СПОСОБ ЭКРАНИРОВАНИЯ В ЭЛЕКТРОННОМ МОДУЛЕ
METHOD OF SHIELDING IN ELECTRONIC MODULE

Изобретение относится к радиоэлектронике, а именно к способам защиты в электронном модуле от паразитных излучений в диапазоне частот от единиц герц до десятков гигагерц. Это изобретение может быть использовано для решения задачи защиты (экранирования) узлов модуля от помех и побочных излучений.
Защита от помех может осуществляться в соответствии с патентом РФ №2172080. Здесь "для питания радиоэлектронного блока используется один внешний источник питания. Радиоэлектронный блок содержит многослойную печатную плату с числом проводящих слоев N≥6, в которой на наружных первом и N-м проводящих слоях размещены печатные проводники, контактные площадки и электрорадиоэлементы, сгруппированные по M зонам. Первая из M зон - зона функционального размещения аналоговых электрорадиоэлементов, последующие М-1 зоны - зоны функционального размещения цифровых электрорадиоэлементов. Земляные плоскости первой зоны расположены в двух внутренних проводящих слоях - втором и (N-1)-m, соседствующих с наружными первым и N-м проводящими слоями. Земляные плоскости третьей и последующих зон расположены в одном из внутренних проводящих слоев, соседствующем с первым или N-м наружным проводящим слоем. Земляные плоскости третьей и последующих зон связаны по печати друг с другом и расположенной в этом же проводящем слое земляной плоскостью первой зоны. Между вторым и (N-1)-m проводящими слоями в i-м проводящем слое располагаются проводники питания первой зоны, а в j-м проводящем слое, где j≠i, располагаются плоскости цифрового питания третьей и последующих зон. Электрические связи между зонами осуществляются посредством печатных проводников, расположенных преимущественно на наружном проводящем слое, соседствующем с внутренним проводящим слоем, в котором расположены земляные плоскости всех зон. Межслойные соединения печатных проводников осуществляются посредством металлизированных отверстий межслойных соединений".
Недостаток - все микросхемы или кристаллы находятся на верхнем слое платы и остаются открытыми для помех. Поэтому требуется дополнительное экранирование.
Защита от помех может осуществляться также в соответствии с патентом РФ №2287919. Изобретение "может быть использовано при конструировании модулей приемников сигналов спутниковых радионавигационных систем (СРНС).
<…>
Сущность изобретения заключается в следующем. Модуль приемника сигналов СРНС содержит многослойную печатную плату с N проводящими слоями и переходными отверстиями, посредством которых осуществляются межслойные электрические соединения, несущую печатные проводники и электрорадиоэлементы электрической схемы, предназначенной для приема и обработки сигналов СРНС, высокочастотный соединитель, предназначенный для подвода к многослойной печатной плате сигналов СРНС, и низкочастотный соединитель, предназначенный для подвода к многослойной печатной плате напряжения питания и управляющих сигналов и отвода от нее обработанных сигналов. При этом печатные проводники и электрорадиоэлементы сгруппированы по зонам аналоговой и цифровой обработки сигналов, экранируемым с помощью барьерных и плоскостных экранов, причем барьерные экраны образованы соединенными соответствующими переходными отверстиями экранирующими печатными проводниками, выполненными в проводящих слоях друг под другом, а плоскостные экраны образованы земляными плоскостями, служащими проводниками питания потенциала "Земля" для электрорадиоэлементов соответствующих зон. При этом земляная плоскость зоны цифровой обработки сигналов электрически соединена с выводом "Земля" низкочастотного соединителя, а вывод "Питание" низкочастотного соединителя электрически соединен с входным выводом входного фильтра питания, расположенного в зоне цифровой обработки сигналов. В отличие от прототипа зона аналоговой обработки сигналов занимает проводящие слои с первого по n-й, а зона цифровой обработки сигналов располагается под зоной аналоговой обработки сигналов и занимает проводящие слои с (n+1)-го по N-й, где n≥5, N-n>5, причем межслойные электрические соединения в каждой из этих зон осуществляются с помощью глухих переходных отверстий, а межслойные электрические соединения между этими зонами осуществляются с помощью сквозных переходных отверстий. При этом в n-м проводящем слое располагается первая дополнительная экранирующая плоскость, соединенная соответствующими глухими переходными отверстиями с экранирующими печатными проводниками барьерного экрана зоны аналоговой обработки сигналов, расположенными по периметру этой зоны в проводящих слоях с первого по (n-1)-й, а в (n+1)-м проводящем слое располагается вторая дополнительная экранирующая плоскость, соединенная соответствующими глухими переходными отверстиями с экранирующими печатными проводниками барьерного экрана зоны цифровой обработки сигналов, расположенными по периметру данной зоны в проводящих слоях с (n+2)-го по N-й. При этом земляные плоскости зон аналоговой и цифровой обработки сигналов, располагающиеся соответственно в i-м проводящем слое между первым и n-м проводящими слоями и в k-м проводящем слое между (n+1)-м и N-м проводящими слоями, соединены друг с другом и с обеими дополнительными экранирующими плоскостями с помощью соответствующего сквозного переходного отверстия. Выходной вывод входного фильтра питания электрически соединен с входным выводом расположенного в N-м проводящем слое в зоне цифровой обработки сигналов формирователя напряжения цифрового питания, выходной вывод которого электрически соединен с плоскостью цифрового питания, расположенной в m-м проводящем слое между (n+1)-м и N-м проводящими слоями, где m≠k. Кроме того, выходной вывод входного фильтра питания электрически соединен с входным выводом расположенного в первом проводящем слое в зоне аналоговой обработки сигналов формирователя напряжения аналогового питания, выходной вывод которого электрически соединен с общей точкой проводников аналогового питания, расположенных в j-м проводящем слое между первым и n-м проводящими слоями, где j≠i".
Недостаток тот же - все микросхемы или кристаллы находятся на верхнем слое платы и остаются открытыми для помех. И здесь требуется корпусирование узлов изделия для экранирования и уменьшения взаимного влияния.
Отмеченный выше недостаток устраняется использованием клетки Фарадея. Для ее реализации выполняют следующие операции (пример создания экранированного узла электронного модуля иллюстрируется фиг. 1 и 2).
1. В многослойной печатной плате готовят углубление, на дно которого устанавливают активные (кристаллы) и пассивные элементы (конденсаторы, индуктивности, резисторы) 10, подлежащие экранированию (1 - диэлектрическая подложка, 2 - нанесенный на нее проводящий слой, 4, 6, 8 - слои печатных проводников, 3, 5, 7 - диэлектрические слои).
2. По периметру углубления создают переходные отверстия под вертикальные напыленные проводники 11, отстоящие друг от друга на расстояния намного меньшие длин волн паразитных излучений (примерно в 20 раз) (фиг. 2). Вертикальными проводниками 11 соединяют необходимые проводники в слоях 4, 6, 8 со слоем 2 (фиг. 1). Благодаря тому что вертикальные проводники 11 имеют зазоры между собой, возможно провести между ними печатные проводники к элементам в углублении.
3. Заземляют слой 2. Элементы в углублении, требующие заземления, соединяют со слоем 2.
4. В углублении соединяют активные и пассивные элементы 10 с проводниками 4 с помощью микросварки 12 (фиг. 1, 2).
5. Проводники 8, 11 с помощью токопроводящего клея соединяют с крышкой из токопроводящей резины 13 (фиг. 1).
На фиг. 1 и 2 9 - активные и пассивные элементы вне зоны экранирования.
Технический результат изобретения - полное экранирование узлов электронного модуля на многослойной печатной плате от внешних паразитных излучений в диапазоне частот от единиц герц до десятков гигагерц.