45. Понятие структуры мпп и порядок ее расчета.

Под структурой МПП понимается число и последовательность расположения слоев с учетом обеспечения их необходимых электрических характеристик.

Структуру МПП можно характеризовать группой параметров: структурных, электрических и геометрических.

Структурные параметры – общее число слоев, а также число сигнальных и потенциальных (заземление, питание) слоев и конструкция слоев: односторонние или двухсторонние.

К электрическим параметрам относятся: погонная емкость (или волновое сопротивление) печатных проводников на сигнальных слоях, коэффициент связи между печатными проводниками, определяемый допустимым уровнем взаимных помех.

Геометрические параметры: ширина проводников на сигнальных слоях, расстояние между сигнальными и потенциальными слоями, расстояние между смежными сигнальными слоями, расстояние между потенциальными слоями (в частности питания и земли), шаг сетки и ширина проводников на потенциальных слоях, толщина МПП и её отклонения от номинальной.

Все параметры структуры взаимосвязаны.

Электрические параметры С, L, R, Z определяют требования к трассировке и геометрическим параметрам сигнальных проводников, расположению слоев относительно друг друга и являются основными при разработке быстродействующего ЭВС. Линии связи между элементами, реализованные на печатных проводниках, требуют согласования с входными – выходными параметрами ИМС. Так большой номинал Z0 (100- 150 Ом) снижает потребляемый ток и мощность печатным узлом, малый их увеличивает. Для обеспечения требования быстродействия, сигнальные слои компонуются вместе с экранирующими слоями, роль которых выполняют потенциальные слои.

Структуру МПП можно представить как совокупность отдельных и независимых структурных звеньев: сигнально - потенциальных, потенциальных и технологических.

Рис.1. Сигнально-потенциальные звенья с односторонним (а, б) и

двухсторонним (в, г) расположением потенциальных слоев Е относительно сигнальных Х, У. Потенциальные (д) и технологические (е) звенья.

Расположение и характер печатного рисунка потенциальных и технологических слоев практически не влияют на параметры сигнальных проводников.

Потенциальные звенья (чистые) находятся в МПП между сигнально-потенциальными. Они применяются при относительно большом числе потенциалов питания или при необходимости дублирования некоторых потенциальных слоев для увеличения их трассировочной площади при больших значениях потребляемых токов. Технологические звенья располагаются на наружных сторонах МПП. Наличие или отсутствие их определяется технологией изготовления МПП. Основными структурными звеньями, таким образом, являются сигнально-потенциальные звенья (а, б, в, г).

Число сигнальных слоев в сигнально-потенциальных звеньях не превышает двух, т.к. во избежание перекрестных помех печатные проводники в разных слоях не должны располагаться один над другим.

Расчет структуры МПП базируется на деление ее на структурные звенья и сводится к определению числа структурных звеньев, вида используемых сигнально – потенциальных звеньев, расстояния между слоями в сигнально – потенциальном звене.

Порядок расчета структуры следующий:

1.Определяют число прокладок определенного типа (или их общую толщину) между сигнальными и потенциальными слоями исходя из:

а) конструктивно – технологических особенностей изготовления МПП (максимальная толщина, условия качественной металлизации отверстий, минимальное и максимальное допустимое число изоляционных прокладок),

б) схемотехнических требований к печатным проводникам (погонная емкость, волновое сопротивление, условия помехозащищенности линий связи).

Сравнивают числа прокладок между слоями, определенные из схемотехнических и конструктивно-технологических требований. Выбирают тот вариант, который удовлетворяет как схемотехническим, так и конструктивным требованиям. Если такой вариант выбрать нельзя, то идут на компромисс с этими требованиями. Пересматривают исходные данные, например, ширину печатных проводников. Рисунок на потенциальных слоях, погонную емкость или волновое сопротивление, число сигнальных слоев и т.д. Уточняют число межслойных прокладок, если были изменены исходные данные, и выбирают вариант структуры МПП, удовлетворяющий всем требованиям.

По выбранному варианту структуры МПП уточняют конструктивно – технологические и электрические параметры.