要是我再不说，估计就没人知道电路板“贾凡尼效应”了！

高速先生成员--黄刚本来以为从事PCB行业是一件很纯粹很简单的事情没想到就跟语文背书一样有各种各样的效应和原理要去记。前段时间Chris刚研究完绿油的本来想回归下老本行写点偏设计技术类的文章但是没想到群众的反响如此的热烈强烈的要求高速先生继续讲点加工和信号相关的东西。Chris这下真的是翻箱倒柜才终于又找到了今天的这篇文章的素材满足大家的要求讲下今天的主脚---贾凡尼效应。要不先说下这段历史在大概1780年前后意大利有一位科学家名字刚好就叫贾凡尼他在一次在解剖青蛙发现了一个神奇的现象他用两种不同金属如铜 铁同时触碰蛙腿神经与肌肉蛙腿居然会剧烈抽搐。当时他认为是动物体内自带“动物电”导致的。后来不同的科学家都继续探究这个现象的原因总算达成了一致认为是两种不同金属 电解质体液形成的原电池产生的电流经过青蛙的体内导致它的抽搐。Anyway人们为了纪念贾凡尼的开创性发现便将这类化学作用产生电流的现象命名为 Galvanism也就是贾凡尼现象/效应了。那在PCB加工这个领域内难道也能看到电路板抽搐这倒也没那么雷同哈。在PCB领域中如果两种电极电位不同的金属如 Cu、Ni、Au、Sn、Ag在电解质水汽、残留药液、盐雾中相互导通形成微型原电池就会导致电位为负更活泼的金属被加速腐蚀溶解而电位为正更惰性的金属被保护。一句话简单的解释那就是两种不同金属的表面处理工艺的交界容易出现断裂的情况那么在我们的实际应用中在表层会存在两种不同的金属吗你还别说还真的会大家都知道这几年高速先生自己做夹具吧在光模块这一类的夹具中就能和贾凡尼效应联系在一起了。例如下面的这个case由于上边的金手指区域需要经常插拔为了更坚固就会采用电镀硬金的处理方式。而下面的表层走线为了更低的损耗要求会采用沉银的表面处理这不就是妥妥的贾凡尼效应产生条件了嘛。因此在下图黄色区域的金属交界处就存在蚀断风险。那怎么搞设计就是要这样设计的啊板厂就不能想点办法改善下当然也不是不行改善贾凡尼效应的办法其实原理也很简单那就是别让两种金属挨在一起呗。但是我就是要金手指镀金走线沉银啊怎么能不在一起呢只要思想不滑坡方法总比困难多例如下图这样在镀金和沉银的交界处用油墨把两种金属隔开Good真是个好方法一般来说板厂会把金属交界处用大概15mil以上的油墨把两种金属隔开这样经过大量的测试发现的确就不怎么会存在贾凡尼效应的影响了加工可靠性就非常的Strong这篇文章不会这样就完了吧不是说好了讲一下加工和信号质量之间的关系吗怎么只有加工没有信号啊。还是回到上面那个案例如果板厂为了规避贾凡尼效应而在中间15-20mil的交界位置铺上油墨的话就好像下面这个简单的模型一样了。两边都是走线上面是开窗的中间在金属交界处铺上油墨做隔离。这个油墨在我们投板的gerber里本身是没有的只是工厂为了避免贾凡尼效应才加的这样会有什么问题呢相信大家都应该很容易想到gerber文件走线是金属开窗的线宽当然是一样的只是突然在加工时有局部的15-20mil多了油墨铺在上面就会导致这个交界位置的阻抗就变了。可以看到本来是理想的100欧姆传输线阻抗加上油墨的位置阻抗就会下降5到6欧姆左右也会导致本来理想的回波损耗打了个不小的折扣虽然不足以导致信号fail但是总归少了一大把裕量心里不开心好一个贾凡尼效应老是在关键的时候给我们“恶心”一下都不让人好好的设计高速信号了但是冷静下想想本身这个效应是几百年前就有的原理性问题而PCB加工也就最近几十年才流行又还真的不能怪它啥的只能说我们现在的设计要去适应它不能规避的时候就只能尽量减小它的影响咯。。。问题要是你遇到这样的贾凡尼效应的设计你能有什么办法把这对差分线的信号质量做得更好呢