FR2963198A1

FR2963198A1 - Printed circuit i.e. backplane circuit, for controller of aircraft, has protected conductive track comprising nominal cross-section and throat of reduced cross-section less than nominal cross-section defining fuse segment on protected track

Info

Publication number: FR2963198A1
Application number: FR1003070A
Authority: FR
Inventors: Christian Pitot
Original assignee: Thales SA
Current assignee: Thales SA
Priority date: 2010-07-21
Filing date: 2010-07-21
Publication date: 2012-01-27
Anticipated expiration: 2030-07-21
Also published as: FR2963198B1

Abstract

Ce circuit comprend un support isolant et au moins une piste conductrice (10), caractérisé en ce qu'il comprend au moins une piste protégée (10), la ou chaque piste protégée (10) présentant une section nominale et comprenant un rétrécissement (24) de section réduite inférieure à la section nominale définissant un tronçon fusible sur la piste protégée (10).This circuit comprises an insulating support and at least one conductive track (10), characterized in that it comprises at least one protected track (10), the or each protected track (10) having a nominal cross section and comprising a constriction (24). ) of reduced section less than the nominal section defining a fuse section on the protected track (10).

Description

Circuit imprimé possédant des pistes protégées, calculateur et procédé. La présente invention concerne le domaine des circuits imprimés comprenant un support isolant et au moins une piste conductrice d'électricité disposée sur le support isolant. PCB having protected tracks, calculator and method. The present invention relates to the field of printed circuits comprising an insulating support and at least one electrically conductive track disposed on the insulating support.

De tels circuits imprimés sont notamment utilisés dans les calculateurs embarqués dans les aéronefs. Pour des raisons de sécurité, ces calculateurs doivent être certifiés et satisfaire à des exigences réglementaires élevées. En particulier, il doit être démontré qu'une défaillance générale grave du calculateur ne peut être due à un dysfonctionnement unique. Such printed circuits are used in particular in embedded computers in aircraft. For safety reasons, these calculators must be certified and meet high regulatory requirements. In particular, it must be demonstrated that a serious general failure of the computer can not be due to a single malfunction.

Une situation simple envisagée est l'application d'une surtension sur une broche d'un connecteur d'un calculateur. Ce type de situation peut résulter d'évènements simples tel que la panne d'un calculateur alimenté en 115 volts AC, l'écrasement ou la destruction d'un toron conduisant des signaux haute tension... La propagation d'un tel évènement vers les autres broches du calculateur est susceptible de participer à une chaîne de défaillances impliquant des sources supposées redondantes et ainsi provoquer une situation catastrophique. Une première approche consiste à considérer qu'une telle situation provoquera une destruction des pistes conductrices du circuit imprimé. Si cette approche s'avère réaliste en pratique, il est toutefois impossible de prouver son caractère systématique et la destruction d'une piste entraîne un déplacement de matière important avec un risque significatif d'une propagation à des pistes adjacentes et d'un enchaînement de défaillances. Une autre solution consiste à prévoir des fusibles rapportés sur le circuit électronique connectant des pistes conductrices pour provoquer une ouverture du circuit calibré sans dégagement de matière. Néanmoins, ces fusibles doivent supporter des évènements très énergétiques tels que ceux rencontrés lors du foudroîment d'un aéronef. Lors de tels événements, les normes de qualification environnementale imposent de résister à des impulsions de courant de plusieurs dizaines d'ampères pour des durées s'exprimant en dizaine de micro seconde. Des fusibles particuliers avec des qualités d'inerties garanties doivent donc être utilisés ce qui occasionne un surcoût, une diminution de fiabilité, et un encombrement du fait qu'il est nécessaire de réserver une surface importante du circuit imprimé pour ces fusibles. Par ailleurs, toute protection par fusible nécessite l'établissement d'un courant élevé pour engendrer la rupture du fusible. II existe un risque que l'impédance rencontrée par l'évènement agressant le calculateur ne permette pas de développer un courant suffisant pour provoquer la rupture du fusible. Dans un tel cas, la situation agressive peut subsister de façon permanente. Une perturbation d'un ou plusieurs système(s) critique(s) ne peut être exclue. L'invention a pour objet de proposer un circuit imprimé permettant d'éviter la propagation de signaux anormaux susceptibles d'endommager des composants électroniques palliant les inconvénients précités. A cet effet, l'invention propose un circuit imprimé comprenant un support isolant et au moins une piste conductrice, comprenant au moins une piste protégée, la ou chaque piste protégée présentant une section nominale et comprenant un rétrécissement de section réduite inférieure à la section nominale définissant un tronçon fusible sur la piste protégée. Selon d'autres modes de réalisation, le circuit imprimé comprend une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prise(s) isolément selon toutes les combinaisons techniquement possibles : - le rapport de l'aire la section nominale d'au moins une ou de chaque piste protégée sur la section réduite du rétrécissement de cette piste protégée est supérieur à 1,6. - le rétrécissement d'au moins une ou de chaque piste protégée possède une largeur réduite inférieure à une largeur nominale de cette piste protégée. - le rapport de la largeur nominale d'au moins une ou de chaque piste protégée sur la largeur réduite du rétrécissement de cette piste de confinement est supérieure à 1,6. - la réduction de section du rétrécissement d'au moins une ou de chaque piste protégée résulte de la réduction de largeur. - le rétrécissement d'au moins une ou de chaque piste protégée à comprend une seule bande conductrice. - le rétrécissement d'au moins une ou de chaque piste protégée comprend une pluralité de bandes conductrices. - le circuit comprend un élément parasurtenseur connecté en dérivation à un tronçon aval de section nominale d'au moins une piste protégée. - un élément parasurtenseur est une diode foudre. - la ou chaque piste protégée comprend un premier tronçon de section nominale et un deuxième tronçon de section nominale reliés entre eux par le rétrécissement, le premier tronçon étant relié à une broche d'un connecteur d'entrée, le deuxième tronçon étant relié à une broche d'un connecteur de sortie ou à au moins un composant électronique. - les pistes conductrices définissent un domaine protégé et un domaine non protégé, un écartement minimal étant prévu entre chaque piste conductrice ou tronçons de piste conductrice du domaine protégé et chaque piste conductrice ou tronçon de piste conductrice du domaine non protégé et entre les pistes ou tronçons de pistes du domaine non protégé. - le circuit comprend au moins une piste non protégée dépourvue de rétrécissement fusible. L'invention concerne encore un calculateur, notamment pour aéronef, comprenant au moins un circuit imprimé tel que défini plus haut. A simple situation envisaged is the application of an overvoltage on a pin of a connector of a computer. This type of situation can result from simple events such as the failure of a computer powered by 115 volts AC, the crushing or destruction of a strand driving high voltage signals ... The propagation of such an event to the other pins of the computer is likely to participate in a chain of failures involving supposedly redundant sources and thus cause a catastrophic situation. A first approach is to consider that such a situation will cause a destruction of the conductive tracks of the printed circuit. While this approach is realistic in practice, it is not possible to prove its systematic nature and the destruction of a runway results in a significant movement of material with a significant risk of propagation to adjacent runways and a sequence of events. failures. Another solution is to provide fuses reported on the electronic circuit connecting conductive tracks to cause an opening of the calibrated circuit without release of material. Nevertheless, these fuses must withstand very energetic events such as those encountered during the crash of an aircraft. During such events, the environmental qualification standards require resisting current pulses of several tens of amperes for periods of time in about ten microseconds. Particular fuses with guaranteed inertia qualities must therefore be used which causes additional cost, decreased reliability, and congestion because it is necessary to reserve a large area of the printed circuit for these fuses. Furthermore, any fuse protection requires the establishment of a high current to cause the fuse break. There is a risk that the impedance encountered by the event attacking the computer does not allow to develop a current sufficient to cause the rupture of the fuse. In such a case, the aggressive situation may subsist permanently. A disturbance of one or more critical system (s) can not be excluded. The invention aims to provide a printed circuit to prevent the propagation of abnormal signals may damage electronic components overcoming the aforementioned drawbacks. For this purpose, the invention proposes a printed circuit comprising an insulating support and at least one conductive track, comprising at least one protected track, the or each protected track having a nominal cross section and comprising a reduced section shrinkage smaller than the nominal section. defining a fuse section on the protected track. According to other embodiments, the printed circuit comprises one or more of the following characteristics, taken separately in all the technically possible combinations: the ratio of the area the nominal section of at least one or each track protected on the reduced section of the narrowing of this protected runway is greater than 1.6. the narrowing of at least one or each protected track has a reduced width less than a nominal width of this protected track. the ratio of the nominal width of at least one or each protected track to the reduced width of the narrowing of this confinement track is greater than 1.6. the shrinkage section reduction of at least one or each protected track results from the width reduction. - The narrowing of at least one or each protected track comprises a single conductive strip. the narrowing of at least one or each protected track comprises a plurality of conductive strips. the circuit comprises a surge protection element connected in shunt to a downstream section of nominal section of at least one protected track. a surge arrester element is a lightning diode. the or each protected track comprises a first section of nominal section and a second section of nominal section interconnected by the narrowing, the first section being connected to a pin of an input connector, the second section being connected to a pin of an output connector or at least one electronic component. the conducting tracks define a protected domain and an unprotected domain, a minimum spacing being provided between each conducting track or sections of conducting track of the protected domain and each conducting track or section of conductive track of the unprotected domain and between the tracks or sections tracks of unprotected domain. - The circuit comprises at least one unprotected track without fuse shrinkage. The invention also relates to a computer, particularly for an aircraft, comprising at least one printed circuit as defined above.

Le calculateur peut comprendre l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes : - le circuit imprimé est un circuit de fond de panier comprenant des connecteurs de calculateur pour la connexion du calculateur et des connecteurs de carte pour la connexion amovible d'au moins une carte électronique sur le circuit de fond de panier. Le calculateur comprend au moins une carte électronique connectée au circuit de fond de panier et comprenant des pistes conductrices, les pistes conductrices définissant un domaine protégé situé en aval du rétrécissement de la ou chaque piste conductrice protégée du circuit imprimé et un domaine non protégé, un écartement minimal étant prévu entre chaque piste conductrice ou tronçons de piste conductrice du domaine protégé et chaque piste conductrice ou tronçon de piste conductrice du domaine non protégée et entre les pistes ou tronçons de pistes du domaine non protégé. L'invention concerne également un procédé de protection d'un appareil électronique comprenant un circuit imprimé comprenant un support isolant et au moins une piste conductrice, dans lequel on prévoit sur le circuit imprimé au moins une piste protégée, la ou chaque piste protégée présentant une section nominale et comprenant un rétrécissement de section réduite inférieure à la section nominale définissant un tronçon fusible sur la piste protégée. L'invention et ses avantages seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple, est faite en référence aux dessins annexés, sur lesquels : - la figure 1 est une vue schématique d'un calculateur comprenant un circuit imprimé selon l'invention ; - la figure 2 est une vue schématique partielle du circuit imprimé de la figure 1 illustrant une piste conductrice du circuit imprimé ; - la figure 3 est une vue agrandie d'un rétrécissement de la piste conductrice de la figure 2 ; - la figure 4 est un graphique illustrant l'évolution de la température de rétrécissements de pistes conductrices en fonction du temps pour une impulsion de courant représentative d'une impulsion de courant suite à une agression foudre très énergétique; et - la figure 5 est une vue analogue à la figure 3 illustrant un rétrécissement d'une piste conductrice selon une variante de l'invention. Le calculateur 2 illustré sur la figure 1 comprend un circuit imprimé 4 de fond de panier et une carte électronique 6 connectée au circuit imprimé 4. Le circuit imprimé 4 comprend un support isolant 8 et des pistes conductrices 10, 10 12 s'étendant sur le support 8. Le support isolant 8 est réalisé dans un matériau isolant électriquement, par exemple de l'epoxy FR4, couramment employé dans le domaine des circuits imprimés. Chaque piste conductrice 10, 12 est formée par un ruban continu de matière conductrice électriquement s'étendant sur le support isolant 8. Les pistes conductrices 10, 15 12 sont métalliques, par exemple en cuivre. Le support isolant 4 peut être monocouche ou multicouche. Dans ce cas, le circuit imprimé 4 peut comprendre des pistes conductrices internes s'étendant entre deux couches du support isolant 8 et des pistes externes s'étendant sur une face exposée d'une couche du support isolant 8. 20 Le circuit imprimé 4 comprend des connecteurs de calculateur 14 pour la connexion du calculateur 2 à un ou plusieurs appareils électroniques et/ou à une alimentation électrique à l'aide de câbles 15, et des connecteurs de carte 16 pour la connexion d'une ou plusieurs carte(s) électronique(s) sur le circuit imprimé 4. Tel que représentées, chaque piste conductrice 10, 12 s'étend entre un élément 25 de connexion amont 18 mâle ou femelle d'un connecteur de calculateur 14 et un élément de connexion aval 20 mâle ou femelle d'un connecteur de carte 16 (visibles sur la figure 2). En variante, des pistes conductrices 10, 12 du circuit imprimé s'étendent entre un connecteur de calculateur 14 et un ou plusieurs composant(s) électrique(s) (non représenté) fixé sur le support isolant 8 et/ou des pistes conductrices s'étendent entre un 30 ou plusieurs composant(s) électrique(s) (non représenté) et un connecteur de carte 16. Le circuit imprimé 4 comprend des pistes conductrices protégées 10 et des pistes conductrices non protégées 12. Chaque piste conductrice protégée 10 est munie de moyens de protection 22 pour empêcher la propagation de signaux électriques anormaux potentiellement 35 dommageables au travers de la piste conductrice protégée 10, vers des composants électroniques du calculateur 2 connectés à cette piste conductrice protégée 10. The computer may comprise one or more of the following features: the printed circuit is a backplane circuit comprising computer connectors for the connection of the computer and card connectors for the removable connection of at least one electronic card. on the backplane circuit. The computer comprises at least one electronic card connected to the backplane circuit and comprising conductive tracks, the conductive tracks defining a protected domain located downstream of the narrowing of the or each protected conductive track of the printed circuit and an unprotected domain, a minimum gap being provided between each conductive track or sections of conductive track of the protected area and each conductive track or section of conductive track of the unprotected area and between the tracks or sections of tracks of the unprotected area. The invention also relates to a method for protecting an electronic device comprising a printed circuit comprising an insulating support and at least one conducting track, in which at least one protected track is provided on the printed circuit, the or each protected track having a nominal section and comprising a smaller section shrinkage than the nominal section defining a fuse section on the protected track. The invention and its advantages will be better understood on reading the description which will follow, given solely by way of example, is made with reference to the accompanying drawings, in which: FIG. 1 is a schematic view of a calculator comprising a printed circuit according to the invention; FIG. 2 is a partial schematic view of the printed circuit of FIG. 1 illustrating a conductive track of the printed circuit; FIG. 3 is an enlarged view of a narrowing of the conductive track of FIG. 2; FIG. 4 is a graph illustrating the evolution of the temperature of conductive track narrowing as a function of time for a current pulse representative of a current pulse following a very energetic lightning aggression; and FIG. 5 is a view similar to FIG. 3 illustrating a narrowing of a conductive track according to a variant of the invention. The computer 2 illustrated in FIG. 1 comprises a backplane printed circuit board 4 and an electronic board 6 connected to the printed circuit board 4. The printed circuit board 4 comprises an insulating support 8 and conductive tracks 10, 10 12 extending over the 8. The insulating support 8 is made of an electrically insulating material, for example FR4 epoxy, commonly used in the field of printed circuits. Each conductive track 10, 12 is formed by a continuous ribbon of electrically conductive material extending over the insulating support 8. The conductive tracks 10, 15 12 are made of metal, for example copper. The insulating support 4 may be monolayer or multilayer. In this case, the printed circuit 4 may comprise internal conductive tracks extending between two layers of the insulating support 8 and external tracks extending on an exposed face of a layer of the insulating support 8. The printed circuit 4 comprises computer connectors 14 for connecting the computer 2 to one or more electronic devices and / or to a power supply using cables 15, and card connectors 16 for connecting one or more card (s) As shown, each conductive track 10, 12 extends between a male or female upstream connection member 18 of a computer connector 14 and a male or female downstream connection member 20. female of a card connector 16 (visible in Figure 2). As a variant, conductive tracks 10, 12 of the printed circuit extend between a computer connector 14 and one or more electrical component (s) (not shown) fixed on the insulating support 8 and / or conductive tracks. extend between one or more electrical component (s) (not shown) and a card connector 16. The printed circuit board 4 comprises protected conductive tracks 10 and unprotected conductive tracks 12. Each protected conductive track 10 is equipped with protection means 22 to prevent the propagation of potentially damaging electrical abnormal signals through the protected conductive track 10 to electronic components of the computer 2 connected to this protected conductive track 10.

Les pistes conductrices non protégées 12 sont dépourvues de moyens de protection analogues. Chaque piste conductrice non protégée 12 est de préférence connectées à un composant électronique ou un ensemble de composants électroniques conférant à la piste conductrice non protégée 12 une impédance d'entrée élevée, permettant de limiter l'amplitudes des impulsions de courant pouvant être générées par des signaux électriques anormaux et atteindre le composant électronique ou l'ensemble de composants électroniques. De manière générale, les pistes conductrices protégées 10 sont les pistes conductrices présentant les impédances d'entrée les plus faibles. Unprotected conductor tracks 12 are devoid of similar protective means. Each unprotected conducting track 12 is preferably connected to an electronic component or a set of electronic components conferring on the unprotected conducting track 12 a high input impedance, making it possible to limit the amplitudes of the current pulses that can be generated by abnormal electrical signals and reach the electronic component or set of electronic components. In general, the protected conductive tracks 10 are the conductive tracks having the lowest input impedances.

Tel qu'illustrés sur la figure 2, les moyens de protection 22 associés à chaque piste conductrice protégée 10 comprennent un rétrécissement 24 de la piste conductrice protégée 10 et un élément parasurtenseur connectée en dérivation à la piste conductrice. Chaque piste conductrice protégée 10 présente, en dehors de son rétrécissement 24, une section transversale nominale, ci-après section nominale. Le rétrécissement 24 de chaque piste conductrice protégée 10 présente une section transversale réduite, ci-après section réduite, inférieure à la section nominale. Le rétrécissement 24 définit le tronçon de plus petite section transversale de la piste conductrice protégée 10. Le rétrécissement 24 est localisé : il s'étend sur une portion de longueur limitée de la piste conductrice protégée 10. As illustrated in FIG. 2, the protection means 22 associated with each protected conductive track 10 comprise a narrowing 24 of the protected conductive track 10 and a surge protective element connected in shunt to the conductive track. Each protected conductive track 10 has, apart from its narrowing 24, a nominal cross section, hereinafter nominal section. The narrowing 24 of each protected conductive track 10 has a reduced cross section, hereinafter reduced section, smaller than the nominal section. The narrowing 24 defines the smallest cross section section of the protected conductive track 10. The narrowing 24 is located: it extends over a portion of limited length of the protected conductive track 10.

Le rétrécissement 24 définit un fusible ou tronçon fusible prévu pour se rompre préférentiellement en cas de courant élevé circulant dans la piste conductrice protégée 10. La rupture est due à l'échauffement du rétrécissement 24. Un courant élevé apparaît par exemple lorsqu'une une surtension anormale est appliquée à l'entrée de la piste conductrice protégée 10. The narrowing 24 defines a fuse or fuse section provided to break preferentially in the event of high current flowing in the protected conductive track 10. The rupture is due to the heating of the shrinkage 24. A high current occurs for example when a surge abnormal is applied to the input of the protected conductive track 10.

Le rétrécissement 24 relie un tronçon amont 28 et un tronçon aval 30 de section nominale de la piste conductrice protégée 10. Le tronçon amont 28 s'étend entre l'extrémité de la piste conductrice protégée 10 destinée à recevoir les signaux éventuellement perturbés, et le rétrécissement 24, et le tronçon aval 30 s'étend entre le rétrécissement 24 et le ou les composant(s) électronique(s) à protéger reliés à la piste conductrice protégée 10. Le rapport de l'aire de la section nominale de la piste conductrice protégée 10 sur l'aire de la section réduite du rétrécissement est supérieur à 1,6. Un tel rapport permet d'assurer un fonctionnement satisfaisant du rétrécissement 24 fusible comme cela sera détaillé par la suite. The narrowing 24 connects an upstream section 28 and a downstream section 30 of nominal section of the protected conductive track 10. The upstream section 28 extends between the end of the protected conductive track 10 intended to receive the potentially disturbed signals, and the narrowing 24 and the downstream section 30 extends between the narrowing 24 and the electronic component (s) to be protected connected to the protected conductive track 10. The ratio of the area of the nominal section of the track Protected conductor 10 in the area of the reduced section of the narrowing is greater than 1.6. Such a ratio ensures a satisfactory operation of the fuse shrink 24 as will be detailed later.

Tel qu'illustré sur la figure 3, la réduction de section du rétrécissement 24 de chaque piste conductrice protégée 10 résulte uniquement d'une réduction de largeur, la largeur réduite (W1) du rétrécissement 24 étant inférieure à la largeur nominale (W2) du tronçon amont 28 et du tronçon aval 30. Le rétrécissement 24 est de largeur constante sur toute sa longueur. Le rétrécissement 24 présente la même épaisseur que le tronçon amont 28 et le tronçon aval 30. As illustrated in FIG. 3, the shrink section reduction 24 of each protected conductive track 10 results solely from a reduction in width, the reduced width (W1) of the shrinkage 24 being smaller than the nominal width (W2) of the upstream section 28 and the downstream section 30. The narrowing 24 is of constant width over its entire length. The narrowing 24 has the same thickness as the upstream section 28 and the downstream section 30.

Le rapport de la largeur nominale (W2) de la piste conductrice protégée 10 sur la largeur réduite (W 1) du rétrécissement 24 est supérieur à 1,6. II en résulte que le rapport de l'aire de la section nominale sur l'aire de la section réduite est supérieur à 1,6. La longueur LR du rétrécissement 24 est supérieure à deux fois sa largeur W1. Ceci assure qu'après rupture du rétrécissement 24 et retrait par capillarité des deux parties rendues liquides par l'échauffement, une ouverture sera crée. De préférence, la longueur LR est supérieure à deux fois la largeur réduite W1 plus une distance d'isolation permettant s'assurer une isolation électrique entre les deux portions du rétrécissement 24 après fusion de celui-ci et retrait par capillarité des portions rendues liquides par l'échauffement. La distance d'isolation est de préférence égale ou supérieure à 0,5mm, notamment égale ou supérieure à I mm. Avantageusement, la longueur LR est supérieure à six fois la largeur réduite W1, ce qui assure un écartement généralement suffisant. A titre d'exemple, un rétrécissement 24 de largeur réduite 250 pm et de longueur LR 1,5 mm assurera une ouverture d'au moins 1 mm après fusion du rétrécissement 24 et retrait par capillarité des portions rendues liquides par l'échauffement. Cette ouverture d'1 mm permettra de garantir un isolement d'au moins 200V avec un support en epoxy FR4 entre les parties amont et aval ce qui est suffisant pour bloquer une agression du type application accidentelle d'une tension de 115V AC. La piste conductrice protégée 10 comprend des zones de transition 31 entre chacun des tronçons amont 28 et aval 30 et le rétrécissement 24. Chaque zone de transition 31 présente une largeur décroissant progressivement vers le rétrécissement 24. Chaque zone de transition 31 est courte pour assurer une transition rapide. De préférence, chaque zone de transition présente une longueur LT inférieure à la différence entre la largeur nominale W2 et la largeur W1. Telles que représentée sur la figure 3 chaque zone de transition 31 comprend deux bords rectilignes en chanfrein à 45° En variante, chaque zone de transition comprend des bords arqués en quart de cercle. L'élément parasurtenseur est prévu sous la forme d'une diode foudre 26 dans le mode de réalisation illustré. La diode foudre 26 est connectée en dérivation du tronçon aval 30, entre le tronçon aval 30 et un plan de masse. The ratio of the nominal width (W 2) of the protected conductive track 10 to the reduced width (W 1) of the narrowing 24 is greater than 1.6. As a result, the ratio of the area of the nominal section to the area of the reduced section is greater than 1.6. The length LR of the constriction 24 is greater than twice its width W1. This ensures that after rupture of the shrinkage 24 and withdrawal by capillarity of the two parts rendered liquid by the heating, an opening will be created. Preferably, the length LR is greater than twice the reduced width W1 plus an isolation distance to ensure electrical insulation between the two portions of the shrinkage 24 after melting thereof and withdrawal by capillarity portions rendered liquid by heating. The insulation distance is preferably equal to or greater than 0.5 mm, in particular equal to or greater than 1 mm. Advantageously, the length LR is greater than six times the reduced width W1, which ensures a generally sufficient spacing. By way of example, a shrinkage 24 of reduced width 250 μm and length LR 1.5 mm will ensure an opening of at least 1 mm after melting of the shrinkage 24 and withdrawal by capillarity of the portions rendered liquid by the heating. This opening of 1 mm will ensure isolation of at least 200V with a FR4 epoxy support between the upstream and downstream parts which is sufficient to block an accidental type of attack type of a voltage of 115V AC. The protected conductive track 10 comprises transition zones 31 between each of the upstream 28 and downstream 30 sections and the narrowing 24. Each transition zone 31 has a gradually decreasing width towards the narrowing 24. Each transition zone 31 is short in order to ensure a smooth transition. fast transition. Preferably, each transition zone has a length LT less than the difference between the nominal width W2 and the width W1. As shown in FIG. 3, each transition zone 31 comprises two 45 ° straight chamfered edges. In a variant, each transition zone comprises quarter-circle arcuate edges. The surge arrester element is provided in the form of a lightning diode 26 in the illustrated embodiment. The lightning diode 26 is connected in branching of the downstream section 30, between the downstream section 30 and a ground plane.

La diode foudre 26 permet de limiter La tension en aval de son noeud de connexion au tronçon aval 30 sans créer de courants de fuites significatifs dans la plage de fonctionnement normale du calculateur 2, dans laquelle la diode foudre 26 est dimensionnée pour ne pas être passante. En variante, d'autres éléments parasurtenseurs pourrait être utilisés. En fonctionnement, en cas de signal anormal faiblement énergétique n'entraînant pas un courant élevé durable appliqué sur le tronçon amont 28, la diode foudre 26 limite la tension en aval et protège le composant électronique ou l'ensemble de composants électroniques reliés au tronçon aval 30 éléments électroniques situés en aval de façon réversible. A la fin de la surtension, le circuit imprimé est intègre. En cas de signal anormal fortement énergétique entraînant un courant élevé durable, la diode 26 autorise le passage d'un courant élevé pendant une durée suffisante pour garantir l'ouverture de la piste conductrice protégée 10 par destruction irréversible du rétrécissement 24 faisant office de fusible. Le rapport minimal entre la section nominale de la piste conductrice protégée 10 et la section réduite du rétrécissement 24 favorise une élévation locale de température rapide au niveau du rétrécissement 24, permettant de provoquer la rupture localisée de la piste conductrice protégée 10 au niveau du rétrécissement 24. En première approximation, en faisant l'hypothèse d'une absence de conduction thermique du fait de la rapidité des phénomènes en question, l'élévation de température d'un conducteur électrique soumis à un courant donné est proportionnelle au carré de l'aire de sa section. Ainsi, un rapport de 1,6 assure une élévation de température environ 2,5 fois plus rapide au niveau du rétrécissement 24. Par ailleurs, notamment pour un circuit imprimé destiné à un aéronef, le rétrécissement 24 doit être dimensionné pour résister sans rompre à des impulsions de courants très énergétiques, pouvant résulter du foudroîment de l'aéronef. Cette contrainte impose de conférer au rétrécissement une section d'aire minimale, afin que, en cas de sollicitation de ce type, la température du rétrécissement 24 reste éloignée de la température de fusion du matériau constituant la piste conductrice protégée 10 - 1053CC pour le cuivre - et d'une température limite du matériau du support isolant 8 - des transformations de l'epoxy FR4 utilisé dans le domaine aéronautique peuvent être observées à partir d'environ 400CC. Les normes définissant les conditions environnementales de test permettent de définir les cas critiques. A titre d'exemple, la norme DO-160 (« Environmental Conditions and Test Procedures for Airborne Equipment » - Condition environnementales et procédures de test pour les équipements embarqués), publiée par la société RTCA Inc., définit des impulsions énergétiques. The lightning diode 26 makes it possible to limit the voltage downstream of its connection node to the downstream section 30 without creating significant leakage currents in the normal operating range of the computer 2, in which the lightning diode 26 is sized so as not to be busy. . Alternatively, other surge protectors could be used. In operation, in the event of a weakly energetic abnormal signal not causing a high sustained current applied on the upstream section 28, the lightning diode 26 limits the voltage downstream and protects the electronic component or the set of electronic components connected to the downstream section. 30 electronic elements reversibly downstream. At the end of the surge, the circuit board is intact. In the case of an abnormally high energy signal giving rise to a long-lasting high current, the diode 26 allows the passage of a high current for a sufficient time to guarantee the opening of the protected conductive track 10 by irreversible destruction of the narrowing 24 acting as a fuse. The minimum ratio between the nominal section of the protected conductive track 10 and the reduced section of the narrowing 24 promotes rapid local temperature rise at the narrowing 24, to cause localized breakage of the protected conductive track 10 at the narrowing. As a first approximation, assuming the absence of thermal conduction due to the rapidity of the phenomena in question, the temperature rise of an electric conductor subjected to a given current is proportional to the square of the area. of his section. Thus, a ratio of 1.6 ensures a temperature rise of about 2.5 times faster in shrinkage 24. Moreover, especially for a printed circuit intended for an aircraft, the shrinkage 24 must be sized to withstand pulses of very energetic currents, which may result from the lightning strike of the aircraft. This constraint imposes to give the shrink a minimum section of area, so that, in case of such stress, the shrinkage temperature 24 remains far from the melting temperature of the material constituting the protected conductive track 10 - 1053CC for copper - and a temperature limit of the material of the insulating support 8 - transformations of the epoxy FR4 used in the aeronautical field can be observed from about 400CC. The standards defining the environmental test conditions make it possible to define the critical cases. For example, the DO-160 (Environmental Conditions and Test Procedures for Airborne Equipment) standard, published by RTCA Inc., defines energy pulses.

La figure 3 illustre des courbes de température (°C) du rétrécissement 24 en fonction du temps (ms) simulées pour différentes géométries du rétrécissement 24 pour une impulsion du type Wafeform4 750V saturée à 150A telle que définie dans la norme DO-160, qui est l'impulsion la plus énergétique selon cette norme, et donc la plus sévère pour la plupart des calculateurs recevant des signaux exposés aux effets de la foudre. Les courbes Cl, C2, C3 correspondent à des simulations pour une piste conductrice de cuivre de largeur nominale de 400 micromètres et d'épaisseur 35 micromètres, pour des rétrécissements 24 de largeur réduite de respectivement 200 micromètres (courbe Cl), 250 micromètres (courbe C2) et 300 micromètres (courbe C3). FIG. 3 illustrates temperature curves (° C) of the narrowing 24 as a function of time (ms) simulated for different geometries of the narrowing 24 for a pulse of the Wafeform4 750V type saturated at 150A as defined in the DO-160 standard, which is the most energetic pulse according to this standard, and therefore the most severe for most computers receiving signals exposed to the effects of lightning. Curves C1, C2, C3 correspond to simulations for a copper conductive track with a nominal width of 400 micrometers and a thickness of 35 microns, for shrinks 24 of reduced width of 200 micrometers (curve C1), 250 micrometers (curve C2) and 300 micrometers (curve C3).

Ainsi, un rétrécissement 24 présentant une largeur de 250 micromètres permet de satisfaire le rapport de 1,6 tout en restant à une température sensiblement inférieure à 300 CC pour l'impulsion considérée. Le dimensionnement adéquat du rétrécissement 24 et de la diode 26 permet que l'élévation de température produite par la plus énergétique des perturbations à laquelle il est requis de résister suivant DO-160 ne cause pas de modification irréversible de la piste conductrice protégée 10 ni du support isolant 8. Les moyens de protection 22 des pistes protégées 10 sont obtenus facilement et à faible coût. Le rétrécissement 24 fusible permet d'intégrer facilement et de manière compacte la fonction de fusible à la piste protégée 10. L'élément parasurtenseur, tel que la diode foudre 26, permet avec un dimensionnement adéquat de préserver l'intégrité du rétrécissement 24 sous certaines conditions générant des signaux anormaux auxquels le circuit imprimé 4 doit pouvoir résister (conséquence d'un foudroiement par exemple) et d'assurer la rupture localisée de la piste protégée 10 au niveau du rétrécissement 24 sous d'autres conditions. Des diodes pouvant convenir présentent une tension de coude allant de quelques volts à quelques dizaines de volts et sont susceptibles d'absorber pendant des durées de quelques centaines de microsecondes caractéristiques des impulsions de courant résultant d'un foudroîment, des puissances instantanées de l'ordre de quelques milliers de watt (1500W, 3000W et 5000W sont des caractéristiques de puissance courantes). Thus, a narrowing 24 having a width of 250 microns makes it possible to satisfy the ratio of 1.6 while remaining at a temperature substantially lower than 300 CC for the pulse in question. The adequate dimensioning of the constriction 24 and the diode 26 allows that the temperature rise produced by the most energetic of the disturbances to which it is required to resist according to the DO-160 does not cause irreversible modification of the protected conductive track 10 or the insulating support 8. The protection means 22 of the protected tracks 10 are obtained easily and at low cost. The fuse shrink 24 makes it possible to easily and compactly integrate the fuse function with the protected track 10. The surge arrester element, such as the lightning diode 26, makes it possible, with adequate sizing, to preserve the integrity of the shrinkage 24 under certain conditions. conditions generating abnormal signals to which the printed circuit board 4 must be able to withstand (consequence of a lightning strike for example) and to ensure localized breakage of the protected track 10 at the narrowing 24 under other conditions. Diodes that may be suitable have an elbow voltage ranging from a few volts to a few tens of volts and are capable of absorbing, during periods of a few hundred microseconds, characteristic current pulses resulting from a lightning strike, instantaneous powers of the order a few thousand watts (1500W, 3000W and 5000W are common power characteristics).

En revenant à la figure 1, la carte électronique 6 comprend des composants électroniques 32, des pistes conductrices de connexion 34 s'étendant entre des interfaces de connexion aux connecteurs de carte 16 du circuit imprimé 4 et des pistes conductrices d'interconnexion 36 s'étendant entre les composants électroniques 32 de la carte électronique 6. Returning to FIG. 1, the electronic card 6 comprises electronic components 32, conductive connection tracks 34 extending between connection interfaces to the card connectors 16 of the printed circuit 4 and interconnecting conductive tracks 36. extending between the electronic components 32 of the electronic card 6.

Les pistes conductrices ou tronçons de pistes conductrices se répartissent entre un domaine dit protégé et un domaine dit non protégé. The conductive tracks or sections of conductive tracks are distributed between a so-called protected domain and a so-called unprotected domain.

Le domaine non protégé est constitué des équipotentielles issues d'un connecteur de calculateur 14 et situés en amont des rétrécissements 24 (tronçons amont 28 des pistes protégées 10 visible sur la figure 2) et des équipotentielles issues d'un connecteur de calculateur 14 et dépourvues de rétrécissements 24 (pistes non protégées 12 et pistes connectées à ces pistes non protégées 12 en aval de celles-ci) parce qu'elles ne possèdent pas de dispositif parasurtenseur (diode 26) et qu'elles aboutissent à un composant électronique 32 dont l'impédance élevée vis-à-vis de l'équipotentielle considérée assure les confinements de l'agression foudre et de l'application accidentelle d'une surtension redoutée. The unprotected domain consists of equipotentials coming from a computer connector 14 and located upstream of the constrictions 24 (upstream sections 28 of the protected tracks 10 visible in FIG. 2) and equipotentials coming from a computer connector 14 and without of narrowing 24 (unprotected tracks 12 and tracks connected to these unprotected tracks 12 downstream thereof) because they do not have a surge arrester device (diode 26) and they lead to an electronic component 32 whose high impedance with respect to the equipotential considered ensures the confinement of lightning aggression and the accidental application of a dreaded surge.

Le domaine protégé est constitué de l'ensemble des autres équipotentielles (tronçons aval 30 des pistes protégées 10 et pistes connectées à ces tronçons aval 30 en aval de ceux-ci ) Sur le circuit électronique 4 comme sur chaque carte électronique 6 connectée à celui-ci, il est souhaitable de maintenir un écartement minimal E entre chaque piste conductrice ou tronçon de piste conductrice du domaine protégé et chaque piste ou tronçon de piste du domaine non protégé, et entre les pistes conductrices ou tronçons de pistes conductrices du domaine non protégé. Le respect d'un écartement minimal E dans le domaine non protégé et entre le domaine protégé et le domaine non protégé assure une isolation électrique suffisante compte tenu des évènements perturbants typiques et évite la propagation de perturbation entre pistes conductrices et/ou tronçons de pistes conductrices. Il est possible de prévoir un écartement inférieur à l'écartement minimal E entre des pistes conductrices ou tronçons de pistes conductrices du domaine protégé. Dans l'exemple illustré, il est possible de prévoir un écartement inférieur à l'écartement minimal E entre deux tronçons aval 30 de deux pistes conductrices protégées 10 du circuit imprimé 4 ou entre les deux pistes de connexion 34 correspondantes de la carte électronique 6, connectées à deux tronçons aval 30 (pistes situées en bas sur la Figure 1). L'écartement minimal E est de préférence supérieur à 1 mm entre des pistes conductrices internes située entre des couches d'un support isolant et 1,8 mm entre des pistes conductrices externes situées sur une face exposée d'un couche du support isolant. Ces chiffres sont donnés à titre d'exemple et peuvent varier en fonction des caractéristiques diélectriques des matériaux isolants (epoxy et/ou vernis) et de la tension d'isolement recherchée (typiquement 200V si l'agression redoutée est l'application accidentelle d'une tension 115V AC). The protected domain consists of all the other equipotentials (downstream sections 30 of the protected tracks 10 and tracks connected to these downstream sections 30 downstream of them) on the electronic circuit 4 as on each electronic card 6 connected to this one. Herein, it is desirable to maintain a minimum gap E between each conducting track or conducting track section of the protected domain and each track or track section of the unprotected domain, and between the conducting tracks or sections of conductive tracks of the unprotected domain. The respect of a minimum gap E in the unprotected domain and between the protected domain and the unprotected domain ensures sufficient electrical insulation taking into account the typical disturbing events and avoids the propagation of disturbance between conducting tracks and / or sections of conducting tracks. . It is possible to provide a spacing smaller than the minimum spacing E between conductive tracks or sections of conductive tracks of the protected domain. In the example illustrated, it is possible to provide a spacing smaller than the minimum gap E between two downstream sections 30 of two protected conductive tracks 10 of the printed circuit 4 or between the two corresponding connection tracks 34 of the electronic card 6, connected to two downstream sections 30 (tracks located at the bottom in Figure 1). The minimum gap E is preferably greater than 1 mm between internal conductive tracks located between layers of an insulating support and 1.8 mm between external conductive tracks located on an exposed face of a layer of the insulating support. These figures are given by way of example and may vary according to the dielectric characteristics of the insulating materials (epoxy and / or varnish) and the desired isolation voltage (typically 200V if the feared aggression is the accidental application of 115V AC voltage).

Dans le mode de réalisation des figures 1 à 3, chaque rétrécissement 24 comprend une unique bande s'étendant entre les tronçons amont 28 et aval 30 de la piste conductrice protégée 10. Dans une variante illustrée sur la figure 5, un rétrécissement 24 d'une piste conductrice protégée 10 comprend une pluralité de bandes 48 espacées transversalement, reliant chacune le tronçon amont 28 au tronçon aval 30. Les bandes 48 présentent la même épaisseur que les tronçons amont 28 et aval 30. Ce mode de réalisation est adapté à une piste conductrice destinée à transmettre des courants électriques élevé (plusieurs ampères) et présentant par conséquent une largeur importante. Dans ce cas, la largeur de rétrécissement 24 est considérée comme étant la somme des largeurs des bandes 48, et le rapport de la largeur de la section nominale des tronçons amont 28 et aval 30 sur la somme des largeur des bandes 48 est de préférence supérieur à 1,6. L'invention n'est pas limitée au mode de réalisation illustré sur les figures 1 à 3 et 5. Des modifications peuvent être apportées sans sortir du cadre de l'invention. En variante, le circuit imprimé comprend des composants électroniques, les tronçons aval de piste conductrices protégées étant connectés à des composants électroniques ou des ensembles de composants électroniques rapportés sur le support du circuit imprimé et éventuellement reliés entre eux par des pistes conductrices faisant partie du domaine protégé ou du domaine non protégé selon qu'elles sont situées en aval du rétrécissement d'une piste conductrice protégée ou du piste conductrice non protégé. En outre, le circuit imprimé 4 n'est pas nécessairement un circuit de fond de panier pour la connexion de cartes électroniques. Dans une variante, le circuit imprimé 4 est une carte électronique prévue pour être connectée à un circuit de fond de panier. Par ailleurs, la réduction de section du rétrécissement d'une piste conductrice ne résulte pas nécessairement uniquement d'une réduction de largeur de la piste conductrice. La réduction de section résulte de manière générale d'une réduction de largeur et/ou d'une réduction d'épaisseur. Une réduction de section résultant uniquement d'une réduction de largeur présente l'avantage d'un contrôle dimensionnel aisé de la réduction de section et d'une construction facile. Dans tous les cas, il est souhaitable de respecter un rapport minimal de 1,6 entre les aires de la section nominale de la piste et de la section réduite du rétrécissement pour assurer une rupture préférentielle localisée de la piste protégée 10 au niveau du rétrécissement fusible. In the embodiment of FIGS. 1 to 3, each narrowing 24 comprises a single band extending between the upstream and downstream sections 30 of the protected conductive track 10. In a variant illustrated in FIG. 5, a narrowing 24 of FIG. a protected conductive track 10 comprises a plurality of transversely spaced strips 48, each connecting the upstream section 28 to the downstream section 30. The strips 48 have the same thickness as the upstream 28 and downstream 30 sections. This embodiment is adapted to a track conductor for transmitting high electric currents (several amps) and therefore having a large width. In this case, the narrowing width 24 is considered to be the sum of the widths of the strips 48, and the ratio of the width of the nominal section of the upstream 28 and downstream 30 sections to the sum of the widths of the strips 48 is preferably greater than at 1.6. The invention is not limited to the embodiment illustrated in Figures 1 to 3 and 5. Modifications can be made without departing from the scope of the invention. In a variant, the printed circuit comprises electronic components, the protected conductor downstream portions being connected to electronic components or sets of electronic components that are mounted on the printed circuit support and possibly interconnected by conductive tracks forming part of the domain. protected or unprotected area depending on whether they are located downstream of the narrowing of a protected conductive track or unprotected conductive track. In addition, the printed circuit 4 is not necessarily a backplane circuit for the connection of electronic cards. In a variant, the printed circuit 4 is an electronic card intended to be connected to a backplane circuit. On the other hand, the reduction in section of the narrowing of a conductive track does not necessarily result solely from a reduction in the width of the conductive track. The reduction in section generally results from a reduction in width and / or a reduction in thickness. A reduction in section resulting solely from a reduction in width has the advantage of easy dimensional control of section reduction and easy construction. In all cases, it is desirable to maintain a minimum ratio of 1.6 between the nominal section of the track and the reduced section of the narrowing section to provide a preferential localized break of the protected track 10 at the fuse shrinkage. .

L'invention s'applique en particulier aux calculateurs embarqués dans des aéronefs, de manière plus générale aux calculateurs embarqués, et de manière encore plus générale aux calculateurs. The invention applies in particular to computers embedded in aircraft, more generally to embedded computers, and even more generally to computers.

Claims

1. Circuit board (4) comprising an insulating support (8) and at least one conducting track (10, 12), characterized in that it comprises at least one protected track (10), the or each protected track (10). ) having a nominal cross-section and including a narrowing (24) of smaller cross section than the nominal section defining a fuse section on the protected track (10).

2. The printed circuit (4) according to claim 1, wherein the ratio of the area of the nominal section of at least one or each protected track (10) to the reduced section of the narrowing (24) of this protected track. (10) is greater than 1.6.

The circuit board (4) according to claim 1 or 2, wherein the narrowing (24) of at least one or each protected track (10) has a reduced width (W1) smaller than a nominal width (W2). of this protected runway (10).

4. The printed circuit (4) according to claim 3, wherein the ratio of the nominal width (W2) of at least one or each protected track (10) to the reduced width (W 1) of the narrowing (24). this containment track is greater than 1.6.

A printed circuit as claimed in any one of the preceding claims, wherein the reduction of the narrowing section (24) of at least one or each protected track (10) results from the width reduction.

6. A printed circuit (4) according to any one of the preceding claims, wherein the narrowing (24) of at least one or each protected track (10) comprises a single conductive strip.

The circuit board (4) according to any one of the preceding claims, wherein the narrowing (24) of at least one or each protected track (10) comprises a plurality of conductive strips.

8. Circuit board (4) according to any one of the preceding claims, comprising a surge arrester element (26) connected in shunt to a downstream section (30) of nominal section of at least one protected track (10).

9. A printed circuit (4) according to claim 8, wherein a surge arrester element (26) is a lightning diode.

10.- printed circuit (4) according to any one of the preceding claims, wherein the or each protected track (10) comprises a first section (28) of nominal section and a second section (30) of nominal section interconnected by the narrowing (24), the first section (28) being connected to a pin of an input connector, the second section (30) being connected to a pin of an output connector or to at least one electronic component .

11. The printed circuit (4) according to any one of the preceding claims, wherein the conductive tracks (10,

12) define a protected domain and an unprotected domain, a minimum gap (E) being provided between each conductive track or sections of the protected domain and each conductive track or section of the conductive track of the unprotected domain and between the tracks or sections of tracks of the unprotected domain. 12. Circuit board (4) according to any one of the preceding claims, comprising at least one unprotected track (12) devoid of fuse shrinkage.

13.- Calculator (2), in particular for aircraft, comprising at least one printed circuit (4) according to any one of the preceding claims.

14. Calculator (2) according to claim 13, wherein the printed circuit (4) is a backplane circuit comprising computer connectors (14) for the connection of the computer and card connectors (16) for the removable connection of at least one electronic card (6) to the backplane circuit.

15.- computer according to claim 13 or 14, comprising at least one electronic card connected to the backplane circuit and comprising conductive tracks (34, 36), the conductive tracks (10, 12, 34, 36) defining a domain protected area (10) of the printed circuit and an unprotected area, a minimum gap (E) being provided between each conductive track or sections of the protected area and each conductive track or section of conductive track of the unprotected area and between the tracks or sections of tracks of the unprotected area.

16. A method of protecting an electronic apparatus comprising a printed circuit (4) comprising an insulating support (8) and at least one conducting track (10, 12), in which at least one printed circuit (4) is provided. a protected track (10), the or each protected track (10) having a nominal cross-section and comprising a narrowing (24) of reduced section smaller than the nominal section defining a fuse section on the protected track (10).