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Intel研究人員正在尋找改進(jìn)監視PCB中濕度的方法，因為濕度的變化對PCB性能和故障機制都有重要的影響。 業(yè)內研究表明，濕度會(huì )負面影響PCB的完整性和可靠性。PCB中濕氣的存在將改變PCB的質(zhì)量、功能、熱性能和熱機械屬性，進(jìn)而影響總體性能。 可靠性一直是大多數研究PCB中濕度效應的工程師所關(guān)心的課題，這些研究中所指的濕氣來(lái)自環(huán)境，即空氣。然而，Intel有不同的研究方法。Intel公司數據中心企業(yè)系統工程部門(mén)高級主管工程師Richard Kunze解釋說(shuō)，數據中心的主要工作就是研究濕度和溫度對電氣性能的影響，特別是對高速信號的插入損耗影響，比如典型計算設備中使用的高速信號，尤其是數據中心服務(wù)器中使用的高速信號。 提到高速信號的性能劣化，Kunze宣稱(chēng)：“PCB中的濕氣直接影響各種信號傳播特性，而我們重點(diǎn)關(guān)注的是關(guān)鍵的插損指標。我們承認，濕氣會(huì )被PCB吸收，因此問(wèn)題隨之變?yōu)樵谡９ぷ鳁l件下PCB會(huì )吸收多少濕氣、如何量化它對高速信號性能的影響�！� Kunze還表示，安裝在PCB上的器件的功率耗散會(huì )提高PCB溫度，而這種溫升也會(huì )導致?lián)p耗增加，并影響PCB中的濕氣含量。在即將發(fā)布的DesignCon論文中，他透露Intel將提供在各種不同PCB結構和材料下對這兩種效應的簡(jiǎn)單檢查結果，并嘗試理解在整個(gè)工作狀態(tài)下對性能的影響。 談到表征濕度靈敏度和控制PCB中濕氣含量的重量性，Kunze認為很難通過(guò)烘烤去除在疊層中使用了固態(tài)銅層的典型PCB中的濕氣。他還表示，在PCB裝配之前，裸板一般儲存在真空密封的袋子中，并且附帶有干燥劑。而在裝配之后，PCB板就暴露在溫度和濕度變化范圍很大的工作環(huán)境中�！拔覀兿胍斫獾囊粋�(gè)問(wèn)題是PCB在正常環(huán)境條件下工作時(shí)的濕度與溫度狀態(tài)�！彼硎�。 Kunze解釋道，目前開(kāi)展的許多濕度研究工作都是通過(guò)IPC認證的方法評估PCB中的濕氣含量，即稱(chēng)量PCB暴露在水氣之前和之后的重量。也有人通過(guò)觀(guān)察電容的變化來(lái)推斷PCB中的濕度�！拔覀兊姆椒ㄊ峭ㄟ^(guò)對插損的影響來(lái)推斷PCB濕度�！� 事實(shí)上， Intel在三年前的DesignCon會(huì )議上就介紹過(guò)一種創(chuàng )新的方法，即在走線(xiàn)的同一端執行僅兩個(gè)點(diǎn)的時(shí)域測量來(lái)判斷插損。他們稱(chēng)之為“單端時(shí)域反射至差分插入損耗”，或SET2DIL。這種插損測試方法是Intel企業(yè)服務(wù)器事業(yè)部信號完整性負責人Jeff Loyer和Kunze自己一起開(kāi)發(fā)的，現在已經(jīng)成為一種經(jīng)過(guò)IPC認證的用于確定差分插損的測試方法。 
SET2DIL測試結構 當問(wèn)到設計師可以用來(lái)避免PCB中濕氣的方法時(shí)，Kunze表示目前還不清楚設計師在限制濕氣擴散方面可以發(fā)揮什么樣的作用，至少從實(shí)際使用角度看是這樣。他認為：“濕氣吸入PCB板當然會(huì )受到固態(tài)銅層的阻礙，而且在某種程度上也要經(jīng)過(guò)電介層中的玻璃纖維，但電路板設計師不得不為元件放置一些開(kāi)口來(lái)實(shí)現電路板功能，因此設計中能在多大程度上阻止濕氣進(jìn)入電路板還不太清楚�！� 不過(guò)Kunze表示，就電氣性能而言，設計師需要認真考慮濕度和溫升的影響，確保高速信號的劣化不會(huì )超出可接受的范圍�！艾F在我們相信濕度可能不是想像中那么嚴重——但仍是重要的考慮因素——畢竟在高溫條件下濕度對PCB電路板性能有較大的影響。 目前已經(jīng)有幾款成熟的工具可用于仿真包括PCB在內的結構中的濕氣擴散。如今在Intel的華盛頓杜邦園區工作的Kunze表示，今后他們的研究工作將使用這些仿真工具評估工作狀態(tài)的PCB中的濕氣含量。 |
