인트라 스킨효과 활용

표피 효과는 높은 무선 주파수 전류의 전류 밀도가 전도성 물질의 표면 표피(표면 경계)를 향해 "밀집"되는 경향을 설명하는 용어입니다. 전류 밀도가 표면을 향해 형성되는 정도는 표면 아래의 1차 무선 주파수 전류의 깊이와 관련이 있으며, 따라서 피부 깊이라는 용어가 사용됩니다.

직류(DC) 및 저주파 교류(AC) 애플리케이션(예: 표피 깊이가 ​​일반적으로 더 큰 치수 값인 1MHz 미만)의 경우 대부분의 도체 단면이 전류 전달에 완전히 관여합니다. 이러한 완전한 개입으로 인해 도체 단면 전체에 걸쳐 균일한 전류 분포 밀도가 발생합니다.

그림 1

주파수가 높아질수록 자속의 존재(및 위치)는 도체 단면을 통한 전류 밀도 분포에 영향을 미칩니다(그림 2).

그림 2

실제적인 설명을 위해 재료 특성, 주파수(조합하여 표피 깊이를 결정함) 및 자속 패턴 분포의 조합에 따라 단면 전체에 걸쳐 전류 밀도의 재분배가 결정됩니다. 도체를 둘러싸는 자속 패턴 분포는 전류 밀도에 적용되는 변경을 지시하는 동기 부여 영향입니다.

그림 3

전류 밀도에 대한 동기 부여 요인은 고주파에서의 자속의 모양과 형성적 존재이기 때문에 도체 단면의 전류 밀도 분포 방향은 자속의 위치에 따라 변경됩니다. 그림 4에서 자속 밀도는 반대 위상 관계에서 전류를 전달하고 자속을 형성하는 두 도체 사이의 경계에서 강하게 형성됩니다. 고주파수에서 전류 밀도 분포에 대한 자속의 상호 관계로 인해 이는 두 도체의 전류 밀도가 자속 밀도 분포에 해당하는 두 개의 서로 반대되는 특정 표면으로 "밀집"될 것임을 시사합니다.

그림 4

위에 설명된 효과와 영향을 검토하면 다층 회로 기판에서 고주파 전류를 반대 방향으로 전파하는 평면 층의 배열이 Z축 내에서 공통 모드 결합 효과의 분할을 설정하는 데 효과적일 수 있음을 알 수 있습니다. 이 투영에서는 관심 있는 주파수 스펙트럼의 각 평면 레이어 내에서 적극적으로 사용할 수 있는 충분한 수의 스킨 깊이가 존재한다고 가정합니다.

표피 효과의 형성을 강조하기 위해 주파수가 높을수록 표피 깊이는 작아지고, 재료의 전도성 및/또는 투과성이 높을수록(고주파수에서) 표피 깊이는 작아집니다. 이러한 관찰을 고려할 때 표피 효과 측면에서 가장 작은 표피 깊이는 더 높은 투자율(투과성이 고주파수에서 재료의 특성으로 분명하다고 가정)과 가장 높은 주파수에서 대부분의 전도성 재료에서 발생합니다.

그림 5

표피 효과의 정도를 설명하기 위해 그림 6은 표피 깊이에 따른 전류 밀도의 백분율로 표시되는 표면을 향한 전류 캡처의 백분율을 설명합니다. 산출된 결론은 전류 밀도의 약 99%를 포착하려면 5개의 표피 깊이가 ​​필요하다는 것입니다.

그림 6

그림 7

평면 내 파티션(회로 기판의 Z축 내)을 향한 더 높은 주파수에서의 특징적인 이점으로서의 표피 효과의 중요성은 그림 8에 표시된 표에서 어닐링된 구리의 표피 깊이를 검토함으로써 인식될 수 있습니다.

그림 8

1온스 회로 기판 평면의 구리 무게는 약 1.4밀의 두께를 나타낸다는 점을 이해하면 더 높은 스펙트럼 주파수 분포에서 회로 기판 내의 평면이 신호, 신호 범주 및 전력에 활용될 수 있음이 관찰됩니다. 회로 기판 내에서 파티셔닝.