ПЛАТА ПЕЧАТНАЯ
PRINTED CIRCUIT BOARD

Область техники.
Заявляемое изобретение относится к областям электротехники и радиотехники, а именно к изделиям радиоэлектронной аппаратуры. Заявляемая плата печатная используется для соединения радиоэлектронных компонентов согласно электрической схеме в узлах радиоэлектронных устройств, преимущественно в светодиодных лампах.
Предшествующий уровень техники.
Среди печатных плат известна, например, печатная плата, содержащая основание, на обеих сторонах которого выполнены проводящие рисунки. Все требуемые электрические соединения двух сторон соединяются преимущественно сквозными металлизированными отверстиями. (А. Медведев «Печатные платы. Конструкции и материалы», Москва: Техносфера, 2005, стр. 23 [1]).
Недостатком указанного аналога [1] является то, что при использовании проводников проводящего рисунка не только для передачи электрических сигналов, но и для теплопередачи, и если эти проводники имеют различную площадь, но должны рассеивать одно и то же количества тепла, происходит неравномерный теплоотвод от проводников проводящего рисунка. Это при использовании печатной платы приводит к перегреву проводников и смонтированных на них радиоэлектронных компонентов, и снижает надежность как самой печатной платы, так и изделия, в состав которого она входит.
Также известна печатная плата, содержащая диэлектрическое основание, на первой и второй сторонах которого выполнены проводники и контактные площадки. Контактные площадки двух сторон электрически соединены металлизированными отверстиями (Е.В. Пирогова «Проектирование и технология печатных плат», Москва: ФОРУМ: ИНФРА-М, 2005, стр.153-155 [2]).
Указанному аналогу [2] также присущ недостаток предыдущего аналога [1]. Указанная печатная плата [2] является по совокупности существенных признаков наиболее близким устройством того же назначения к заявляемому изобретению Поэтому она принята в качестве прототипа заявляемого изобретения.
Раскрытие изобретения.
Технической задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является повышение надежности печатной платы.
Техническим результатом, обеспечиваемым заявляемым изобретением, является обеспечение равномерного отвода тепла от контактных площадок печатной платы при сохранении возможности их электрического соединения.
Сущность изобретения состоит в том, что плата печатная содержит диэлектрическое основание с контактными площадками на первой стороне, соединенными сквозными металлизированными переходными отверстиями с металлизированными участками на второй стороне. При этом каждая контактная площадка соединена указанными переходными отверстиями не более чем с одним металлизированным участком, при этом площади участков прямо пропорциональны количеству соединенных с ними контактных площадок.
Металлизированные участки предпочтительно занимают максимально возможную площадь второй стороны печатной платы.
Диэлектрическое основание может выполнено жестким. При этом диэлектрическое основание предпочтительно выполнено из текстолита.
Диэлектрическое основание может быть выполнено гибким.
Два металлизированных участка электрически преимущественно соединены каждый с одной контактной площадкой, а остальные металлизированные участки соединены каждый с двумя контактными площадками.
Два металлизированных участка могут быть электрически соединены каждый с двумя контактными площадками, а остальные металлизированные участки соединены каждый с четырьмя контактными площадками.
На первую и вторую поверхности платы предпочтительно нанесена паяльная маска.
Краткое описание чертежей.
На фигуре 1 показана схема первой стороны платы печатной, на фиг.2 - схема второй стороны платы печатной по примеру 3, на фиг.3 - схема второй стороны платы печатной по примеру 4.
Осуществление изобретения.
Плата печатная (фиг.1, 2) представляет собой диэлектрическое основание (1), на первой стороне которого выполнены печатные проводники (2) и контактные площадки (3), а на второй стороне выполнены металлизированные участки (4).
Диэлектрическое основание (1) представляет собой диэлектрическую пластину и выполнено с возможностью воспринимать технологии печати. Диэлектрическое основание (1) может быть выполнено жестким или гибким. Жесткое диэлектрическое основание (1) выполнено предпочтительно из текстолита. Топология печатных проводников (2) и контактных площадок (3) на первой стороне основания (1) и топология металлизированных участков (4) на второй стороне основания (1) представляют собой печатные рисунки печатной платы.
Печатные проводники (2) представляют собой дорожки токопроводящего материала, нанесенные на первую сторону диэлектрического основания (1) известными методами печатного монтажа. Электропроводящим материалом печатных проводников (2) предпочтительно является медь. Печатные проводники (2) предназначены для подвода напряжения питания к радиоэлектронным компонентам, преимущественно светодиодам, монтируемым на первую сторону печатной платы.
Контактные площадки (3) выполнены на первой стороне диэлектрического основания (1) и представляют собой участки печатных проводников, предназначенные для присоединения выводов радиоэлектронных компонентов, преимущественно светодиодов. При этом одна контактная площадка (3) предназначена для присоединения одного вывода радиоэлектронного компонента.
Сквозные металлизированные переходные отверстия (5) электрически соединяют контактные площадки (3) на первой стороне основания (1) с металлизированными участками (4) на второй стороне основания (1). При этом отверстия (5) предназначены для передачи электрических сигналов и тепла от контактных площадок (3) на металлизированные участки (4). Одна контактная площадка (3) может быть соединена указанными переходными отверстиями не более чем с одним металлизированным участком (4). Но один металлизированный участок (4) может быть соединен с несколькими контактными площадками (3).
Металлизированные участки (4) на второй стороне основания (1) выполняют проводящую и теплоотводящую функции. Каждый металлизированный участок (4) выполнен в виде электрически замкнутой площадки, преимущественно многоугольной. Металлизированные участки (4) занимают как можно большую часть поверхности второй стороны диэлектрического основания (1). Предпочтительно выполнять металлизированные участки (4) так, чтобы они занимали максимально возможную площадь второй стороны печатной платы. Площади участков (4) прямо пропорциональны количеству соединенных с ними контактных площадок (3). Примеры реализации печатной платы с указанным признаком описаны ниже.
С целью защиты проводящих рисунков первой и второй сторон печатной платы, на обе ее поверхности нанесена паяльная маска. Паяльная маска представляет собой электроизоляционное термостойкое покрытие, например эмалевое покрытие или покрытие сухим пленочным фоторезистом. При этом паяльная маска с первой стороны (со стороны контактных площадок (3)) имеет белый цвет, так как это повышает отражательную способность печатной платы.
Примеры конкретного выполнения.
Пример 1. Печатная плата содержит шесть металлизированных участков (4), каждый из которых электрически соединен с двумя контактными площадками (3) двумя парами сквозных металлизированных переходных отверстий (5). При этом площади металлизированных участков (4) соотносятся между собой как 2:2:2:2:2:2, то есть площади металлизированных участков (4) равны между собой.
Пример 2. Печатная плата содержит двенадцать металлизированных участков (4), каждый из которых электрически соединен с четырьмя контактными площадками (3) четырьмя парами сквозных металлизированных переходных отверстий (5). При этом площади металлизированных участков (4) соотносятся между собой как 4:4:…:4, то есть площади металлизированных участков (4) равны между собой.
Пример 3. Печатная плата содержит двадцать четыре металлизированных участка (4) (фиг.2). При этом:
- первый и двадцать четвертый металлизированные участки (4) электрически соединены каждый с одной контактной площадкой (3) парой сквозных металлизированных переходных отверстий (5);
- каждый из металлизированных участков (4) со второго по двадцать третий электрически соединены с двумя контактными площадками (3) двумя парами сквозных металлизированных переходных отверстий (5).
При этом площади металлизированных участков (4) соотносятся между собой как 1:2:2:…:2:2:1. То есть:
- площади первого и двадцать четвертого металлизированных участков (4) равны между собой;
- площади каждого из металлизированных участков (4) со второго по двадцать третий равны между собой;
- площадь второго металлизированного участка (4) в два раза больше площади первого металлизированного участка (4).
Пример 4. Печатная плата содержит двенадцать металлизированных участков (4) (фиг.3). При этом:
- первый и двенадцатый металлизированные участки (4) электрически соединены каждый с двумя контактными площадками (3) двумя парами сквозных металлизированных переходных отверстий (5);
- каждый из металлизированных участков (4) со второго по одиннадцатый электрически соединены с четырьмя контактными площадками (3) четырьмя парами сквозных металлизированных переходных отверстий (5).
При этом площади металлизированных участков (4) соотносятся между собой как 2:4:4:…:4:4:2. То есть:
- площади первого и двенадцатого металлизированных участков (4) равны между собой;
- площади каждого из металлизированных участков (4) со второго по одиннадцатый равны между собой;
- площадь второго металлизированного участка (4) в два раза больше площади первого металлизированного участка (4).
Реализация конструктивных элементов заявляемого изобретения не ограничивается приведенными выше примерами. Описание работы.
Использование заявляемой платы печатной заключается в том, что к ее контактным площадкам (3) припаивают однотипные радиоэлектронные компоненты, преимущественно светодиоды. Затем, полученный печатный узел устанавливают в узел радиоэлектронной аппаратуры, преимущественно в корпус светодиодной лампы. Установку этого печатного узла преимущественно производят так, чтобы металлизированные участки (4) механически соприкасались с элементами узла радиоэлектронной аппаратуры, предназначенными для обеспечения отвода тепла от печатной платы.
При эксплуатации печатного узла тепло от ножек радиоэлектронных компонентов передается контактным площадкам (3). Затем через металлизированные сквозные переходные отверстия (5) тепло передается к металлизированным участкам (4). Так как участки (4) занимают большую часть площади второй стороны основания (1), теплоотвод от этих участков (4) будет идти с максимальной скоростью. Так как площадь участков (4) прямо пропорциональна количеству соединенных с ней контактных площадок (3), и радиоэлектронные компоненты являются однотипными, то отвод тепла от металлизированных участков (4) происходит равномерно. Максимальная скорость отвода тепла в сочетании с равномерностью этого процесса обеспечивает эффективность отвода тепла, обеспечиваемую заявляемой печатной платой.
Таким образом, из вышеизложенного следует, что в заявляемой плате печатной заявляемый технический результат: «обеспечение равномерного отвода тепла от контактных площадок печатной платы при сохранении возможности их электрического соединения» достигается за счет того, что плата печатная содержит диэлектрическое основание с контактными площадками на первой стороне, соединенными сквозными металлизированными переходными отверстиями с металлизированными участками на второй стороне. При этом каждая контактная площадка соединена указанными переходными отверстиями не более чем с одним металлизированным участком, при этом площади металлизированных участков соотносятся между собой как количество контактных площадок, с которыми они соответственно электрически соединены.
Промышленная применимость.
Авторами изобретения изготовлен опытный образец заявленной платы печатной, испытания которого подтвердили достижение технического результата.
Заявляемая плата печатная реализована с применением промышленно выпускаемых устройств и материалов, может быть изготовлена на электротехническом предприятии и найдет широкое применение в электронной промышленности и приборостроении.
Источники информации
1. А. Медведев «Печатные платы. Конструкции и материалы», Москва: Техносфера, опубл. 2005 г.
2. Е.В. Пирогова «Проектирование и технология печатных плат», Москва: ФОРУМ: ИНФРА-М, опубл. 2005 г.