RU225337U1

RU225337U1 - Multilayer printed circuit board for CompactPCI backbone

Info

Publication number: RU225337U1
Application number: RU2023108296U
Authority: RU
Inventors: Александр Викторович Максимов; Александр Юрьевич Долгов
Original assignee: Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации
Filing date: 2023-04-03
Publication date: 2024-04-17

Abstract

Полезная модель относится к радиотехнике, в частности к конструированию многослойных печатных плат (МПП) с контролируемым волновым сопротивлением. Технический результат - обеспечение необходимого импеданса и помехозащищенности всех сигнальных линий МПП (58,5-71,5 Ом) при заданной толщине (3,5-0,3 мм) с обеспечением требуемой токовой нагрузки МПП (до 15А). Технический результат достигается тем, что МПП для магистрали CompactPCI, имеющая экранные слои, имеет толщину основания платы 3,5-0,3 мм, силовые слои с рабочей токовой нагрузкой до 15А, четыре пакета встроенной микрополосковой линии связи, с определенным значением диэлектрической проницаемости материала, с определенной толщиной слоев металлизации, размерами сигнальных и силовых проводников, соединенных между собой склеиванием и прессованием. При этом габаритно-присоединительные размеры МПП, посадочные места и размещение силового разъема и остальных ЭРИ соответствуют конструктиву и схемотехнике специализированного прибора. Внутренние экранные слои МПП выполнены в виде сплошных полигонов, содержащих только цепи «земли» и «питания» для обеспечения требуемой токовой нагрузки и помехозащищенности сигнальных линий. Внутреннее металлизированное основание сильноточных слоев выполнено в виде набора диэлектрических прокладок, разделяющих сильноточные слои токопроводящей фольги. 10 ил.The utility model relates to radio engineering, in particular to the design of multilayer printed circuit boards (MPCs) with controlled characteristic impedance. The technical result is to ensure the required impedance and noise immunity of all signal lines of the MPP (58.5-71.5 Ohms) at a given thickness (3.5-0.3 mm) while ensuring the required current load of the MPP (up to 15A). The technical result is achieved by the fact that the MPP for the CompactPCI bus, which has screen layers, has a board base thickness of 3.5-0.3 mm, power layers with an operating current load of up to 15A, four packages of a built-in microstrip communication line, with a certain value of the dielectric constant of the material , with a certain thickness of metallization layers, dimensions of signal and power conductors, interconnected by gluing and pressing. At the same time, the overall and connection dimensions of the MPP, seats and placement of the power connector and other electrical components correspond to the design and circuitry of the specialized device. The internal screen layers of the MPP are made in the form of continuous polygons containing only ground and power circuits to ensure the required current load and noise immunity of signal lines. The internal metallized base of the high-current layers is made in the form of a set of dielectric spacers that separate the high-current layers of conductive foil. 10 ill.

Description

Полезная модель относится к области радиоэлектронной аппаратуры. Заявляемая многослойная печатная плата (далее - МПП) для магистрали CompactPCI используется в радиоэлектронных приборах для объединения модулей и обмена сигналов.The utility model relates to the field of radio-electronic equipment. The claimed multilayer printed circuit board (hereinafter referred to as MPP) for the CompactPCI bus is used in radio-electronic devices for combining modules and exchanging signals.

Предшествующий уровень техники.Prior art.

Конструирование МПП из состава задних панелей с магистралью CompactPCI регламентируется стандартом [1, стр. 19, 21, 56-61], в котором указаны базовые размеры задних панелей и типы используемых соединителей в конструктиве "Евромеханика 6U", а также требования к сигнальным линиям связи.The design of MPPs consisting of rear panels with a CompactPCI bus is regulated by the standard [1, pp. 19, 21, 56-61], which specifies the basic dimensions of the rear panels and the types of connectors used in the Euromechanics 6U design, as well as the requirements for signal communication lines .

Недостатком данного стандарта является то, что в нем не регламентирована толщина основания платы и, соответственно, не приведена конструкция МПП заданной толщины.The disadvantage of this standard is that it does not regulate the thickness of the board base and, accordingly, does not provide the design of an MPP of a given thickness.

При этом в стандарте [2] в качестве базового соединителя для задних панелей с магистралью CompactPCI используется разъем питания типа PCIH47F9300A1 ф.Positronic (США) вместо DIN41612 Н-15 09 06 215 2831 ф.Halting (Германия), как требует конструкция специализированного прибора и отличающийся посадочным местом.At the same time, the standard [2] uses a PCIH47F9300A1 type power connector from Positronic (USA) instead of DIN41612 H-15 09 06 215 2831 from Halting (Germany) as a basic connector for rear panels with a CompactPCI bus, as required by the design of a specialized device and differing seating.

Известны основные линии передачи сигнала (микрополосковые линии связи, далее - МПЛС) и методы их расчета, описанные в стандарте [3. Стр. 25-33], которые соответствуют требованиям магистрали CompactPCI.The main signal transmission lines are known (microstrip communication lines, hereinafter referred to as MPLS) and methods for their calculation, described in the standard [3. Page 25-33], which meet the requirements of the CompactPCI bus.

Недостатком указанного стандарта является то, что в основном данный стандарт предназначен для проектирования двуслойных плат с установленными на них микросхемами, при этом рекомендации по реализации МПЛС для системных магистралей в многослойных конструкциях отсутствуют.The disadvantage of this standard is that this standard is mainly intended for the design of double-layer boards with microcircuits installed on them, while there are no recommendations for the implementation of MPLS for system highways in multilayer structures.

Известны различные конструкции МПП, представленные на сайте компании "Резонит" [4], в том числе, МПП с контролируемым волновым сопротивлением (далее - импеданс).Various designs of MPPs are known, presented on the website of the Rezonit company [4], including MPPs with controlled wave impedance (hereinafter referred to as impedance).

Недостатком указанных конструкций является то, что все они рассчитаны для МПП толщиной до 3 мм. При этом при проектировании конструкций МПП с контролируемым импедансом и толщиной свыше 3 мм требуется учитывать особые режимы прессования, а также подбор препрега (прокладочной стеклоткани) при соблюдении всех конструктивных параметров МПЛС, учитывая ограниченное количество типовых СВЧ-материалов и их свойства.The disadvantage of these designs is that they are all designed for MPP with a thickness of up to 3 mm. At the same time, when designing MPP structures with controlled impedance and a thickness of over 3 mm, it is necessary to take into account special pressing modes, as well as the selection of prepreg (filler fiberglass) while observing all design parameters of the MPP, taking into account the limited number of typical microwave materials and their properties.

Известны задние панели с магистралью CompactPCI, изготавливаемые фирмой Schroff [5, стр. 1-20, 24-25].Back panels with a CompactPCI bus manufactured by Schroff are known [5, pp. 1-20, 24-25].

Недостатком указанных плат является то, что толщина МПП (3.2±0.2 мм) не соответствует заданной конструктивом специализированного прибора (3.5-0.3 мм), конструктив плат отличается от заданного (выполнен в строгом соответствии с конструктивом "Евромеханика 6U"), источник питания и его соединители применены в соответствии со стандартом [2]. При этом структура слоев МПП не раскрывается.The disadvantage of these boards is that the thickness of the MPP (3.2±0.2 mm) does not correspond to that specified by the design of a specialized device (3.5-0.3 mm), the design of the boards differs from the specified one (made in strict accordance with the Euromechanics 6U design), the power supply and its connectors are used in accordance with standard [2]. In this case, the structure of the MPP layers is not revealed.

Указанные печатные платы [5] являются по совокупности существенных признаков наиболее близким устройством того же назначения к заявляемой полезной модели, поэтому они приняты в качестве прототипа 1 (аналога).The specified printed circuit boards [5] are, in terms of the totality of essential features, the closest device for the same purpose to the claimed utility model, therefore they are accepted as prototype 1 (analogue).

В патенте [6] описана печатная плата в части метода реализации МПЛС, рассчитанная для высокоэффективных СВЧ-антенн и излучателей. Плата выполнена в 2-х вариантах: поверхностной и встроенной МПЛС с использованием одного пакета.The patent [6] describes a printed circuit board in terms of the method for implementing MPLS, designed for highly efficient microwave antennas and emitters. The board is made in 2 versions: surface-mounted and embedded MPLS using one package.

Недостатком указанного метода является то, что он реализован в виде одно- и двухслойной печатной платы с импедансом сигнальных линий, отличающимся от заданного в специализированном приборе, который составляет 58.5-71.5 Ом.The disadvantage of this method is that it is implemented in the form of a one- and two-layer printed circuit board with an impedance of signal lines that differs from that specified in a specialized device, which is 58.5-71.5 Ohms.

Указанные печатные платы [6] являются по совокупности существенных признаков наиболее близким устройством того же назначения к заявляемой полезной модели, поэтому они приняты в качестве прототипа 2.The specified printed circuit boards [6] are, in terms of the totality of essential features, the closest device for the same purpose to the claimed utility model, therefore they are accepted as prototype 2.

В патенте [7] описана МПП, 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.The patent [7] describes an MPP consisting of signal dielectric layers with a printed circuit topological pattern, alternating with shielding layers made in the form of a grid on which printed conductors are applied, repeating the configuration of the topological pattern of the adjacent signal layer.

Недостатком указанной платы является то, что экранирующие слои, выполненные в виде сетки, не обеспечивают достаточную токовую нагрузку для силовых цепей и помехозащищенности сигнальных линий магистрали CompactPCI, регламентированную стандартом [1], а также то, что сигнальные проводники расположены на каждом слое МПП. При этом импеданс указанной МПП отличается от заданного.The disadvantage of this board is that the shielding layers, made in the form of a grid, do not provide sufficient current load for the power circuits and noise immunity of the signal lines of the CompactPCI bus, regulated by the standard [1], and also that the signal conductors are located on each layer of the MPP. In this case, the impedance of the specified MPP differs from the specified one.

Указанная печатная плата [7] являются по совокупности существенных признаков наиболее близким устройством того же назначения к заявляемой полезной модели, поэтому она принята в качестве прототипа 3.The specified printed circuit board [7] is, in terms of its essential features, the closest device for the same purpose to the claimed utility model, therefore it is accepted as prototype 3.

В патенте [8] описана печатная плата в части формирования сильноточных слоев в МПП и содержащая слаботочные цепи управления. Требования к контролю импедансов для этой платы отсутствуют.The patent [8] describes a printed circuit board in terms of the formation of high-current layers in the MPP and containing low-current control circuits. There are no impedance control requirements for this board.

Недостатком указанной платы является то, что для подбора требуемой толщины МПП, состоящей из нескольких пакетов МПЛС со строго заданными параметрами толщины диэлектрика и слоев металлизации, силовые цепи, расположенные внутри платы, должны формироваться на металлизированном основании, состоящем из набора диэлектрических прокладок, разделяющих слои токопроводящей фольги, а не на стандартном двустороннем фольгированном стеклотекстолите. При этом в конструкции платы, описанной в [8], используется такой тип двухстороннего фольгированного диэлектрика, который не позволяет обеспечить заданный импеданс сигнальных линий.The disadvantage of this board is that in order to select the required thickness of the MPP, consisting of several MPLS packages with strictly specified parameters of the thickness of the dielectric and metallization layers, the power circuits located inside the board must be formed on a metallized base, consisting of a set of dielectric spacers separating the layers of conductive foil, and not on standard double-sided foil fiberglass. At the same time, the board design described in [8] uses a type of double-sided foil dielectric that does not allow the specified impedance of the signal lines to be provided.

Указанная печатная плата [8] является по совокупности существенных признаков наиболее близким устройством того же назначения к заявляемой полезной модели, поэтому она принята в качестве прототипа 4.The specified printed circuit board [8] is, in terms of the totality of essential features, the closest device for the same purpose to the claimed utility model, therefore it is accepted as prototype 4.

Раскрытие полезной модели.Disclosure of utility model.

Технической задачей, на решение которой направлена заявленная полезная модель, является разработка конструкции МПП нестандартной толщины, применяемой в специализированном приборе (выполненного на базе конструктива "Евромеханика 6U", реализующего системную магистраль CompactPCI, имеющий в своем составе плату объединительную (заднюю панель на основе МПП), которая обеспечивает импеданс и помехозащищенность размещенных на ней сигнальных линий, регламентированных стандартом [1], а также имеет дополнительные (специализированные) связи; способной выдерживать заданную токовую нагрузку 15А и соответствует необходимым габаритно-присоединительным размерам данного прибора. Разъем источника питания DIN41612 Н-15 09 06 215 2831 отличается от регламентированного [2].The technical problem to be solved by the claimed utility model is the development of an MPP design of non-standard thickness, used in a specialized device (made on the basis of the Euromechanics 6U design, implementing the CompactPCI system backbone, which includes a backplane (back panel based on the MPP) , which provides impedance and noise immunity of the signal lines placed on it, regulated by the standard [1], and also has additional (specialized) connections; capable of withstanding a given current load of 15A and corresponding to the required overall dimensions of this device. Power supply connector DIN41612 N-15. 09 06 215 2831 differs from the regulated [2].

Поставленная техническая задача достигается тем, что:The stated technical task is achieved by:

сигнальные связи МПП разделены на четыре пакета МПЛС, соединенных между собой склеиванием и прессованием, и каждый пакет обеспечивает заданный импеданс и помехозащищенность;MPP signal connections are divided into four MPLS packages, interconnected by gluing and pressing, and each package provides a given impedance and noise immunity;

каждый пакет МПЛС выполнен определенным образом: состоит из трех слоев медной фольги (сигнальным и опорными), разделенных диэлектриком и листами прокладочной стеклоткани, с определенным значением диэлектрической проницаемости материала, определенной толщиной слоев металлизации, с определенными размерами сигнальных проводников и опорными слоями, выполненными в виде сплошных полигонов (экранов);each MPLS package is made in a certain way: it consists of three layers of copper foil (signal and support), separated by a dielectric and sheets of cushioning fiberglass, with a certain value of the dielectric constant of the material, a certain thickness of the metallization layers, with certain sizes of signal conductors and support layers made in the form solid polygons (screens);

сильноточные слои расположены (запрессованы) в центре МПП на металлизированном основании, состоящем из набора диэлектрических прокладок, разделяющих два слоя токопроводящей фольги, выполненных в виде сплошных полигонов и способных выдерживать требуемую рабочую токовую нагрузку;high-current layers are located (pressed) in the center of the MPP on a metallized base, consisting of a set of dielectric spacers separating two layers of conductive foil, made in the form of solid polygons and capable of withstanding the required operating current load;

топология (размещение проводников) каждого слоя МПП выполнена с учетом габаритов специализированного прибора, определенного крепежа платы в приборе и монтажа на нее опоры для обеспечения жесткости.The topology (placement of conductors) of each MPP layer is made taking into account the dimensions of a specialized device, the specific fastening of the board in the device and the installation of a support on it to ensure rigidity.

Техническим результатом, достигаемым при осуществлении всей совокупности заявляемых существенных признаков, является:The technical result achieved by implementing the entire set of declared essential features is:

1) обеспечение необходимого импеданса и помехозащищенности всех сигнальных линий МПП (58.5-71.5 Ом) при заданной толщине (3.5-0.3 мм);1) ensuring the required impedance and noise immunity of all MPP signal lines (58.5-71.5 Ohms) at a given thickness (3.5-0.3 mm);

2) обеспечение требуемой токовой нагрузки МПП (до 15А). Краткое описание чертежей.2) providing the required current load of the MPP (up to 15A). Brief description of the drawings.

На Фиг. 1 представлена внутренняя структура размещения слоев МПП. На Фиг. 2…Фиг. 10 представлены топологические рисунки проводящих слоев 1…10.In FIG. Figure 1 shows the internal structure of the placement of MPP layers. In FIG. 2...Fig. Figure 10 shows topological drawings of conductive layers 1...10.

Осуществление полезной модели.Implementation of a utility model.

Многослойная печатная плата (МПП) для магистрали CompactPCI, структура которой представлена на Фиг. 1, состоит из пары однослойных металлизированных стеклотекстолитовых оснований (2) и четырех двуслойных металлизированных оснований (3), которые разделены слоями прокладочной стеклоткани (1). На внешние слои платы (ТОР и BOTTOM) нанесены слои паяльной маски (слои 11 и 13), которая представляет собой сухой пленочный фоторезист. Слои 12 и 14 являются сеткографией ЭРИ, установленных на плате.Multilayer printed circuit board (MPC) for the CompactPCI bus, the structure of which is shown in Fig. 1, consists of a pair of single-layer metallized fiberglass bases (2) and four double-layer metallized bases (3), which are separated by layers of cushioning fiberglass fabric (1). The outer layers of the board (TOP and BOTTOM) are coated with layers of solder mask (layers 11 and 13), which is a dry film photoresist. Layers 12 and 14 are a gridography of ERI installed on the board.

Заданное волновое сопротивление для сигнальных линий магистрали CompactPCI на МПП обеспечивается специально подобранными МПЛС. Примером конструкции подобных линий связи может служить патент, указанный в [6] и являющийся по совокупности признаков прототипом 2 заявляемой полезной модели. Однако, в отличие от указанного в патенте способа конструкции МПЛС, заявляемая МПП имеет ряд существенных отличий. Во-первых, предлагаемая МПП содержит 4 пакета МПЛС. Слои 1, 2, 3, разделенные слоями диэлектрика и прокладочной стеклоткани, представляют собой пакет 1 встроенной МПЛС. Для данного пакета слой 2 является сигнальным, а слои 1 (ТОР) и 3 (GND) - опорными. Соответственно, слои 3 (GND), 4 (сигнальный), 5 (+3.3 В) формируют пакет 2, слои 6 (+5 В), 7 (сигнальный), 8 (GND) формируют пакет 3, а слои 8 (GND), 9 (сигнальный), 10 (ВОТ) - пакет 4. При этом опорный слой 3 является общим для пакетов 1 и 2, а опорный слой 8 - для пакетов 3 и 4. Во-вторых, значение волнового сопротивления (импеданс) для каждого пакета МПЛС составляет 58.5-71.5 Ом, которое отличается от плат, описанных в [6].The specified characteristic impedance for the signal lines of the CompactPCI bus on the MPP is provided by specially selected MPLS. An example of the design of such communication lines is the patent indicated in [6] and, based on the totality of its features, is prototype 2 of the claimed utility model. However, in contrast to the method of constructing an MPLS specified in the patent, the claimed MPP has a number of significant differences. Firstly, the proposed MPP contains 4 MPLS packages. Layers 1, 2, 3, separated by layers of dielectric and spacer fiberglass, represent package 1 of the built-in MPLS. For this packet, layer 2 is the signal layer, and layers 1 (TOP) and 3 (GND) are the reference layers. Accordingly, layers 3 (GND), 4 (signal), 5 (+3.3 V) form packet 2, layers 6 (+5 V), 7 (signal), 8 (GND) form packet 3, and layers 8 (GND) , 9 (signal), 10 (HERE) - package 4. In this case, the reference layer 3 is common to packages 1 and 2, and the reference layer 8 is common to packages 3 and 4. Secondly, the value of the characteristic resistance (impedance) for each MPLS package is 58.5-71.5 Ohm, which differs from the boards described in [6].

В центре МПП размещено металлизированное основание, состоящее из набора диэлектрических прокладок, разделяющих сильноточные слои токопроводящей фольги 5 и 6, способных выдерживать рабочую токовую нагрузку до 15А.In the center of the MPP there is a metallized base, consisting of a set of dielectric spacers that separate high-current layers of conductive foil 5 and 6, capable of withstanding an operating current load of up to 15A.

Печатные платы, указанные в [5], являются по совокупности существенных признаков наиболее близкими устройствами того же назначения к заявляемой полезной модели, поэтому они приняты в качестве прототипа 1 (аналога).The printed circuit boards specified in [5] are, in terms of the totality of essential features, the closest devices for the same purpose to the claimed utility model, therefore they are accepted as prototype 1 (analogue).

На внешних слоях МПП (слой ТОР на Фиг. 2 и слой BOTTOM на Фиг. 3), размещены полигоны цепей "земли" (1*), посадочные места (группы контактных площадок) для установки специализированного источника питания (2*), сигнальных разъемов (3*) и фильтрующих конденсаторов (6), отверстия для закрепления платы в приборе (5), а также отверстия для установки опоры (4), расположенные в заданных координатах. В соответствии с конструктивом "Евромеханика 6U", указанным в [1], на МПП определены размеры посадочных мест для установки на нее модулей и шаг между ними, при этом габаритно-присоединительные размеры самой платы и дополнительные отверстия для установки опоры специализированные, чем заявляемая плата отличается от плат, описанных в [5]. При этом заявляемая МПП отличается от плат, описанных в [5], специализированным функционалом, реализованным совместно с системной магистралью CompactPCI.On the outer layers of the MPP (layer TOP in Fig. 2 and layer BOTTOM in Fig. 3), there are polygons of ground circuits (1*), seats (groups of contact pads) for installing a specialized power supply (2*), signal connectors (3*) and filter capacitors (6), holes for securing the board in the device (5), as well as holes for installing the support (4), located in specified coordinates. In accordance with the Euromechanics 6U design specified in [1], the dimensions of the seats for installing modules on it and the pitch between them are determined on the MPP, while the overall and connecting dimensions of the board itself and additional holes for installing the support are specialized than the claimed board differs from the boards described in [5]. At the same time, the claimed MPP differs from the boards described in [5] by specialized functionality implemented in conjunction with the CompactPCI system bus.

Свободные места наружных слоев ТОР и BOTTOM заполнены металлизированными полигонами, связанными через монтажные отверстия разъемов с внутренними экранами "земли", для обеспечения заданного импеданса и помехозащищенности сигнальных линий слоев 2 и 9 (Фиг. 1).The free spaces of the outer layers TOP and BOTTOM are filled with metallized polygons connected through the mounting holes of the connectors with the internal ground shields to ensure the specified impedance and noise immunity of the signal lines of layers 2 and 9 (Fig. 1).

Вся металлизация на слоях ТОР и BOTTOM дополнительно наращивается до толщины, обеспечивающей заданную токовую нагрузку питающих цепей и выполнения требований по импедансам сигнальных линий пакетов 1,4 (Фиг. 1) для наружных экранов "земли". Компоненты (соединители и фильтрующие конденсаторы по цепям питания) на плату устанавливаются на слое ТОР.All metallization on the TOP and BOTTOM layers is additionally increased to a thickness that ensures the specified current load of the supply circuits and meets the requirements for the impedance of signal lines of packages 1.4 (Fig. 1) for external ground shields. Components (connectors and filter capacitors along the power supply circuits) are installed on the board on the TOP layer.

Топологические рисунки внутренних сигнальных слоев INI, IN2, IN4, IN5 представлены на Фиг. 4-7 соответственно. Вместе с контактными площадками соединителей, переходными отверстиями контактных площадок для установки конденсаторов и крепежными отверстиями платы, на них расположены связи магистрали CompactPCI (1**) и специализированные связи (2**) для обеспечения заданного функционала прибора. Сигнальные линии магистрали CompactPCI имеют определенную ширину и толщину для обеспечения заданных в стандарте [1] параметров волнового сопротивления.Topological drawings of the internal signal layers INI, IN2, IN4, IN5 are presented in Fig. 4-7 respectively. Together with the contact pads of the connectors, the vias of the contact pads for installing capacitors and the mounting holes of the board, they contain CompactPCI bus connections (1**) and specialized connections (2**) to ensure the specified functionality of the device. The signal lines of the CompactPCI bus have a certain width and thickness to ensure the characteristic impedance parameters specified in the standard [1].

Топологические рисунки внутренних экранных слоев GND представлены на Фиг. 8, а топологические рисунки внутренних экранных сильноточных слоев +5 В и +3.3 В представлены на Фиг. 9 и Фиг. 10 соответственно. В отличие от МПП, описанной в [7], которая по способу конструкции экранных слоев может служить для предлагаемой МПП прототипом 3, данные слои выполнены в виде сплошных полигонов, содержащих только цепи "земли" или "питания" для обеспечения требуемой токовой нагрузки и помехозащищенности сигнальных линий магистрали CompactPCI. При этом увеличение массы платы, по сравнению с сетчатыми полигонами (учитывая заполняемость на МПП указанных экранных слоев), составляет не более 7% и на весовые характеристики прибора в целом не влияет. Подключение указанных слоев к монтажным отверстиям сигнальных разъемов (2***) производится с помощью контактных площадок без теплового барьера (т.к. данные соединители устанавливаются методом "запрессовки"), что также позволяет контактам разъема выдерживать повышенную токовую нагрузку. Сильноточные слои, в отличие от прототипа 4, указанном в [8], рассчитаны на рабочую нагрузку до 15А и выполнены на металлизированном основании, состоящем из набора диэлектрических прокладок, разделяющих сильноточные слои токопроводящей фольги для обеспечения заданной толщины платы.The topological patterns of the internal GND shield layers are shown in Fig. 8, and the topological drawings of the internal screen high-current layers +5 V and +3.3 V are presented in Fig. 9 and Fig. 10 respectively. Unlike the MPP described in [7], which, due to the method of constructing screen layers, can serve as prototype 3 for the proposed MPP, these layers are made in the form of continuous polygons containing only ground or power circuits to ensure the required current load and noise immunity CompactPCI bus signal lines. At the same time, the increase in the weight of the board, compared to mesh polygons (taking into account the occupancy of the specified screen layers on the MPP), is no more than 7% and does not generally affect the weight characteristics of the device. The connection of these layers to the mounting holes of the signal connectors (2***) is made using contact pads without a thermal barrier (since these connectors are installed using the “press-fit” method), which also allows the connector contacts to withstand increased current load. High-current layers, in contrast to prototype 4 specified in [8], are designed for a working load of up to 15A and are made on a metallized base consisting of a set of dielectric spacers separating high-current layers of conductive foil to ensure a given board thickness.

Таким образом, из вышеизложенного следует, что в МПП для магистрали CompactPCI, заявляемый технический результат: "обеспечение необходимого импеданса и помехозащищенности всех сигнальных линий МПП (58.5-71.5 Ом) при заданной толщине (3.5-0.3 мм); обеспечение требуемой токовой нагрузки МПП (до 15А)", достигается за счет того, что МПП содержит 4 пакета встроенной МПЛС для сигнальных линий магистрали CompactPCI, внутренние сильноточные слои, расположенные на металлизированном диэлектрическом основании, состоящем из набора диэлектрических прокладок, разделяющих сильноточные слои токопроводящей фольги, для обеспечения заданной толщины МПП. Диаметры монтажные отверстий под сигнальные импортные разъемы типа "har-bus", устанавливаемые методом "запрессовки", являются универсальными для возможности импортозамещения данных соединителей.Thus, from the above it follows that in the MPP for the CompactPCI bus, the claimed technical result is: “ensuring the necessary impedance and noise immunity of all signal lines of the MPP (58.5-71.5 Ohms) at a given thickness (3.5-0.3 mm); ensuring the required current load of the MPP ( up to 15A)", is achieved due to the fact that the MPP contains 4 packages of built-in MPLS for the signal lines of the CompactPCI bus, internal high-current layers located on a metallized dielectric base, consisting of a set of dielectric spacers separating the high-current layers of conductive foil, to ensure the specified thickness of the MPP . The diameters of the mounting holes for imported signal connectors of the "har-bus" type, installed using the "press-fit" method, are universal for the possibility of import substitution of these connectors.

Реализация конструкции и топологии заявленной многослойной печатной платы для магистрали CompactPCI проиллюстрирована на Фиг. 1 - Фиг. 10.The implementation of the design and topology of the claimed multilayer printed circuit board for the CompactPCI bus is illustrated in Fig. 1 - Fig. 10.

Промышленная применимость.Industrial applicability.

Авторы полезной модели обеспечили изготовление опытных образцов заявленной многослойной печатной платы для магистрали CompactPCI, испытания которой подтвердили достижение технического результата.The authors of the utility model ensured the production of prototypes of the claimed multilayer printed circuit board for the CompactPCI bus, tests of which confirmed the achievement of the technical result.

Заявляемая многослойная печатная плата для магистрали CompactPCI реализована с применением промышленно выпускаемых ЭРИ и материалов, может быть изготовлена на российском электромеханическом предприятии и найдет широкое применение в электронной промышленности и приборостроении.The claimed multilayer printed circuit board for the CompactPCI bus is implemented using industrially produced electronic components and materials, can be manufactured at a Russian electromechanical enterprise and will be widely used in the electronics industry and instrument making.

Источники информации.Information sources.

1. Стандарт PICMG 2.0, D3.0 CompactPCI specification, September 24, 1999.1. PICMG 2.0 standard, D3.0 CompactPCI specification, September 24, 1999.

2. Стандарт PICMG 2.11 R1.0 Power interface specification, October 1, 1999.2. Standard PICMG 2.11 R1.0 Power interface specification, October 1, 1999.

3. ГОСТ IEC61188-1-2-2013. Межгосударственный стандарт. Печатные платы и печатные узлы. Проектирование и применение. Часть 1-2. Общие требования. Контролируемое волновое сопротивление. Дата введения: 2015-03-01.3. GOST IEC61188-1-2-2013. Interstate standard. Printed circuit boards and printed circuit assemblies. Design and application. Part 1-2. General requirements. Controlled characteristic impedance. Date of introduction: 2015-03-01.

4. Компания "РЕЗОНИТ". Проектирование элементов конструкции печатной платы. https://www.rezonit.ru/directory/v-pomoshch-konstruktoru/proektirovanie-elementov-konstrukcii-pechatnoj-platy-proizvodstva-v-rezonit/netipovye-sborki-i-konstruktsii-pechatnykh-plat/4. Company "REZONIT". Design of printed circuit board structural elements. https://www.rezonit.ru/directory/v-pomoshch-konstruktoru/proektirovanie-elementov-konstrukcii-pechatnoj-platy-proizvodstva-v-rezonit/netipovye-sborki-i-konstruktsii-pechatnykh-plat/

5. Schroff. User manual CompactPCI backplanes. 73972-101 Rev 000. www.schroff.biz5. Schroff. User manual CompactPCI backplanes. 73972-101 Rev 000. www.schroff.biz

6. Патент RU2484559 (2010г).6. Patent RU2484559 (2010).

7. Патент RU 2444162 (2008 г).7. Patent RU 2444162 (2008).

8. Патент RU 2630680 (2015 г).8. Patent RU 2630680 (2015).

Claims

A multilayer printed circuit board for the CompactPCI bus, having screen layers, characterized in that it has a thickness of the board base of 3.5-0.3 mm, power layers with an operating current load of up to 15A, four packages of a built-in microstrip communication line with a certain value of the dielectric constant of the material, with a certain thickness of metallization layers, dimensions of signal and power conductors connected to each other by gluing and pressing, while the overall and connecting dimensions of the MPP, seats and placement of the power connector and other electrical components correspond to the design and circuitry of a specialized device, the internal screen layers of the MPP are made in the form continuous polygons containing only ground and power circuits to ensure the required current load and noise immunity of signal lines, and the internal metallized base of high-current layers is made in the form of a set of dielectric spacers separating high-current layers of conductive foil.