Intel研致力于改进PCB中湿度的跟踪方法

  Intel研究人员正在寻找改进监视PCB中湿度的方法,因为湿度的变化对PCB性能和故障机制都有重要的影响。
    业内研究表明,湿度会负面影响PCB的完整性和可靠性。PCB中湿气的存在将改变PCB的质量、功能、热性能和热机械属性,进而影响总体性能。   

    可靠性一直是大多数研究PCB中湿度效应的工程师所关心的课题,这些研究中所指的湿气来自环境,即空气。然而,Intel有不同的研究方法。Intel公司数据中心企业系统工程部门高级主管工程师RichardKunze解释说,数据中心的主要工作就是研究湿度和温度对电气性能的影响,特别是对高速信号的插入损耗影响,比如典型计算设备中使用的高速信号,尤其是数据中心服务器中使用的高速信号。    

    提到高速信号的性能劣化,Kunze宣称:“PCB中的湿气直接影响各种信号传播特性,而我们重点关注的是关键的插损指标。我们承认,湿气会被PCB吸收,因此问题随之变为在正常工作条件下PCB会吸收多少湿气、如何量化它对高速信号性能的影响。”    

    Kunze还表示,安装在PCB上的器件的功率耗散会提高PCB温度,而这种温升也会导致损耗增加,并影响PCB中的湿气含量。在即将发布的DesignCon论文中,他透露Intel将提供在各种不同PCB结构和材料下对这两种效应的简单检查结果,并尝试理解在整个工作状态下对性能的影响。    

    谈到表征湿度灵敏度和控制PCB中湿气含量的重量性,Kunze认为很难通过烘烤去除在叠层中使用了固态铜层的典型PCB中的湿气。他还表示,在PCB装配之前,裸板一般储存在真空密封的袋子中,并且附带有干燥剂。而在装配之后,PCB板就暴露在温度和湿度变化范围很大的工作环境中。“我们想要理解的一个问题是PCB在正常环境条件下工作时的湿度与温度状态。”他表示。    

    Kunze解释道,目前开展的许多湿度研究工作都是通过IPC认证的方法评估PCB中的湿气含量,即称量PCB暴露在水气之前和之后的重量。也有人通过观察电容的变化来推断PCB中的湿度。“我们的方法是通过对插损的影响来推断PCB湿度。”    

    事实上,Intel在三年前的DesignCon会议上就介绍过一种创新的方法,即在走线的同一端执行仅两个点的时域测量来判断插损。他们称之为“单端时域反射至差分插入损耗”,或SET2DIL。这种插损测试方法是Intel企业服务器事业部信号完整性负责人JeffLoyer和Kunze自己一起开发的,现在已经成为一种经过IPC认证的用于确定差分插损的测试方法。

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