ДВУСТОРОННЯЯ ПЕЧАТНАЯ ПЛАТА

Полезная модель относится к радиотехнике, в частности к микроэлектронике, а именно к двусторонним печатным платам, используемым в конструкциях бортового радиоэлектронного оборудования космических аппаратов и предназначено для защиты от воздействия радиации установленных на них электрорадиоизделий.
При отсутствии защиты электрорадиоизделия (ЭРИ) бортового радиоэлектронного оборудования космических аппаратов подвергаются воздействию ионизирующих излучений космического пространства: электронное излучение, протонное излучение, электромагнитное излучение низкой интенсивности. Для обеспечения стойкости радиоэлектронного оборудования к воздействию ионизирующих излучений космического пространства (ИИ КП) в нем используют радиационно-стойкие электрорадиоизделия и/или экранирование.
Один из эффективных способов снижения воздействия ионизирующих излучений космического пространства на электрорадиоизделия заключаются в поглощении энергии излучения при его прохождении через толщу какого-либо вещества. Для обеспечения защиты радиоэлектронного оборудования (в т.ч. печатных узлов) от ионизирующих излучений в настоящее время наиболее широко используются экраны из алюминиевых сплавов, легированных элементами с высоким атомным номером (лантаноидами и редкоземельными элементами), сплавы на основе тугоплавких и редкоземельных металлов и др.
Конструкция печатного узла (ПУ) представляет собой печатную плату (ПП) с установленными на ней ЭРИ. Применяемые в настоящее время печатные платы изготавливаются из фольгированных стеклотекстолитов марок СФ-1Н-35Г СФ-2Н-35Г СФ-1Н-50Г СФ-2Н-50Г (ГОСТ 10316-78). Эти материалы являются композиционными и состоят из нескольких листов стеклоткани толщиной 100 мкм, пропитанных отвержденными эпоксидно-диановыми или полиэфирными смолами.
Недостатком такой конструкции печатной платы является низкий уровень поглощения энергии излучения, что приводит к необходимости применения либо глобальной защиты (экранирования) печатного узла в целом, либо локальной защиты отдельных электрорадиоизделий, установленных на нем. Первое приводит к ухудшению массо-габаритных показателей бортового радиоэлектронного оборудования, второе - к усложнению технологического процесса изготовления печатного узла.
Известно защитное покрытие элементов радиоэлектронной аппаратуры, размещаемое на подвергающихся воздействию ионизирующего излучения поверхностях. При использовании такого покрытия защита ЭРИ от радиационного воздействия обеспечивается приклеиванием такого покрытия на противоположную от ЭРИ сторону несущей печатной платы. (Патент РФ №2304557, МПК H01Q 17/00, В82В 1/00, опубл. 20.08.2007 г.)
Недостатком известного покрытия, которым снабжаются печатные платы, является то, что оно не обеспечит защиту ЭРИ от ионизирующих излучений космического пространства в случае размещения ЭРИ на обеих сторонах печатной платы и не позволит избежать усложнения техпроцесса изготовления печатного узла.
Технической задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является создание конструкции печатной платы, обеспечивающей дополнительную защиту электрорадиоизделий от воздействия ионизирующих излучений космического пространства.
Поставленная техническая задача решается тем, что в двусторонней печатной плате, включающей диэлектрическую подложку из, по меньшей мере, двух слоев стеклоткани, с отверстиями и контактными площадками и сформированную на ней электрическую схему, согласно предложенной полезной модели, диэлектрическая подложка дополнительно снабжена защитным экраном, размещенным между слоями стеклоткани и выполненным из материала, обеспечивающего локальное экранирование для телесных углов до 2 π стерадиан.
Заявляемая полезная модель характеризуется следующими дополнительными существенными признаками:
- защитный экран выполнен в виде слоя фольги из металла высокой плотности;
- защитный экран выполнен в виде слоя фольги из металла, выбранного из группы: церий, гафний, тантал, вольфрам.
- защитный экран выполнен в виде слоя фольги из тугоплавкого высокопрочного металла или сплава.
- защитный экран выполнен в виде слоя фольги из металла, выбранного из группы: алюминий, титан, ванадий, хром, ниобий, молибден, цирконий, никель, кобальт или их сплавов.
- в защитном экране сформированы технологические вырезы, соответствующие месту размещения переходных отверстий на печатной плате.
Техническим результатом, достижение которого обеспечивается реализацией всей заявляемой совокупностью существенных признаков, является повышение эффективности защиты электрорадиоизделий, размещенных на печатной плате, от воздействия ионизирующих излучений космического пространства за счет снижения интенсивности отказов и случайных сбоев радиоэлектронной аппаратуры при воздействии тяжелых заряженных частиц солнечных космических лучей и галактического космического излучения, представляющих существенную опасность для полупроводниковых изделий микроэлектроники.
Сущность заявляемой полезной модели поясняется рисунком, где на фиг.1. представлена конструкция двухсторонней печатной платы с защитным экраном.
Рисунок на фиг.1 включает следующие позиции:
1 - стеклоткань
2 - защитный экран
3 - эпоксидно-диановая (или полиэфирная) смола
4 - контактная площадка.
Двустороння печатная плата включает диэлектрическую подложку из, по меньшей мере, двух слоев стеклоткани 1. Между слоями стеклоткани 1 встроен защитный экран 2.. Все слои диэлектрической подложки связаны между собой слоями эпоксидно-диановой или полиэфирной смолы 3. На поверхности диэлектрической подложки выполнены отверстия (на фиг. не показаны), контактные площадками 4 и электрическая схема.
Защитный экран выполнен из материала, обеспечивающего локальное экранирование для телесных углов до 2 π стерадиан.
Наличие встроенного в печатную плату защитного экрана обеспечивает радиационную стойкость, установленных на ее обеих поверхностях, электрорадиоизделий к воздействию ионизирующих излучений (поглощенных доз электронов, протонов и суммарной дозы) за счет чего снижается интенсивность отказов и случайных сбоев радиоэлектронной аппаратуры при воздействии тяжелых заряженных частиц солнечных космических лучей и галактического космического излучения, представляющих существенную опасность для полупроводниковых изделий микроэлектроники.
Защитный экран выполняется в виде слоя фольги из металла высокой плотности (с высоким атомным номером), выбранного из группы: церий, гафний, тантал, вольфрам.
Защитный экран также может быть выполнен в виде слоя фольги из тугоплавкого высокопрочного металла или сплава, выбранных из группы: алюминий, титан, ванадий, хром, ниобий, молибден, цирконий, никель, кобальт или их сплавов.
В защитном экране сформированы технологические вырезы, соответствующие месту размещения переходных отверстий на печатной плате. Однако для технологии «монтаж на поверхности» количество таких вырезов даже у двухсторонних печатных плат относительно не велико, а, следовательно, на эффективность защиты это не окажет существенного влияния.
Таким образом, предложенная полезная модель позволит создать печатные узлы, обеспечивающие дополнительную защиту ЭРИ, расположенных на обеих сторонах печатных узлов, для телесных углов до 2 π стерадиан.