標(biāo)題: 要是我再不說，估計(jì)就沒人知道電路板“賈凡尼效應(yīng)”了！ [打印本頁]
作者: 一博科技 時(shí)間: 2026-4-7 10:34
標(biāo)題: 要是我再不說，估計(jì)就沒人知道電路板“賈凡尼效應(yīng)”了！
高速先生成員--黃剛
本來以為從事PCB行業(yè)是一件很純粹很簡(jiǎn)單的事情，沒想到就跟語文背書一樣，有各種各樣的效應(yīng)和原理要去記。前段時(shí)間Chris剛研究完綠油的，本來想回歸下老本行，寫點(diǎn)偏設(shè)計(jì)技術(shù)類的文章，但是沒想到群眾的反響如此的熱烈，強(qiáng)烈的要求高速先生繼續(xù)講點(diǎn)加工和信號(hào)相關(guān)的東西。Chris這下真的是翻箱倒柜才終于又找到了今天的這篇文章的素材，滿足大家的要求，講下今天的主腳---賈凡尼效應(yīng)。
要不先說下這段歷史？在大概1780年前后，意大利有一位科學(xué)家，名字剛好就叫賈凡尼，他在一次在解剖青蛙發(fā)現(xiàn)了一個(gè)神奇的現(xiàn)象：他用兩種不同金屬（如銅 + 鐵）同時(shí)觸碰蛙腿神經(jīng)與肌肉，蛙腿居然會(huì)劇烈抽搐。當(dāng)時(shí)他認(rèn)為是動(dòng)物體內(nèi)自帶“動(dòng)物電”導(dǎo)致的。后來，不同的科學(xué)家都繼續(xù)探究這個(gè)現(xiàn)象的原因，總算達(dá)成了一致，認(rèn)為是兩種不同金屬 + 電解質(zhì)（體液）形成的原電池產(chǎn)生的電流經(jīng)過青蛙的體內(nèi)導(dǎo)致它的抽搐。Anyway，人們?yōu)榱思o(jì)念賈凡尼的開創(chuàng)性發(fā)現(xiàn)，便將這類化學(xué)作用產(chǎn)生電流的現(xiàn)象命名為 Galvanism，也就是賈凡尼現(xiàn)象/效應(yīng)了。
那在PCB加工這個(gè)領(lǐng)域內(nèi)，難道也能看到電路板抽搐？這倒也沒那么雷同哈。在PCB領(lǐng)域中，如果兩種電極電位不同的金屬（如 Cu、Ni、Au、Sn、Ag）在電解質(zhì)（水汽、殘留藥液、鹽霧）中相互導(dǎo)通，形成微型原電池，就會(huì)導(dǎo)致電位為負(fù)（更活潑）的金屬被加速腐蝕溶解，而電位為正（更惰性）的金屬被保護(hù)。
一句話簡(jiǎn)單的解釋，那就是兩種不同金屬的表面處理工藝的交界，容易出現(xiàn)斷裂的情況！
那么在我們的實(shí)際應(yīng)用中，在表層會(huì)存在兩種不同的金屬嗎？你還別說，還真的會(huì)！大家都知道這幾年高速先生自己做夾具吧，在光模塊這一類的夾具中，就能和賈凡尼效應(yīng)聯(lián)系在一起了。例如下面的這個(gè)case，由于上邊的金手指區(qū)域需要經(jīng)常插拔，為了更堅(jiān)固，就會(huì)采用電鍍硬金的處理方式。而下面的表層走線為了更低的損耗要求，會(huì)采用沉銀的表面處理，這不就是妥妥的賈凡尼效應(yīng)產(chǎn)生條件了嘛。因此在下圖黃色區(qū)域的金屬交界處就存在蝕斷風(fēng)險(xiǎn)。
那怎么搞？設(shè)計(jì)就是要這樣設(shè)計(jì)的啊，板廠就不能想點(diǎn)辦法改善下？當(dāng)然也不是不行，改善賈凡尼效應(yīng)的辦法其實(shí)原理也很簡(jiǎn)單，那就是別讓兩種金屬挨在一起唄。但是我就是要金手指鍍金，走線沉銀啊，怎么能不在一起呢？
只要思想不滑坡，方法總比困難多，例如下圖這樣：在鍍金和沉銀的交界處用油墨把兩種金屬隔開！
Good！真是個(gè)好方法，一般來說，板廠會(huì)把金屬交界處用大概15mil以上的油墨把兩種金屬隔開，這樣經(jīng)過大量的測(cè)試發(fā)現(xiàn)，的確就不怎么會(huì)存在賈凡尼效應(yīng)的影響了，加工可靠性就非常的Strong！
這篇文章不會(huì)這樣就完了吧？不是說好了講一下加工和信號(hào)質(zhì)量之間的關(guān)系嗎？怎么只有加工沒有信號(hào)啊。還是回到上面那個(gè)案例，如果板廠為了規(guī)避賈凡尼效應(yīng)而在中間15-20mil的交界位置鋪上油墨的話，就好像下面這個(gè)簡(jiǎn)單的模型一樣了。
兩邊都是走線，上面是開窗的，中間在金屬交界處鋪上油墨做隔離。這個(gè)油墨在我們投板的gerber里本身是沒有的，只是工廠為了避免賈凡尼效應(yīng)才加的，這樣會(huì)有什么問題呢？相信大家都應(yīng)該很容易想到，gerber文件走線是金屬開窗的，線寬當(dāng)然是一樣的，只是突然在加工時(shí)有局部的15-20mil多了油墨鋪在上面，就會(huì)導(dǎo)致這個(gè)交界位置的阻抗就變了。
可以看到，本來是理想的100歐姆傳輸線阻抗，加上油墨的位置阻抗就會(huì)下降5到6歐姆左右，也會(huì)導(dǎo)致本來理想的回波損耗打了個(gè)不小的折扣，雖然不足以導(dǎo)致信號(hào)fail，但是總歸少了一大把裕量，心里不開心！
好一個(gè)賈凡尼效應(yīng)，老是在關(guān)鍵的時(shí)候給我們“惡心”一下，都不讓人好好的設(shè)計(jì)高速信號(hào)了！但是冷靜下想想，本身這個(gè)效應(yīng)是幾百年前就有的原理性問題，而PCB加工也就最近幾十年才流行，又還真的不能怪它啥的，只能說我們現(xiàn)在的設(shè)計(jì)要去適應(yīng)它，不能規(guī)避的時(shí)候就只能盡量減小它的影響咯。。。
問題：要是你遇到這樣的賈凡尼效應(yīng)的設(shè)計(jì)，你能有什么辦法把這對(duì)差分線的信號(hào)質(zhì)量做得更好呢？
作者: chchking 時(shí)間: 2026-4-8 04:39
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