جلد کا اثر ہائی فریکوئنسی پی سی بی سگنل ٹرانسمیشن میں سب سے بنیادی جسمانی مظاہر میں سے ایک ہے۔ یہ تانبے کے ورق کی روٹنگ میں کرنٹ کی تقسیم کے پیٹرن کو مکمل طور پر تبدیل کر دیتا ہے، جو براہ راست سرکٹ کے نقصان، مائبادا استحکام، اور سگنل کی سالمیت کو متاثر کرتا ہے۔ یہ ایک اہم عنصر ہے جسے اعلی-فریکوئنسی PCB ڈیزائن میں احتیاط سے کنٹرول کیا جانا چاہیے۔
جلد کے اثر کا بنیادی جسمانی میکانزم
بنیادی تعریف: جب کنڈکٹر میں باری باری کرنٹ پھیلتا ہے، تو یہ برقی مقناطیسی انڈکشن سے متاثر ہوتا ہے، اور کرنٹ کنڈکٹر کی سطح پر مرتکز ہوتا ہے، تقریباً کوئی کرنٹ موصل کے مرکزی علاقے سے نہیں گزرتا۔
فریکوئنسی اور جلد کی گہرائی کے درمیان مضبوط تعلق: فریکوئنسی جتنی زیادہ ہوگی، "جلد کی تہہ" پتلی ہوگی جہاں کرنٹ جمع ہوتا ہے۔ مثال کے طور پر تانبے کے کنڈکٹرز کو لے کر، 100MHz سگنل کی جلد کی گہرائی تقریباً 6.6 μm ہے، جبکہ روایتی PCB 1oz تانبے کے ورق کی مجموعی موٹائی 35 μm تک پہنچ جاتی ہے۔ ہائی فریکوئنسی کرنٹ صرف تانبے کے ورق کی سطح کے انتہائی پتلے حصے میں منتقل ہوتا ہے، اور تانبے کے ورق کے اندرونی حصے کی اکثریت بیکار ہوتی ہے۔
مختلف تعدد پر تانبے کی جلد کی گہرائی کا حوالہ: 10Hz پر 0.1175 انچ، 10kHz پر 0.027 انچ، 10MHz پر 0.0027 انچ، اور 10GHz پر صرف 0.00027 انچ۔
اعلی تعدد پی سی بی سرکٹس کی کارکردگی پر مخصوص اثر
کنڈکٹر AC کے نقصان میں نمایاں طور پر اضافہ: کرنٹ کا موثر کنڈکٹو کراس-سیکشنل ایریا بہت کم ہو گیا ہے، وائرنگ کی AC مزاحمت نمایاں طور پر بڑھ گئی ہے، اور سگنل ٹرانسمیشن کے دوران زیادہ توانائی تھرمل انرجی میں تبدیل ہو جاتی ہے، جس کے نتیجے میں ہائی فریکوئنسی سگنل کے طول و عرض کی مسلسل کشیدگی اور خرابی کے خاتمے کے بعد آسانی سے دوبارہ ہو جاتا ہے۔ لمبی-دوری کی وائرنگ۔
کم-فریکوئنسی لائن چوڑائی کے ڈیزائن کی منطق کو تبدیل کرنا: لائن کی چوڑائی کو دوگنا کرنا، وائرنگ کے کراس-سیکشنل ایریا کو دوگنا کرنا، اور کم-فریکوئنسی منظرناموں میں ڈی سی مزاحمت کو آدھا کرنا؛ تاہم، جلد کے اثر کے اثر کے تحت، وسیع اور تنگ نشانات کے درمیان موثر conductive علاقے میں فرق نمایاں طور پر کم ہو جاتا ہے، اور مزاحمت میں کمی نہ ہونے کے برابر ہے۔ آنکھیں بند کرکے چوڑا کرنے والے نشانات موجودہ لے جانے کی صلاحیت کو خطی طور پر بہتر نہیں کر سکتے اور ترتیب کی جگہ کو بھی ضائع کر دیں گے۔
مائبادی کے اتار چڑھاؤ اور اضافی تابکاری کو متحرک کرنا: جب تار کی چوڑائی اور منقطع کونوں میں اچانک تبدیلی آتی ہے، تو جلد کے کرنٹ کی تقسیم میں خلل پڑتا ہے، جس کے نتیجے میں اضافی ایڈی کرنٹ کے نقصانات ہوتے ہیں، جبکہ ٹرانسمیشن لائن کی رکاوٹ کے تسلسل کو تباہ کرتے ہیں، سگنل ریفلیکشن کا باعث بنتے ہیں، اور الیکٹرو ایم سی کی کارکردگی میں اضافہ ہوتا ہے۔
امتیازی سگنل کی منسوخی کے اثر میں خلل ڈالنا: جلد کا اثر ایک تار کی برقی مقناطیسی تابکاری کو بڑھا دے گا۔ اگر تفریق والے جوڑے کے دو تاروں کی لکیر کی چوڑائی مختلف ہے، تو دونوں سگنلز کا نقصان اور مرحلہ اہم انحراف ظاہر کرے گا، اور برقی مقناطیسی تابکاری کی منسوخی کا اثر اصل میں سڈول ڈیزائن کے ذریعے حاصل کیا گیا ہے بہت کم ہو جائے گا۔
ہائی فریکوئنسی پی سی بی ڈیزائن میں اہدافی اصلاح کی سمت
موٹی تانبے کی چادروں کے استعمال کو ترجیح دیں: ہائی-تعدد اور اعلی موجودہ منظرناموں میں، معیاری لائن کی چوڑائی کے ساتھ 2oz اور 3oz موٹی تانبے کی چادروں کا استعمال الٹرا وائیڈ وائرنگ کے ساتھ 1oz پتلی تانبے سے بہتر برقی کارکردگی فراہم کرتا ہے۔ یہ جلد کی پرت کے موثر کوندکٹو ایریا کو نمایاں طور پر بڑھا سکتا ہے اور لے آؤٹ کی جگہ کو بچاتے ہوئے AC کی مزاحمت کو کم کر سکتا ہے۔
وائرنگ کی ہندسی درستگی کو سختی سے کنٹرول کریں: اعلی-نیک کاری کی درستگی کی وضاحتیں قائم کریں، لائن کی چوڑائی کی کل خرابی کو +/-0.0007 انچ کے اندر کنٹرول کریں، وائرنگ کونوں کے لیے 45 ڈگری زاویہ یا آرک ٹرانزیشن کا استعمال کریں، لائن کی چوڑائی میں اچانک تبدیلیوں سے بچیں، مکمل طور پر تیز اور مسلسل تنگ ہونے کی وجہ سے لائن کی چوڑائی میں ہونے والی تبدیلیوں سے بچیں۔ سیکشن
وائرنگ کی سطح کی حالت کو بہتر بنائیں: تانبے کے دانتوں کے روایتی کھردرے ڈھانچے سے بچنے کے لیے کم کھردرا پن کاپر فوائل ٹریٹمنٹ اختیار کریں جو ہائی-فریکوئنسی الیکٹران کی ترسیل کے راستے کو لمبا کرتا ہے اور مائیکرو رگڑ کی وجہ سے ہونے والے توانائی کے نقصان کو کم کرتا ہے۔
تفریق وائرنگ سختی سے ہم آہنگ ہے: اس بات کو یقینی بنانا کہ لائن کی چوڑائی، لمبائی، اور دو تاروں کے فرق کے جوڑے کے تانبے کا ماحول مکمل طور پر مطابقت رکھتا ہے، لائن کی چوڑائی کی رواداری کو بہت چھوٹی رینج کے اندر کنٹرول کیا جاتا ہے، دونوں سگنلز کے نقصان اور مرحلے کی ہم آہنگی کو برقرار رکھتے ہوئے، اور تفریق کینسل اثر کو یقینی بنانا۔