专利名称：无线电－电子部件的制作方法
技术领域：
本发明涉及电子装置且能在准备用于接收和处理卫星无线电导航系统(SRNS)的信号的电子部件中被使用。
现有技术用于接收和处理SRNS的信号的电子部件的一特殊特征是它们必须具有不同的功能性装置实现SRNS信号的接收和转换的处理的模拟特高频及高频装置和各种模—数及数字装置，例如执行接收的信号的相关检索、跟踪和数字处理的过程的相关器、合成器、同步器(1，112页，图47；126页，图64)。另一特殊特征在于实现上述不同功能的电子元件的不同的集成度。例如，可使用小、平均和大集成度的微型电路。在此方面，当这些不同的功能部件和元件在一单个通常是小尺寸的结构中被组合时，该单个小尺寸结构包括用于处理不同频率的信号的这些不类似的部件和元件，在它们的电磁兼容性、各级寄生和感生的干扰上的相互影响方面出现问题。
对这种问题的一种已知的技术解决方法是多部件(多卡)结构的开发，其中—分离的印刷电路卡包括有关接近(同种)功能组并处理在类型和频率上类似的信号的电子元件，例如在现有技术结构中(1，112页，图47)，(2)。在此情况下，可通过例如根据卡间屏蔽的一相当简单的手段解决减少寄生及感生的干扰的问题。然而，该方法与待被开发的结构的尺寸的增大相关。
当尺寸考虑是重要时，使用单块结构，其中例如在(1，132页，图69)中描述的SRNS信号的接收机/处理器的一电子部件中的一常用设计部件，即印刷电路卡的框架内结合有同种功能部件和元件。这些始于寄生及感生干扰的问题可通过众所周知的方法(在一对应的金属屏幕的帮助下屏蔽分离的功能部件)被解决。
其他的减少寄生及感生的干扰的方法可包括其他的有用的设计师的技术，具体地，安装连接这些印刷电路元件和该部件的外壳的附加的外部匹配元件，例如在(3)中，采用信号导体在印刷电路卡上的特殊布置，例如在(4)，(5，112-115)中。也可使用接地和电源导体的一特殊布置，例如在(5，113-114页)。这样做的话，没有解决所有情况下出现的问题通用的解决方案且在各具体情况下利用一组保证解决具体条件下的该问题的设计师的工具。
被要求的电子部件的选择的现有技术是由单卡结构组成的在(6，258-261页，图12.2)中描述的电子部件。被选择作为现有技术的电子部件是一多层印刷电路卡，其中印刷代替的层间连接是通过这些层间连接的金属化孔来实现的，其中外部导电层具有结合接触区和内装电子元件的导体，而内部导电层具有其他的导体和金属化地平面和电源平面，带有围绕层间连接的金属化孔的窗口，这些窗口未与这些平面电连接。例如，对于带有十个导电层的印刷电路卡的情况，地平面和电源平面被分别配置在第四和第五层中。
在现有技术中的印刷电路卡的不同导电层中配置地平面和电源平面使得解决了减少寄生及感生的干扰的问题。这样，如果该部件包括同种电子元件且处理的信号在频率上接近，例如在数字计算机的情况下，可获得该问题的成功的解决方案。
本发明的公开由要求的本发明解决的技术问题在于通过设计方法消除在实现SRNS信号的接收机/处理器的功能且被做在携载不同集成度的不同(模拟、模—数、数字)功能电子元件的多层印刷电路卡上的小尺寸电子部件的条件下的寄生及感生干扰，且在信号块中被处理和转换的信号的频带从在输入的数千兆赫降到在输出的几赫。
该问题的解决允许使用现有的基本的基础来设计打算用于大量客户的处理SRNS“GLOSNASS”和“NAVSTAR”信号的小尺寸导航接收机/处理器。
本发明的较佳实施例本发明的实质在于包括一多层印刷电路卡的一电子部件，其中这些印刷导体的层间连接是通过界面连接的金属化孔来实现的，其中外部导电层具有结合接触区和电子元件的导体，而内部导电层具有导体和金属化地及电源平面，带有未与这些平面电连接的围绕界面连接的金属化孔的窗口；该卡的这些电子元件和印刷的导体被一起组合在三个序列定位的区中，第一个区对应于执行卫星无线电导航系统的信号的模拟转换的电子元件的定位区，第二个对应于实现信号的模—数转换的电子元件的定位区，且第三个对应于实现信号的数字转换的电子元件的定位区，这些电子元件被安装在带有六个导电层的一印刷电路卡上，其中内部第二导电层在各区中具有地平面，在第三导电层中做有第一和第二区的电源导体和第三区的附加导体，在第四导电层中做有第一和第二区的附加导体和第三区的金属化电源平面，在第五导电层中做有第一区的一地平面和第二及第三区的附加导体，在该种情况下，在该卡的第二导电层中所做的地平面通过根据实现该卡的外部第一和第六导电层中的电连接的连接信号导体的布置被定位的直接地连接导体而被互连，该第一区沿其周边被屏蔽线所环绕，所述屏蔽线在该卡的第一和第六导电层中相对地放置，所述屏蔽线通过在界面连接中所做的金属化孔被相互连接且被连接至该卡的第二和第五导电层中给定区的地平面以形成一闭合的线路；所述屏蔽线具有用于通过各自连接信号导体的断路，该卡的第一和第六导电层中的屏蔽线的断路点对应于该卡的第二和第五层中的地平面的连续的金属化部分。
在所要求的电子部件中，执行该卡的第二导电层中的地平面的互连的地连接导体的宽度被选择不小于1mm。
在所要求的电子部件中，想要用于屏蔽对应的连接信号导体的导体被放置在其两侧并通过至少在各屏蔽线的开始和结束处制做的界面连接的金属化孔被连接至地平面以形成一闭合的线路，这些金属化孔之间的距离不超过5mm。
在所要求的电子部件中，沿该卡的第一和第六导电层中的第一区的周边制做的屏蔽线的宽度被选择不小于2mm。
在所要求的电子部件中，互连该卡的第一和第六导电层中的沿周长制做的屏蔽线并将它们连接至第二和第五导电层中的地平面的界面连接的金属化孔之间的距离不超过5mm。
根据想要通过“GLOSNASS”和”NAVSTAR”系统的SRNS信号确定导航参数的一导航接收机/处理器的电子部件的结构的例子来说明本发明的实质、其工业应用的可实现性和可能性。通过图1-9中的
本发明的实质。
图1是带有六个导电层的一电子部件的印刷电路卡的截面视图(这些界面连接的金属化孔和导体的布置是有条件的)；图2示出了在三个序列定位的区中组合在该电子部件的该卡的第一个导电层中安装的电子元件的例子(从第一层的部分看，这些印刷的导体未被示出)；图3示出了在三个序列定位的区中组合在该电子部件的该卡的六个导电层中安装的电子元件的例子(从第一层的部分看，这些印刷的导体未被示出)；图4是该电子部件的该卡的第一(外部)导电层的印刷图案的例子；图5是该电子部件的该卡的第二导电层的印刷图案的例子(在第一层的侧面上看，这些层是有条件地透明的)；图6是该电子部件的该卡的第三导电层的印刷图案的例子(在第一层的侧面上看，这些层是有条件地透明的)；图7是该电子部件的该卡的第四导电层的印刷图案的例子(在第一层的侧面上看，这些层是有条件地透明的)；图8是该电子部件的该卡的第五导电层的印刷图案的例子(在第一层的侧面上看，这些层是有条件地透明的)；图9是该电子部件的该卡的第六(外部)导电层的印刷图案的例子(在第一层的侧面上看，这些层是有条件地透明的)。
图1-9中该要求的电子部件包括带有六个导电层的一多层印刷电路卡，其第一外部导电层2将形成该卡1的一面，而第六外部导电层3形成该卡1的背面。卡1的这些内部导电层，即第二导电层4、第三导电层5、第四导电层6和第五导电层7通过绝缘层8被相互分开且与外部导电层2和3分开(图1)。
在卡1的外部导电层2和3中做有印刷的结合接触区9、印刷的导体10和电子元件11(图1-3)。在卡1的内部导电层4-7中仅做有印刷的导体(图5-8)。卡1的印刷的界面连接通过这些界面连接的金属化孔12而被实现。
在图1中，作为在这些界面连接中制做金属化孔12的例子，示出有连接第一2、第六3、第二4和第五7导电层，以及第一2、第六3和第四6导电层的孔。
使用解决在一小面积上安装多个元件的问题的表面安装技术进行在卡1上安装电子元件。
在所考虑的完成该电子部件，即SRNS接收机/处理器模块的例子中，卡1的电子元件和印刷的导体在三个序列定位的区13、14和15中被组合在一起(图2-9)。
卡1的第一区13对应于执行SRNS信号的模拟转换的电子元件，例如类似于MGA-87563 HEWLETT-PACKARD型的芯片的低集成度的电子元件，和类似于MC13142D MOTOROLA和UPC2753GR NEC型的平均集成度的芯片的电子元件的配置区。
卡1的第二区14对应于执行信号的模—数转换的电子元件，例如类似于MAX962ECA MAXIM型的芯片的平均集成度的电子元件的配置区。
卡1的第三区15对应于执行SRNS信号的数字转换的电子元件，例如类似于TMS320LC203-40 TEXAC INSTRUMENTS(处理器)和ASICSAMSUNG(数字相关器)型的芯片的甚高集成度的电子元件，和类似于KM616V1002AT-15 SAMSUNG(ROM)型的芯片的高集成度的电子元件，类似于MAX604CSA MAXIM(稳定器)型的芯片的小集成度的电子元件的配置区。
卡1的内部导电层的印刷的导体被分布如下在卡1的第二导电层4中，在所有三个区13、14、15(图5)中做有地平面16、17和18(图5)。
在卡1的第三导电层5中，做有第一和第二区13、14的电源导体19、20以及第三区15的附加导体21(图6)。
在印刷电路卡1的第四导电层6中，做有第一和第二区13、14的附加导体22、23以及第三区15的电源的金属化平面24(图7)。
在印刷电路卡1的第五导电层7中，做有第一区13的地平面25和第二及第三区14、15的附加导体26、27(图8)。
在卡1的第二导电层4中做有的地平面16、17、18通过直接地连接导体28被互连(图5)。该地连接导体28的宽度不小于1mm。
这些地连接导体28(图5)根据电连接卡1的外部第一2和第六3导电层中这些区的连接信号导体29的布置而被定位(图4、9)。
单独的连接信号导体29可在连接至对应的地平面的附加导体30的帮助下被屏蔽。这样的屏蔽可例如相对于携带具有锐边或具有明显不同于相邻导体的信号电平的一信号电平的信号的连接信号导体而被进行。图4示出了定位在第一导电层2中的连接信号导体29的屏蔽的例子。打算用于屏蔽一各自的信号连接导体29的导体30被定位在其两边上且被连接至这些地平面以形成一闭合的线路。该与地平面的连接是在以相互不高于5mm的距离至少在导体30的开始和结束处制做的界面连接的对应的金属化孔的帮助下被实现的。
第一区13沿其周边由在卡1的第一2和第六3导电层中各自相对定位的的屏蔽线31所环绕(图4，9)。屏蔽线31的宽度不小于2mm。这些屏蔽线31被互连并通过在其中做有的金属化孔被连接至卡1的第二4和第五5个导电层中的地平面16、25以形成一闭合的线路。这些金属化孔之间的距离不超过5mm。
屏蔽线31具有用于通过对应的连接信号导体29的断路32(图4，9)。卡1的第一2和第六3导电层中屏蔽线31的断路点32对应于第一2和第五7导电层中的地平面16和25的连续金属化部分33(图5、8)。
上述的设计方法确保了保护对感生的噪声和干扰最敏感的第一区13中的电子元件免受寄生及感生干扰的影响，在该情况下存在金属化部分33，对应于屏蔽线31中的断路的地平面16、25确保了用于执行这些区之间的电连接的信号电路的回路的最佳。这些保护免受寄生及感生干扰的影响的方法与这样提供它们需要的屏蔽的该卡的不同导电层中的地平面及电源导体的要求的布置相组合是最有效的。
为去除通过金属化地平面16-18，25和电源平面24在界面连接的金属化孔12之间的短路，在这些平面的各位置做有用于安置金属化孔12的没有金属膜的窗口34(图1)。
为将所要求的电子部件连接至外部输出设备和一电源，利用安装在印刷电路卡1的该面上的一低频连接器35(图2)。
为将该电子部件连接至一输入信号源，利用安装在该印刷电路卡1的该面上的一高频连接器36(图2)。
为了该所要求的电子部件的操作，连接器35被连接至电源及例如控制面板、导航参数指示器等的周边设备。操作该部件所需，该连接器36被连接至一输入信号源，例如一接收天线缆(未示出)。
代表具有1200MHz至1700MHz频率的模拟伪噪声(宽带)SRNS信号的所要求的电子部件的输入信号通过连接器36被提供给印刷电路卡1的第一区13的电子元件，被放大，滤除干扰并用高达几十兆赫的频降进行转换。在印刷电路卡1的第一区13中被这样变换的信号在第二功能区14中被进行多信道模—数处理，且然后在由第三区15的电子元件形成的数字处理器中进行相关处理。
因此，在所要求的电子部件中，在该处理期间的这些信号序列地从印刷电路卡1的一区传送到另一区，经受从在第一区13(安置执行信号的模拟转换的电子元件的区)的输入的数千兆赫到在第三区15(安置执行信号的数字转换的电子元件的区)的输出的几赫的频率变化。
在此情况下，由于提出的设计方法的一组合包括要求的在若干区中组合电子元件和印刷的导体，要求的在卡1的若干层各若干区布置布置金属化地平面，要求的第一区13的屏蔽，以及要求的通过连接信号导体29和地连接导体28在这些区之间执行连接，所要求的电子部件提供了在信号的特性和频率以及电子元件的集成度的本质不同的预定条件下对寄生和感生干扰的抑制。
这样在靠所提出的设计方法得到的要求的电子部件中，提供有最佳的传送互连各种区的信号的回路，从而使该部件中寄生及感生的干扰最小。具体地，从用于传送这些信号并降低它们的敏感性以靠除去具有附加电感的非最佳电流路径来实现辐射和交叉干扰的环路的回路中的损耗最小的一情况选择地连接导体28的宽度(不小于1mm)。该用于传送这些信号的环路的回路中损耗的最小化也确定地通过提出的金属化地平面16、17、18、25和金属化电源平面24的执行和布置而被实现，该执行和布置在要求的电子部件中提供了对应于用于传送该部件中的这些信号的电路的最佳回路，除去生成特征在于寄生电感和一噪声灵敏性的寄生电流环路，并确保对一直流的最小可能的阻抗以使该卡的电路中的压降被实际地排除。
上述设计参数不小于2mm的屏蔽线31的宽度，在屏蔽线30和31中做有的界面连接的金属化孔之间的最大5mm的间距，表征在本发明的最佳实施例中实现所要求的部件。
这样，上述设计方法的组合使得当该部件的多层印刷电路卡携载组成一导航SRNS接收机/处理器的各种不同集成度的不同的电子元件时，所要求的电子部件可解决在特殊条件下消除寄生和感生干扰的问题，其中被处理的信号的频率从在输入的数千兆赫变化到在输出的几赫。
用所要求的结构的电子部件的原型模型进行的实验表明确保了在其各种不同的组合且在全部频率范围内在处理SRNS“GLOSNAS”和“NAVSTAR”信号的这些部件的工作的条件下消除寄生及感生的干扰。
因此，从上清除地看到所要求的电子部件从技术上是可行的，可在工业范围内被制做且解决了有关在特殊条件下消除寄生及感生干扰的技术问题，该特殊条件是完成执行在携载不同集成度的同种(模拟、模—数、数字)功能电子元件的一单一多层印刷电路卡上实现的一导航SRNS接收机/处理器的功能的小尺寸电子部件。在该部件中待被处理及转换的信号的频带位于从在输入的数千兆赫到在输出的几赫的范围内。
参考文献1、V.S.舍巴西维奇编辑的，I.I库德里亚夫采夫，I.N.米先科，A.I.沃伦金等人著的“卫星无线电导航的船载装置”，莫斯科，运输，1988。(Ohboard Devices of Satellite Radio Navigation，I.I.Kudryavtsev，I.N.Mishchenko，A.I.Volunkin et al.Edited byV.S.Shebashevich，Moscow，Transport，1988)2、1994年5月30日出版的俄罗斯联邦专利No.2013897，H05K7/00。
3、1995年11月10日出版的俄罗斯联邦专利No.1826853，H05K5/00。
4、1994年11月10日出版的俄罗斯联邦专利No.2047947，H05K1/02。
5、伦德·P·普雷森著的印刷电路卡.设计和制造，莫斯科，埃涅尔戈特米扎特，1983。(Lund P.Precision Printed-CircuitCards.Design and Production.Moscow，Energoatomizdat，1983)6、S.A.马约罗夫编辑的马约罗夫.S.A.等人著的电子计算机，设计手册，莫斯科，苏维埃茨科无线电，1975(258-261页，图12.2—现有技术)。(Majorov S.A.et al.，Electronic Computer.Handbook on Design.Edited by S.A.Majorov，Moscow SovetskoeRadio，1975)
权利要求
1.一种电子部件，包括一多层印刷电路卡，其中通过界面连接的金属化孔实现印刷的导体的界面连接，其中外部导电层具有导体、接触区和电子元件，而内部导电层具有导体和金属化地及电源平面，带有围绕未与这些平面电连接的界面连接的金属化孔的窗口；其特征在于该卡的这些电子元件和印刷的导体被一起组合在三个序列定位的区中，第一个区对应于执行卫星无线电导航系统的信号的模拟转换的电子元件的定位区，第二个对应于实现信号的模—数转换的电子元件的定位区，且第三个对应于实现信号的数字转换的电子元件的定位区，这些电子元件被安装在带有六个导电层的一印刷电路卡上，其中内部第二导电层在各区中具有地平面，第三导电层具有第一和第二区的电源导体和第三区的附加导体，第四导电层具有第一和第二区的附加导体和第三区的金属化电源平面，第五导电层具有第一区的一地平面和第二及第三区的附加导体，在该种情况下，在该卡的第二导电层中所做的地平面通过根据实现该卡的外部第一和第六导电层中的电连接的连接信号导体的布置被定位的直接地连接导体而被互连，该第一区沿其周边被屏蔽线所环绕，所述屏蔽线在该卡的第一和第六导电层中相对地放置，所述屏蔽线通过在界面连接中所做的金属化孔被相互连接且被连接至该卡的第二和第五导电层中给定区的地平面以形成一闭合的线路；所述屏蔽线具有用于通过各自连接信号导体的断路，在该种情况下该卡的第一和第六导电层中的屏蔽线的断路点对应于该卡的第二和第五层中的地平面的连续的金属化部分。
2.根据权利要求1的电子部件，其特征在于互连接该卡的第二导电层中的地平面的地连接导体的宽度被选择不小于1mm。
3.根据权利要求1的电子部件，其特征在于想要用于屏蔽对应的连接信号导体的导体被放置在其两侧并通过至少在各屏蔽线的开始和结束处制做的界面连接的金属化孔被连接至地平面以形成一闭合的线路，这些金属化孔之间的距离最大为5mm。
4.根据权利要求1的电子部件，其特征在于沿该卡的第一和第六导电层中的第一区的周边制做的屏蔽线的宽度被选择至少为2mm。
5.根据权利要求1的电子部件，其特征在于互连该卡的第一和第六导电层中的沿周长制做的屏蔽线并将它们连接至第二和第五导电层中的地平面的界面连接的金属化孔之间的距离不超过5mm。
全文摘要
本发明涉及电子装置且能在准备用于接收和处理卫星无线电导航系统(SRNS)的信号的电子部件中被使用。本发明的实质在于包括一多层印刷电路卡的一电子部件,想要用于屏蔽对应的连接信号导体的导体被放置在其两侧并通过至少在各屏蔽线的开始和结束处制做的界面连接的金属化孔被连接至地平面以形成一闭合的线路。
文档编号H05K1/14GK1270755SQ98809288
公开日2000年10月18日 申请日期1998年7月20日 优先权日1998年7月20日
发明者安德烈·列昂尼多维奇·鲁格, 维塔利·尼古拉耶维奇·科鲁林, 奥列格·德米特里耶维奇·奥西波夫, 阿纳托利·尼古拉耶维奇·索尔达坚科夫, 伊戈尔·弗拉基米罗维奇·乌斯季诺夫, 维克托·伊万诺维奇·马拉申 申请人:三星电子株式会社