EA003157B1

EA003157B1 - Некруговые соединительные отверстия для печатных плат

Info

Publication number: EA003157B1
Application number: EA200100329A
Authority: EA
Inventors: Мартин А. Коттон
Original assignee: Виэсистемз Груп, Инк.
Priority date: 1998-09-10
Filing date: 1999-09-07
Publication date: 2003-02-27
Also published as: WO2000014771A2; IL141826A0; DE69934814D1; ES2281188T3; TR200100713T2; DE69934814T2; KR100455021B1; NO20011219D0; EP1127387A1; EP1127387A4; PL346561A1; WO2000016443A1; JP2002525854A; HK1042780A1; NO20011219L; CN1133240C; EA200100329A1; CA2343445A1; KR20030074544A; AU5812099A

Abstract

Предлагаются некруговые микроотверстия (102) для печатных плат и способ их получения.

Description

Область техники

Это изобретение относится к печатным платам, и особенно к сквозным микроотверстиям с покрытием и экранирующим структурам для печатных плат, а также к способу создания таких отверстий и экранирующих структур.

Уровень техники

Целью в области проектирования печатных плат всегда было увеличение функциональности и емкости компонентов. Почти с начала появления печатных плат инженеры старались добавить им все больше и больше функциональности, и, следовательно, больше соединительных цепей. Эти цепи проходят из стороны в сторону и из слоя в слой и таким образом формируют соединение между активными электронными элементами. За время своего существования печатная плата выполнялась из многих различных материалов и при помощи разных технологических процессов. Наиболее широко используемый материал - это слоистый пластик на основе эпоксидов, с односторонней, двусторонней или многослойной (более чем 2 слоя) конфигурацией печатной платы. Соединительная среда между слоями создается механическим сверлением сквозь слои печатной платы, что открывает медные соединительные площадки на отдельных слоях. После этого печатную плату выдерживают в растворе электролита, и разные слои соединяются посредством покрытия медью или медного осаждения, сформированным на внутренней поверхности сквозного высверленного отверстия. Это сверление с покрытием межслойного соединения называется отверстием. Его наиболее очевидным физическим признаком является то, что отверстие выглядит круглым с верхней или с нижней стороны. Этот эффект достигается за счет сверления. Сверление отверстия сквозь пластик является причиной создания круглого или кругового отверстия. Сверление отверстий осуществляется сверлильной машиной, которая производит сверление при помощи сверла, механического устройства, которое за счет вращения высверливает или режет вокруг осевой линии, сверло вырезает материал около осевой линии, создавая круглое или круговое отверстие. Действием сверла является вырезание материала.

Как отмечалось ранее, по мере увеличения схемы и, следовательно, степени сложности печатной платы требуется все большее количество соединительных цепей. Это, разумеется, привело к уменьшению размера отверстий и увеличению их количества. Новые отверстия меньшего размера называются микроотверстия, и они, как правило, являются глухими. Глухие отверстия - это те отверстия, которые не проходят полностью сквозь плату, а заканчиваются на некоторой предусмотренной глубине слоя. Меньший размер отверстия востребован благодаря увеличению плотности цепи, которое снижает количество точек на дан ном слое, где контактная соединительная площадка может быть расположена таким образом, что она примыкает к контактной площадке на другом слое без образования помех с цепями между ними. Если площадь поперечного сечения отверстия уменьшена, тогда возможность использования отверстия более высока. Однако уменьшение размера отверстия означает, что механическое сверление отверстий становится почти невыгодным коммерчески. Появилось несколько альтернативных технологий, а именно лазерное и плазменное удаления материала (абляция). Абляция материала - это электрохимическая реакция, осуществляемая либо под действием лазера с оптической накачкой, либо посредством плазменной технологии. Этот процесс не является действием или технологией резания. Тем не менее, абляция похожим образом удаляет материал вокруг осевой линии.

Абляцией пытаются вытеснить механическое сверление, создавая базовые круговые отверстия любым из этих способов. Это созданное абляцией круглое отверстие часто называется созданным посредством сверления по причине удаления материала около осевой линии, или согласно терминологии, сверления микроотверстия. Это круглое отверстие имеет характеристики, основанные на образовании отверстия круглой или круговой формы, а именно, допустимую емкость тока, сопротивление и индуктивность. Например, глухое отверстие имеет меньшую индуктивность, чем сквозное отверстие, потому что у него короче длина ствола, однако допустимая емкость тока не меняется, так как диаметр, и, следовательно, окружность отверстия остается такой же. Поэтому допустимая емкость тока отверстия зависит от длины окружности и толщины проводящей среды в точке соединения между контактной площадкой и отверстием.

Существует несколько проблем при использовании обычного микроотверстия с круговым профилем. Например, когда используется многослойная печатная плата с монтажем высокой плотности, образуется огромное количество цепей и соединений. Круговое отверстие может быть ограничивающим признаком, если это отверстие должно исключить пересечение с цепями или компонентами при прохождении сквозь множественные составные слои, так как при создании кругового отверстия нужно учитывать область удаления материала. Также ограничена допустимая емкость круговых отверстий, так как допустимая емкость отверстия является функцией окружности и толщины покрытия, нанесенного на внутреннюю стенку. Эта функция также влияет на возможность получения множественных цепей на отдельном слое при соединении с тем же отверстием, так как расстояние между контактными точками слишком мало, и таким образом превышается допустимая емкость отверстия в этих точках или плотность соединения на данной площадке или слое печатной платы. Обычные стандартные микроотверстия кругового профиля также имеют индивидуальную индуктивную характеристику, обусловленную спиральной природой круговых отверстий, в которых поток электронов, проходя сквозь отверстие, вызывает самоиндукцию. Индуктивность способствует замедлению скорости сигнала и увеличению шумовой чувствительности.

Сквозные отверстия, которые можно отнести к микроотверстиям, используются в полупроводниковых устройствах, выполненных на основе неорганических силиконов, для соединения двух проводящих слоев, разделенных изолирующим слоем, причем изолирующий слой имеет контактное сквозное отверстие, которое открывает часть двух проводящих поверхностей. Этот вариант осуществления сквозного отверстия используется в том случае, когда один проводящий слой непрерывно размещается по направлению вниз через сквозное отверстие, электрически соединяя, таким образом, два слоя. Технология полупроводниковых отверстий имеет другое назначение, и, следовательно, другую структуру, однако, ее стоит отметить в дискуссии о технологии отверстий (электрическое соединение, использующее сквозное отверстие) для полноты картины. При использовании полупроводникового отверстия первый проводящий слой действительно подогнан к стенкам сквозного отверстия, проходит над открытой областью второго слоя, и находится в непрерывном контакте с данным вторым слоем, образуя то, что может быть названо глухим отверстием. Однако процесс формирования отверстия отличается от процесса, когда материал вырезается около осевой линии, и в данном случае не образуется структура с покрытием.

В этом примере полупроводника сквозное отверстие заполнено материалом первого проводящего слоя полупроводника внутри сквозного отверстия. Структура сквозного отверстия, используемого для полупроводниковых схем, отличается от сквозных отверстий, или микроотверстий, используемых для печатных плат. Во-первых, микроотверстия для печатных плат соединяют множество цепей контактных площадок посредством сквозного пересечения, открывая их для внутреннего проводящего покрытия, тогда как полупроводниковая структура сквозного отверстия является структурой сквозного отверстия изолирующего слоя, который разделяет два слоя проводящей среды. Соединение устанавливается непрерывным прохождением одного проводящего слоя через сквозное отверстие, что приводит к образованию контакта со вторым слоем. Установление множества соединений с узлом, образованным отверстием, не является такой проблемой в полупроводниковой среде, как для отверстий печатной платы.

Специфическим результатом в отношении полупроводниковых отверстий является электрический отказ структуры отверстия из-за термических и других воздействий, особенно в области вокруг ободка раскрытия сквозного отверстия. Это то место, где проводящий слой начинает проходить через сквозное отверстие, и отказы происходят в этой точке, потому что слой среды в этой части стремится стать тоньше. Проблемой является концентрация воздействий в маленькой области. Тогда как у печатных плат результатом применения отверстий является плотность соединений по отношению к допустимой емкости тока и лучшая характеристика падения напряжения.

Сущность изобретения

Настоящее изобретение было создано для устранения вышеперечисленных недостатков.

Таким образом, целью настоящего изобретения является обеспечение дополнительной допустимой емкости тока для отверстия и понижение его индуктивных свойств. Также целью настоящего изобретения является получение отверстий, которые физически могут миновать цепи и компоненты составных цепей многослойных плат с высокой плотностью монтажа. Также целью настоящего изобретения является соединение цепей на двух или более слоях, которые не расположены вертикально в линию. Также целью настоящего изобретения является снижение индуктивности отверстия.

Настоящее изобретение достигает вышеперечисленных целей посредством получения некругового отверстия и способом вырезания материала около осевой линии для некруговых отверстий печатных плат. Способом сверления некруговых отверстий будет вырезание или удаление материала около осевой линии при помощи таких процессов, как лазерная или плазменная абляция. Этот тип вырезания материала около осевой линии иногда относят к абляции материала, как уже отмечалось выше, и он позволяет производить поперечное смещение для того, чтобы выполнить некруглые профили. В этом изобретении используют данный способ для получения трех форм: изогнутый круг или квадрат, протянутое и удлиненное отверстие до трех диаметров в глубину и отверстие в виде бороздки. Изогнутый круг или некруговое отверстие называется профильным силовым микроотверстием. Профильное отверстие может иметь любую форму, отличную от круглой или круговой, для того, чтобы создать увеличенную длину окружающей линии по сравнению с круглым или круговым форматом. Профильное отверстие может иметь некруговую волновую форму, центрированную на окружности или на шаге кругового диаметра, или сложную форму, которая не основана на круглой или круговой форме. Трехдиаметральное отверстие, или 1-3Ό отверстие, это сквозное отверстие, имеющее два компонентных размера, где больший размер 15

3Ό - это длина, а другой меньший размер - это его ширина, имеющая 1Ό диаметр. Наконец, микрофрезированная бороздка, формирующая коаксиальную структуру, используется для защиты от электромагнитных помех и обычно имеет длину, превышающую более чем в 3 раза диаметр стандартного кругового микроотверстия.

Краткое описание чертежей

Преимущества настоящего изобретения будут лучше поняты при рассмотрении прилагаемых чертежей, на которых на фиг. 1 показан вид сверху типичного профиля силового микроотверстия, имеющего крестообразную форму, рядом с обычным отверстием;

на фиг. 2 показано определение длины и ширины отверстия на верхнем внешнем виде, на примере крестообразного отверстия, или отверстия в форме +;

на фиг. 3 показан альтернативный профиль-1, образующий угольник или отверстие в форме буквы Ь;

на фиг. 4 показан альтернативный профиль-2, образующий отверстие в форме буквы И;

на фиг. 5 показан альтернативный профиль-3, образующий микроотверстие в форме двойного креста, которое не основано на круглом круговом формате и в котором форма не центрирована на окружности или шаге кругового диаметра;

на фиг. 6 показан альтернативный профиль-4, образующий микроотверстие в форме буквы Е, которое не основано на круглом круговом формате и в котором форма не центрирована на окружности или шаге кругового диаметра;

на фиг. 7 и 8 показана Манхэттенская стратегия межсоединения;

на фиг. 9 и 10 показана защитная бороздка; на фиг. 11 и 12 показана двойная защитная бороздка.

Предпочтительный вариант осуществления изобретения

Автором настоящего изобретения было установлено, что некруговые отверстия используются для печатных плат и желательны по многим причинам. Например, некруговое отверстие с поперечным сечением, выполненным в форме буквы Ь, может соединить две контактные площадки на различных слоях монтажной схемы, избегая при этом цепей, расположенных на слоях между ними, внутри области между конечностями выполненного в форме буквы Ь отверстия. Другие некруговые отверстия могут быть использованы различными способами для адаптации к особенностям прохождения схемы цепи. Также желательно проектировать отверстия, которые являются некруговыми, но имеют эквивалентный полный диаметр со сопоставляемыми стандартными отверстиями, потому что они требуют меньшей области вырезания. Так происходит потому, что окружность круга меньше, чем некоторые формы с эквивалентным полным диаметром. Увеличенная длина периферии отверстия приводит к преимуществам при использовании некруговых отверстий, так как это ведет к увеличению допустимой емкости тока отверстия.

Дополнительно было найдено, что способы с использованием сквозных отверстий с покрытием могут быть приспособлены для создания по периметру бороздки слоя земли или бороздки защитного экрана с использованием микрофрезерованной бороздки вокруг периметра печатной платы, или периметра, окружающего компонент или набор компонентов и могут обеспечить соответствующую дорожку для цепей заземления на множественных составных слоях печатной платы и для множества компонентов, размещенных в различных местах на печатной плате, или могут быть использованы для защиты от электромагнитных помех. Эта технология удобна для сообразования пригодного пространства печатной платы монтажа высокой плотности и печатной платы уникальной формы. Бороздка с покрытием может проходить через несколько слоев печатной платы и может следовать вдоль края платы, вне зависимости от формы платы. Структура бороздки также может окружить определенную область печатной платы для защиты от электромагнитных помех этой особенной области платы или особого компонента. Бороздка обеспечивает защиту от электромагнитных помех, потому что она создает коаксиальную структуру цепи. Если была использована единственная бороздка, то она формирует частичный внешний экран для коаксиальной структуры. Частичный внешний экран коаксиальной структуры включает в себя покрытие стенки бороздки, слой заземления и выступ с покрытием, который поперечно проходит от ободка около раскрытия бороздки. Покрытие окружает ободок раскрытия бороздки и проходит поперечно от раскрытия, образуя выступ. Коаксиальная структура завершается коаксиальной цепью, протянутой сквозь внешний экран, сформированный бороздкой.

Схемы заземления могут содержать целые слои, которые излишне увеличивают толщину и вес платы, и такой земляной слой обычно требует изоляции с обеих сторон изоляционными слоями. Другой способ состоит в том, чтобы использовать полосу заземления или стержень заземления, соединенные между слоями печатных плат, или присоединенные к краю печатной платы. Это требует намного более сложного технологического процесса, и полосу заземления более сложно сделать доступной для всех цепей схемы на всех слоях печатной платы.

В альтернативных формах будут изменяться характеристики микроотверстия, улучшая их по сравнению с характеристиками отверстий известной (круглой) формы, что выполняется, например, для отверстий изогнутой или квадратной формы. Три понятия формируют базис того, что совокупно для настоящего изобретения известно как микрохарактеристики. Эти три понятия разделены на следующие категории:

профильное силовое отверстие, отверстия 1Ό-3Ό и защитная бороздка и будут обсуждаться ниже.

Профильное силовое микроотверстие.

Основным отличием в характеристике этого микроотверстия является то, что оно имеет большую допустимую емкость тока, чем традиционное круглое или круговое микроотверстие с эквивалентным максимальным размером диаметра. Поскольку допустимая емкость тока любого отверстия зависит от длины стенки периферии и толщины стенки проводящей среды, из этого следует, что большее отверстие будет иметь большую или более длинную периферию, чем меньшее отверстие. Из этого следует вывод, что большая длина периферии (допуская, что у нее такая же толщина проводящей среды) будет иметь большее количество проводящей среды, в которой проходит ток. Профильные силовые микроотверстия, используемые в настоящем изобретении, - это отверстия, имеющие периферию или край отверстия, которые длиннее или больше, чем можно получить, используя круглую или круговую форму эквивалентного максимального диаметра при проектировании, разработке или изготовлении микроотверстий. При образовании отверстия для регулярного соединения большим размером формы отверстия является эквивалентный диаметр нормального кругового отверстия.

Для использования подлинной силовой конфигурации нет надобности в употреблении нормального максимального размера отверстия. Таким образом, отверстия могут использоваться во всех силовых и межсоединительных стратегиях в проектировании и изготовлении печатных плат. Далее следуют несколько примеров использования отверстий в силовой соединительной стратегии, не ограниченной размерными рамками.

Профильным силовым микроотверстием может быть любое отверстие, которое имеет любую другую форму, помимо круглой или круговой, нужную для того, чтобы создать увеличенную длину окружности по сравнению с круговым отверстием равного диаметра. Форма отверстия, например, может быть звездообразной, крестообразной, квадратной, любой нерегулярной или изогнутой формой, которая увеличивает длину окружности по сравнению с круглым или круговым форматом. Вообще профильные силовые микроотверстия основаны на круговом формате, в котором они могут иметь волновую форму, центрированную на окружности или на шаге кругового диаметра, однако, силовое отверстие может иметь нерегулярную форму, не основанную на круглом или круговом формате. То есть форма поперечного сечения отверстия может быть нерегулярной, не основанной на круглом максимальном диаметре окружности или круговой форме. Отверстие также может представлять собой изогнутый ступенчатый квадратный образец.

Также некруговая форма может допускать большее число цепей на данном слое для соединения с отдельным отверстием, в порядке соединения с цепями на других слоях. Это возможно благодаря увеличению допустимой емкости тока в данном слое, так как увеличенная окружность увеличивает количество возможных точек межсоединения. Кроме того, некруговые отверстия с большей легкостью позволяют избегать цепей и компонентов. Другим важным свойством является удаление индуктивной характеристики, как видно из проектирования стандартного кругового профильного отверстия, путем подавления помех самоиндуктивности, присущей круговым профильным отверстиям. Результатом подавления помех индуктивности является более быстрое действие сигнала для высокоскоростных сигналов, так как индуктивная характеристика стандартных круговых профильных отверстий имеет тенденцию замедлять сигнал. Также результатом применения некругового формата является улучшенная характеристика шумовой чувствительности.

1ϋ-3ϋ отверстия.

1Ό-3Ό отверстие является альтернативной формой силового профильного микроотверстия. Если стандартное или нормальное круглое отверстие рассматривается как 1Ό отверстие, или как отверстие с отношением диаметра 1.0, тогда относящиеся к ним отверстия - это отверстия всех конфигураций, которые используют единичный диаметр как базовый размер для отверстий с двумя компонентными размерами. На фиг. 2 один из размеров - это длина 202, а другой - это ширина 200. Длина может быть ориентирована по оси Х или оси Υ или может иметь любую ориентацию на двухмерной плоскости. То же самое относится к ширине. Поэтому отверстие, имеющее круглую или круговую форму с отношением 1.0:1.0, рассматривается как нормальное отверстие и не является объектом настоящего изобретения.

Преимущества конфигурации отверстия 1Ό-3Ό формы состоят в том, что оно может быть направленным, при использовании ширины (меньший размер) как лимитирующего фактора плотности межсоединения. Длина ограничивается до 3Ό или превышает в три раза размер ширины по настоящему изобретению. Отверстия с отношением большим, чем 3Ό, называются бороздками и рассматриваются в следующей части описания. Использование 2Ό и 3Ό отверстий в стратегии Манхэттен является возможным, как показано на фиг. 7 и 8. Так появляется возможность размещения отверстий достаточного размера (с допустимой емкостью тока) внутри коммутационных дорожек без круглых контактных площадок. Круглые отверстия и, следовательно, круглые контактные площадки отверстия являются лимитирующими факторами плотности межсоединения в проектировании печатных плат. Если появится возможность использовать этот формат в проектировании для реализации высокой плотности межсоединения с одинаковой или увеличенной по сравнению с нормальными отверстиями допустимой емкостью тока, тогда преимущество перед проектированием и изготовлением нормального микроотверстия будет получено. Следующим преимуществом может быть достижение выгоды в производстве печатных плат на фоторезистивной стадии. Фоторезист требует определенной минимальной области резиста для пайки к медной поверхности. Во время изготовления микроотверстия для печатной платы предусмотрено, что маленькие отверстия используют маленькую область резиста.

Если мы допустим, что нормальные отверстия имеют отношение 1.0:1.0, тогда мы можем допустить, что любое отверстие с большим отношением, чем 1.0 в одном из двух размерах, будет иметь большую область фоторезиста для пайки к медной или другой вообразимой проводящей среде, что приведет к улучшению выходных показателей.

Бороздки.

Создание микрофрезерных бороздок является третьей формой использования концепции микроотверстия с некруговым или круглым поперечным сечением. Бороздка - это паз, который получен микрофрезерованием с использованием плазменной или лазерной технологии или другим способом удаления материала около осевой линии. В глубину этот паз занимает больше, чем один слой. Бороздки подобны отверстиям формата 1Ό-3Ό, показанным ранее. Разницей между 1Ο-3Ό отверстиями и бороздками является длина; отверстия с отношением большим, чем 3.0:1.0, в рамках настоящего изобретения называются бороздками. Это не означает, что они (эти два отверстия) не являются взаимозаменяемыми. Могут быть случаи, когда бороздка может иметь отношение меньшее, чем 3Ό, и это должно быть принято во внимание в рамках настоящего изобретения. Создание бороздок может использоваться для экранирования электромагнитных помех, и эта технология может использоваться для всех известных стандартных плат или технологий экранирования, которые обуславливают защиту целостности сигнала при решении вопросов соединения в многослойных материалах. Бороздки могут использоваться по краю печатной платы или внутри области печатной платы. Бороздки могут использоваться для всех печатных плат или для отдельных модулей. Это предполагает значительное улучшение характеристики сигнала при потенциальном уменьшении количества слоев, из чего следует уменьшение стоимости продукции.

Предпосылка и детали различных аспектов изобретения могут быть лучше поняты при рассмотрении чертежей. Во-первых, на фиг. 1 показано профильное силовое микроотверстие 102 с некруговым поперечным сечением в сравнении со стандартным известным из уровня техники отверстием 104 с круглым или круговым поперечным сечением. Максимальный или больший диаметр 100 для некругового отверстия или отверстия, выполненного в форме креста, эквивалентен диаметру стандартного известного из уровня техники круглого отверстия. Это описательное определение для некругового отверстия, имеющего волновую форму, центрированного на окружности или шаге кругового диаметра. Также можно увидеть, что окружность отверстия, выполненного в форме креста или + длиннее, чем окружность стандартного микроотверстия круговой формы, посредством чего увеличивается допустимая емкость тока отверстия, как это объяснялось ранее. На фиг. 2 вновь изображено микроотверстие крестообразной формы. Показаны ширина 200 и длина 202 микроотверстия. Ширина 200 микроотверстия определяется шириной действия режущего средства при разрезании, а длина 202 микроотверстия получена, исходя из расстояния смещения режущего средства. Вторая длина 204 определена как расстояние смещения осевой линии режущего средства, около которой происходит резание.

На фиг. 3 и 4 соответственно показаны микроотверстия, выполненные в форме букв Ь и И. Эти альтернативные поперечные сечения также основаны на круглом или круговом формате. Однако на фиг. 5 и 6 соответственно показаны микроотверстия, выполненные в форме двойного креста или ++ и в форме буквы Е, и они не основаны на круглом или круговом формате, отверстия имеют больший диаметр 500 и 600 соответственно и меньший диаметр 502 и 602.

Наконец, на фиг. 6А показано квадратное микроотверстие, имеющее ширину 604, эквивалентную диаметру стандартного кругового профильного микроотверстия, показанного как больший диаметр 100 на фиг. 1.

На фиг. 7 показано отверстие формата 1Ό3Ό, которое обсуждалось ранее. 1Ό микроотверстие 700 является типичным образцом стандартного микроотверстия, имеющего круговое поперечное сечение. Меньшим диаметром 2Ό микроотверстия 702 является ширина 704 и большим диаметром является длина 706, где больший диаметр в два раза превышает меньший диаметр. 3Ό микроотверстие 708 имеет меньший диаметр 710 и более длинный больший диаметр 712, где больший диаметр в три раза превышает меньший диаметр. Способ при11 менения 2Ό-3Ό формата микроотверстий показан на фиг. 8, которая демонстрирует стратегию 800 межсоединения Манхэттен (высокая плотность монтажа). Одним из достоинств формы отверстия 2Ό-3Ό является то, что оно может быть направленным, используя ширину (меньший диаметр) как лимитирующий фактор плотности межсоединения. Использование 2Ό-3Ό отверстия как часть стратегии Манхэттен позволяет размещать отверстия подходящего размера (окружности или допустимой емкости тока) в местах с более высоким разрешением (с более близким расположением) коммутационной дорожки без круговой контактной площадки или соединительной площадки. Круглые контактные площадки и круглые соединительные отверстия могут лимитировать цепь и плотность межсоединения. При использовании стратегии Манхэттен в проектировании для осуществления более высокой плотности межсоединения с одинаковой или увеличенной допустимой емкостью тока достигается преимущество в проектировании и изготовлении по сравнению с нормальным микроотверстием. Второй вариант осуществления стратегии 802 Манхэттен показывает, где проводник схемы слегка расширяется для сообразования с формой отверстия, что позволяет увеличить допустимую емкость тока в отверстии.

На фиг. 9-11 показан новый способ создания защитной бороздки. На фиг. 9 показан верхний вид углового участка печатной платы 900, где бороздка 902 с покрытием показана проходящей около периметра платы. В этом предпочтительном варианте осуществления отверстие в виде бороздки фактически является одним удлиненным отверстием, проходящим вдоль края платы, однако бороздка могла бы представлять собой ряд выстроенных в линию сегментов (не показано). Этот пример также показывает чувствительную электромагнитно совместимую дорожку 904 (цепь, которая может быть восприимчивой к электромагнитным помехам), которая проходит внутри периметра и частичного внешнего экрана, заданного бороздкой, и проходит параллельно данной бороздке. Цепь 904 показана сегментально, потому что она скрыта; однако, эта непрерывная цепь. Эта внутренняя чувствительная электромагнитно совместимая дорожка (цепь, восприимчивая к электромагнитным помехам) завершает коаксиальную схему экранирования, а также возможность заземления дорожки, проложенной бороздкой с покрытием. Отверстие в виде бороздки с покрытием образуется путем фрезерования ряда удлиненных сквозных отверстий в виде бороздок вдоль желаемого периметра, отверстие в виде бороздки проходит к земляному слою 1000 и открывает его (фиг. 10). Однако земляной слой 1000 может быть любой исходной плоскостью с данным потенциалом. Для варианта осуществления, показанного на фиг. 10, уровень потенциала исходной плоскости зафиксирован на базовом уровне. Также отметим, что базовый уровень потенциала мог бы быть заземлением ТТЛ (транзисторно-транзисторная логическая схема) или другим сигнальным заземлением, заземлением шасси (монтажной панели) или другим заземлением. Бороздка периметра преимущественно является непрерывной. Внутренние стенки 1002 удлиненных сквозных отверстий и краев 1004 около входа отверстий полностью покрыты непрерывным слоем проводящего материала 1006, посредством этого обеспечивается доступ к заземлению. Структура защитной бороздки включает в себя микрофрезерную бороздку 902, которая покрыта полностью. Покрытие бороздки является непрерывным вдоль внутренней стенки 1002 бороздки, протянутой к земляному слою 1000. Покрытие окружает ободок раскрытия бороздки и проходит поперечно от раскрытия вдоль края 1004 около входа или раскрытия бороздки, формируя выступ 1008. Земляной слой 1000, покрытие над внутренней стенкой 1002 и выступ 1008 с покрытием образуют частичный коаксиальный внешний экран около внутренней чувствительной электромагнитно совместимой дорожки 904, посредством этого образуя коаксиальную экранирующую структуру.

На фиг. 11 и 12 показана двойная защитная бороздка 1200 с коаксиальной чувствительной электромагнитно совместимой дорожкой, что представляет собой вариант вышеописанной защитной бороздки. Этот вариант осуществления изобретения включает внутреннее отверстие 1100 и внешнее отверстие 1102 в виде бороздок с коаксиальной чувствительной электромагнитно совместимой дорожкой 1104 (контурная цепь) между ними. Цепь показана сегментами, так как скрыта; однако, на самом деле цепь является непрерывной. Этот вариант осуществления может быть точно таким же, как единичная защитная бороздка, описанная выше, за исключением того, что здесь есть внутренняя бороздка для дальнейшего экранирования и полного окружения чувствительной электромагнитно совместимой дорожки. Двойная защитная бороздка обеспечивает непрерывный и полный внешний экран, окружающий чувствительную электромагнитно совместимую дорожку, присоединяя структуру 1201 выступа двойных бороздок.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Структура схемы соединений для печатной платы, предназначенная для соединения схем цепей, находящихся на множестве слоев, нанесенных на множество слоев печатной платы и электрически изолированных между ними с помощью слоев печатной платы, имеющая многослойную структуру печатной платы, отличающаяся наличием сквозного отверстия с по перечным сечением изогнутой формы, имеющего внутреннюю стенку, которая вертикально проходит сквозь множество цепей, пересекает и открывает их; при этом отверстие содержит покрытие, выполненное из проводящего материала, нанесенного на внутреннюю стенку, причем покрытие электрически соединяет множество открытых цепей на множестве слоев.
2. Экранирующая структура для защиты от электромагнитных помех для печатной платы для экранирования схем цепей, находящихся на множестве слоев, нанесенных на множество слоев печатной платы и электрически изолированных между ними с помощью слоев печатной платы, имеющая многослойную структуру печатной платы, отличающаяся тем, что содержит бороздку, бороздка содержит ободок около раскрытия бороздки в верхнем слое печатной платы; бороздка проходит сквозь множество слоев печатной платы к заземляющему слою, открывая заземляющий слой; бороздка имеет внутреннюю стенку, покрытую проводящим материалом, нанесенным поверх стенки; бороздка имеет длину в два раза большую ее ширины; стенка вертикально проходит вокруг периметра печатной платы, и покрытие электрически соединяется с открытым заземляющим слоем, окружает ободок и проходит от данного ободка в поперечном направлении, образуя выступ.
3. Структура схемы соединений для печатной платы, предназначенная для соединения множества схем цепей, находящихся на множестве слоев печатной платы и электрически изолированных с помощью слоев печатной платы, содержащая первый слой печатной платы с основной поверхностью, отличающаяся тем, что содержит первую цепь, нанесенную на основную поверхность, цепь содержит первую контактную площадку с первым сквозным отверстием; а сквозное отверстие имеет поперечное сечение изогнутой формы с непрерывным периметром; при этом первый изолирующий слой печатной платы, образованный над вышеупомянутой цепью, содержит сквозное отверстие с идентичной геометрией поперечного сечения, расположенное вертикально на одной линии с первым сквозным отверстием и проходящее к первой контактной площадке, открывая часть ее; и вторую цепь, нанесенную на первый изолирующий слой печатной платы, цепь содержит вторую контактную площадку с третьим сквозным отверстием идентичной геометрии, расположенным вертикально на одной линии с первым и вторым сквозными отверстиями, причем вышеупомянутые первое, второе и третье отверстия являются прилегающими и полностью покрыты электрически проводящим материалом, формирующим покрытое сквозное отверстие с изогнутым поперечным сечением, которое вертикально пересекает первую и вторую контактные площадки и электрически соединяет первую цепь и вторую цепь соединением между первой и второй контактными площадками и сквозным отверстием с покрытием.
4. Структура схемы соединений по п.3, отличающаяся тем, что первое сквозное отверстие имеет поперечное сечение непрерывной изогнутой формы, центрированное на диаметре периферии профильного микроотверстия со стандартным круговым единичным диаметром, и целиком включает в себя периметр, заданный диаметром периферии.
5. Структура схемы соединений по п.4, отличающаяся тем, что поперечное сечение непрерывной изогнутой формы выполнено в форме буквы и.
6. Структура схемы соединений по п.4, отличающаяся тем, что поперечное сечение непрерывной изогнутой формы выполнено в форме буквы Ь.
7. Структура схемы соединений по п.4, отличающаяся тем, что поперечное сечение непрерывной изогнутой формы выполнено в форме +.
8. Структура схемы соединений по п.3, отличающаяся тем, что первое сквозное отверстие имеет поперечное сечение непрерывной изогнутой формы, центрированное на диаметре периферии профильного микроотверстия со стандартным круговым диаметром, и проходит за периметр, заданный диаметром периферии.
9. Структура эталонного уровня печатной платы для фиксации эталонного потенциала для множества слоев цепей, которые электрически изолированы между собой посредством множества слоев печатной платы, имеющая первый слой печатной платы с основной поверхностью, отличающаяся тем, что данный первый слой цепи нанесен на основную поверхность; первый изолирующий слой печатной платы сформирован над данным первым слоем цепи; первый эталонный уровень нанесен на первый изолирующий слой печатной платы; бороздка имеет внутреннюю стенку и проходит около периметра, окружая первый слой цепи; проходит сквозь первый слой печатной платы, открывая первый слой цепи, проходит сквозь первый изолирующий слой, и проходит к эталонному уровню, открывая данный эталонный уровень; и проводящий слой покрытия на внутренней стенке электрически соединяет первый слой цепи и заземляющий слой.
10. Структура эталонного уровня по п.9, отличающаяся тем, что периметр окружает часть первого слоя цепи.
11. Структура эталонного уровня по п.9, отличающаяся тем, что эталонный уровень зафиксирован на потенциале земли.
12. Структура эталонного уровня по п.9, отличающаяся тем, что эталонный уровень зафиксирован при исходном напряжении.
13. Структура схемы соединений для печатной платы, предназначенная для соединения множества схем цепей, находящихся на множе стве слоев печатной платы и электрически изолированных с помощью слоев печатной платы, имеющая первый слой печатной платы с основной поверхностью, отличающаяся тем, что первая цепь нанесена на основную поверхность; цепь содержит первую контактную площадку с шириной площадки одинаковой с шириной первой цепи и имеет первое сквозное отверстие с большим и меньшим диаметром, причем меньший диаметр меньше ширины первой цепи, а второй диаметр удлинен и направлен вдоль направления контактной площадки; первый изолирующий слой печатной платы сформирован над данной первой цепью, содержит второе сквозное отверстие идентичной геометрии и ориентации, расположенное вертикально на одной линии с первым сквозным отверстием, и проходит к первой контактной площадке; и вторая цепь нанесена на первый изолирующий слой печатной платы, содержит вторую контактную площадку с третьим сквозным отверстием идентичной геометрии и расположенным вертикально на одной линии с первым сквозным отверстием; причем первое, второе и третье сквозные отверстия являются прилегающими и полностью покрыты электрически проводящим материалом, формирующим сквозное отверстие с покрытием, вертикально пересекающим первую и вторую контактные площадки и электрически соединяющим первую и вторую цепи посредством соединения между первой и второй контактными площадками и сквозным отверстием.
14. Структура схемы соединений по п.13, отличающаяся тем, что больший диаметр, по крайней мере, почти в два раза больше меньшего диаметра.
15. Структура схемы соединений по п.13, отличающаяся тем, что больший диаметр, по крайней мере, почти в три раза больше меньшего диаметра.
16. Структура схемы соединений для печатной платы, предназначенная для соединения множества схем цепей, находящихся на множестве слоев печатной платы и электрически изолированных с помощью слоев печатной платы, имеющая первый слой печатной платы с основной поверхностью, отличающаяся тем, что первая цепь имеет первую ширину, цепь нанесена на основную поверхность; цепь содержит первую контактную площадку со второй шириной, которая больше, чем первая ширина, и имеет первое сквозное отверстие с большим и меньшим диаметром, и меньший диаметр меньше второй ширины, а больший диаметр больше первой ширины и направлен вдоль направления контактной площадки и расположен в ней; первый изолирующий слой печатной платы сформирован над данной первой цепью, содержит второе сквозное отверстие идентичной геометрии и ориентации, расположенное вертикально на одной линии с первым сквозным отверстием, и проходящее к первой контактной площадке; и вторая цепь нанесена на первый изолирующий слой печатной платы, содержит вторую контактную площадку с третьим сквозным отверстием идентичной геометрии и расположенным вертикально на одной линии с первым сквозным отверстием; причем первое, второе и третье сквозные отверстия являются прилегающими и покрыты электрически проводящим материалом, формирующим сквозное отверстие с покрытием, вертикально пересекающим первую и вторую контактные площадки и электрически соединяющим первую и вторую цепи посредством соединения между первой и второй контактными площадками и сквозным отверстием.
17. Способ соединения множества схем цепей, находящихся на множестве слоев печатной платы и электрически изолированных с помощью слоев печатной платы, отличающийся тем, что содержит следующие стадии:

нанесение первой цепи на основную поверхность первого слоя печатной платы, причем данная цепь содержит первую контактную площадку;

формирование первого изолирующего слоя печатной платы над первой цепью;

нанесение второй цепи над первым изолирующим слоем, цепь содержит вторую контактную площадку, которая расположена вертикально на одной линии над первой площадкой;

вырезание при помощи режущего средства насквозь вниз по вертикали сквозь первую площадку, изолирующий слой и сквозь вторую площадку, посредством чего удаляется материал около оси диаметральной плоскости режущего средства путем вырезания обычного кругового образца;

перемещение режущего средства поперечно при продолжении процесса вырезания кругового образца с образованием некругового сквозного отверстия через первую, вторую площадки и изолирующий слой, таким образом задается внутренняя стенка, открывая первую и вторую контактные площадки;

покрытие внутренней стенки электрически проводящим материалом, для электрического соединения первой и второй цепи посредством соединения, установленного между первой и второй контактными площадками с электрически проводящим материалом покрытия.
18. Способ соединения множества схем цепей по п.17, отличающийся тем, что вырезание является вырезанием посредством плазменной абляции.
19. Способ соединения множества схем цепей по п.17, отличающийся тем, что вырезание выполняется при помощи лазера.
20. Способ заземления и экранирования множества схем цепей, находящихся на множестве слоев печатной платы и электрически изолированных с помощью слоев печатной платы, отличающийся тем, что содержит следующие стадии:

нанесение первой цепи на основную поверхность первого слоя печатной платы;

данная первая цепь содержит первый вывод заземления;

формирование первого изолирующего слоя печатной платы над первой цепью;

нанесение заземляющего слоя над первым изолирующим слоем печатной платы;

вырезание вниз по вертикали первого слоя печатной платы и первого изолирующего слоя, в результате чего удаляется материал вокруг оси диаметральной плоскости путем вырезания обычного кругового образца режущим средством на глубину, достаточную для прохождения через первую цепь и прохождения к земляному слою;

перемещение режущего средства поперечно при продолжении вырезания кругового образца, в результате чего образуется бороздка для формирования периметра, по крайней мере частично, около первой цепи, имеющая внутреннюю стенку, открывающую первый вывод заземления и заземляющий слой; и покрытие внутренней стенки сквозного отверстия в виде бороздки электрически проводящим материалом для электрического соединения первой цепи с заземляющим слоем.
21. Экранирующая структура для защиты от электромагнитных помех для печатной платы для экранирования множества схем цепей, находящихся на множестве слоев, электрически изолированных между ними с помощью слоев печатной платы, отличающаяся тем, что печатная плата содержит множество слоев цепей и множество изолирующих слоев печатной платы между ними, а также содержит множество краев печатной платы и заземляющий слой;

содержит первую бороздку, имеющую внутреннюю стенку и проходящую параллельно краю платы внутри периметра, заданного краем платы, окружая цепь и проходя сквозь слои печатной платы до заземляющего слоя, открывая его; и электрически проводящий материал покрытия нанесен поверх внутренней стенки насквозь, электрически соединяя открытый заземляющий слой, обеспечивая, по крайней мере, частичное экранирование периметра печатной платы.
22. Экранирующая структура для защиты от электромагнитных помех по п.21, отличающаяся тем, что периметр окружает часть печатной платы.
23. Экранирующая структура для защиты от электромагнитных помех по п.21, отличающаяся тем, что вторая бороздка имеет внутреннюю стенку и расположена полностью внутри и параллельно с внешним периметром, заданным первой бороздкой, проходит сквозь слои печатной платы, проходит к заземляющему слою, открывая его; внутренняя стенка второй борозд ки покрыта электрически проводящим материалом, нанесенным поверх стенки и насквозь, электрически соединяясь с открытым заземляющим слоем, обеспечивая созданный двумя бороздками экран.
24. Экранирующая структура для защиты от электромагнитных помех по п.21, отличающаяся тем, что содержит чувствительную электромагнитно совместимую дорожку проводящего материала, расположенную полностью внутри и параллельно внешнему периметру, заданному первым удлиненным сквозным отверстием, и расположенную между изолирующими слоями печатной платы, сквозь которые проходит сквозное отверстие в виде бороздки.
25. Экранирующая структура для защиты от электромагнитных помех для печатной платы для экранирования множества схем цепей, находящихся на множестве слоев, электрически изолированных между ними с помощью слоев печатной платы, отличающаяся тем, что печатная плата содержит множество слоев цепей и множество изолирующих слоев печатной платы между ними и содержит заземляющий слой, причем все слои расположены один над другим; содержит первую бороздку с непрерывным ободком около раскрытия бороздки в верхнем слое печатной платы; бороздка имеет внутреннюю стенку и расположена вокруг периметра печатной платы; содержит электрически проводящее покрытие, нанесенное сверху внутренней стенки бороздки, проходящее и электрически соединяющееся с заземляющим слоем; покрытие окружает ободок и расположено в поперечном направлении от ободка, образуя выступ; и содержит чувствительную электромагнитно совместимую дорожку, коаксиально проходящую сквозь частичный внешний экран, заданный внутренней стенкой бороздки, выступом с покрытием и заземляющим слоем.
26. Экранирующая структура для защиты от электромагнитных помех по п.25, отличающаяся тем, что содержит вторую бороздку с непрерывно расположенным ободком около раскрытия бороздки в верхнем слое печатной платы; бороздка имеет внутреннюю стенку и проходит параллельно первой бороздке вокруг периметра внутри первой бороздки; и электрически проводящий материал, нанесенный сверху внутренней стенки бороздки, проходит и электрически соединяет с земляным слоем, проходит к ободку и окружает его и расположен в поперечном направлении по отношению к ободку, образуя второй выступ, который присоединяется к первому выступу, причем чувствительная электромагнитно совместимая дорожка коаксиально проходит сквозь внешний экран, заданный внутренними стенками первой и второй бороздок, первым и вторым выступами с защитным покрытием, а также заземляющим слоем.