ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ПАРАМЕТРОВ МАТЕРИАЛОВ СТЕКА ЯЧЕЙКИ ЗАЩИТЫ ИНФОРМАЦИИ НА ЕЕ НАДЕЖНОСТЬ 

Павел Андреевич Максимов, инженер-программист, Пензенский научно-исследовательский электротехнический институт (Россия, г. Пенза, ул. Советская, 9), E-mail: agdvs8880@gmail.com
Антон Сергеевич Ишков, кандидат технических наук, доцент кафедры радиотехники и радиоэлектронных систем, Пензенский государственный университет (Россия, г. Пенза, ул. Красная, 40), E-mail: rtech@pnzgu.ru
Максим Константинович Маркелов, старший преподаватель кафедры радиотехники и радиоэлектронных систем, Пензенский государственный университет (Россия, г. Пенза, ул. Красная, 40), E-mail: rtech@pnzgu.ru

621.391.31 

DOI

10.21685/2307-5538-2021-3-7 

Актуальность и цели. Печатные платы современных аналоговых, цифровых и цифроаналоговых электронных устройств средней сложности и выше имеют основу в виде стека – набора слоев различного назначения, прессуемых впоследствии в единую печатную плату. Материалы, используемые для формирования данных слоев, играют существенную роль в дальнейшей работоспособности электронного устройства, так как обладают различными электрическими, тепловыми и механическими параметрами, определяющими достоинства того или иного их стека и, соответственно, возможные ограничения выполненного на его основе устройства. Материалы и методы. Качество материалов, используемых для печатных плат, характеризуется множеством технических параметров, которые могут существенно влиять на характеристики конечных электронных устройств. Негативное влияние материалов стека печатной платы может проявиться как непосредственно после изготовления изделия, так и в процессе эксплуатации, приводя к мгновенным или задержанным во времени отказам разных видов критичности. Результаты. Установлено, что в условиях производства современных электронных устройств и печатных плат для них, в том числе работающих в высокочастотных диапазонах, на качество их работы могут влиять самые различные факторы. В работе показано, что с целью максимального снижения возможных рисков, связанных с различными физическими явлениями и возникающими паразитными параметрами материалов печатной платы, необходимо проведение моделирования ее работы с учетом возможных параметров используемых материалов и их влияния как минимум на самые критичные участки – печатный монтаж, места установки микросхем и других радиоэлементов. Определены значения количества теплоты, выделяемой с единицы ее площади, так как многие характеристики электронных компонентов и материалов печатных плат, их работоспособность зависит от температурного режима, в пределах которого они работают. Вывод. Выполненные исследования позволяют исключить возможные последствия повышения температуры в устройстве, например, изменение формы передаваемых сигналов, деградация материалов, тепловое расширение элементов платы и, как следствие, разрыву или повреждению медных дорожек на стыке – наружный слой-переходное отверстие. 

Ключевые слова

печатная плата, стек, топологическое моделирование, HyperLynx, материалы печатных плат 

 Скачать статью в формате PDF

1. Джонсон Г., Грэхем М. Конструирование высокоскоростных цифровых устройств. М. : Вильямс, 2006. 624 с.
2. Collin R. E. Foundations for microwave engineering. 2 ed. New York : McGraw-Hill, 1992. 924 p.
3. Трундов А. В. Практические рекомендации по проектированию печатных плат. М. : Издательские решения, 2020. 180 с.
4. Hnatiuc M., Iov C. J. Cooling with Mentor Graphics HyperLynx Thermal // IEEE 20th International Symposium for Design and Technology in Electronic Packaging (SIITME). Bucharest, 2014. P. 250–265.
5. Jinhui Li, Huabo Duan, Keli Yu, Siting Wang. Interfacial and Mechanical Property Analysis of Waste Printed Circuit Boards Subject to Thermal Shock // Journal of the Air & Waste Management Association. 2010. Vol 60. P. 229–236.
6. Jiang N., Novak J., Li X. [et al.]. Power Electronics PCB Concept Supports Thermal Management // Power Electronics Technology. 2012. Vol 39. P. 23–27.
7. Coonrod J. The Impact of Electrical and Thermal Interactions on Microwave PCB Performance // Microwave Journal. 2014. Vol. 57. P. 68–78.
8. Zhang H. HyperLynx Simulation and PCB Design. Beijing : Mechanical Industry Press, 2005. 257 p.
9. Yang M., Liang S. Application of HyperLynx in the Development of High Speed Signal Processing Circuits // IEEE 5th International Conference on Computer and Communications. Chengdu, 2019. P. 743–751.
10. Li Cheng. Research on Signal Integrity Simulation of High-Speed DSP System Based on HyperLynx // Electronic Devices. 2009. Vol. 32. P. 445–451.