на наружные слои многослойной печатной платы путем окунания в раствор, напылением или намазыванием. Толщина защитного покрытия составляет 0,4-0,7 мм.
Таким образом, применение данной конструкции печатных плат в быстродействующих устройствах сложных цифровых систем позволяет повысить качество защиты печатных плат от воздействия ЭМП, уменьшает взаимодействие между печатными проводниками на наружных слоях печатных плат, снижает излучение ЭМП в окружающее пространство, что обеспечивает улучшение электромагнитной совместимости печатной платы с другими устройствами, а полимерное связующее комбинированного защитного покрытия значительно снижает воздействие агрессивной окружающей среды.
Источники информации
1. Долкарт В.М., Новик Г.X. Конструктивные и электрические характеристики многослойных печатных плат. М.: Советское радио, 1974. 88 с.
2. ОСТ 4 Г0. 10.011. Редакция 1-70 «Платы печатные. Конструирование». с.14, п. 6.25, 6.26.
3. SU, 1029434 A, 15.07.1983. Многослойная печатная плата (прототип).
Многослойная печатная плата с защитным покрытием, состоящая из сигнальных диэлектрических слоев с топологическим рисунком печатного монтажа, чередующихся с экранирующими слоями, выполненными в виде сетки, на которую нанесены печатные проводники, повторяющие конфигурацию топологического рисунка соседнего сигнального слоя, отличающаяся тем, что наружные слои печатной платы покрыты защитным покрытием, состоящим из смеси ферритового порошка с полимерным связующим на основе защитных лаков или компаундов.
