De ce plăcile PCB au nevoie de impedanță

Ce este impedanța

În circuitele cu rezistență, inductanță și capacitate, rezistența la curent alternativ se numește impedanță. Impedanța este de obicei reprezentată de Z, care este un număr complex. Partea reală se numește rezistență, iar partea imaginară se numește reactanță. Efectul de blocare al capacității asupra curentului alternativ din circuit se numește reactanță capacitivă, iar efectul de blocare al inductanței asupra curentului alternativ din circuit se numește Pentru reactanța inductivă, efectul de blocare al capacității și inductanței asupra curentului alternativ din circuit este numit colectiv. reactanţă. Unitatea de măsură a impedanței este ohmii.

Tip de impedanță

(1) Impedanța caracteristică

În produsele electronice de informare precum computerele și comunicațiile fără fir, energia transmisă în circuitul PCB este un semnal de undă pătrată (numit impuls) compus din tensiune și timp, iar rezistența pe care o întâlnește se numește impedanța caracteristică.

(2) Impedanță diferențială

Capătul de conducere introduce două forme de undă de semnal identice cu polarități opuse, care sunt transmise, respectiv, prin două linii diferențiale, iar cele două semnale diferențiale sunt scăzute la capătul de recepție. Impedanța diferențială este impedanța Zdiff dintre cele două fire.

(3) Impedanță în mod impar

Impedanța Zoo a unei linii la sol în cele două linii, valoarea impedanței celor două linii este aceeași.

(4) Impedanță în mod uniform

Capătul de antrenare introduce două forme de undă de semnal identice cu aceeași polaritate și impedanța Zcom atunci când cele două linii sunt conectate împreună.

(5) Impedanță în mod comun

Impedanța Zoe de o linie la sol în cele două linii, valoarea impedanței celor două linii este aceeași, de obicei mai mare decât impedanța modului impar.

De ce plăcile PCB au nevoie de impedanță?

Impedanța plăcii de circuite pcb se referă la parametrii de rezistență și reactanță, care împiedică curentul alternativ. În producția de plăci de circuite pcb, procesarea impedanței este esențială. Motivele sunt următoarele:

1. Circuitul PCB (partea de jos a plăcii) ar trebui să ia în considerare instalarea componentelor electronice și să ia în considerare conductivitate și performanța transmisiei semnalului după conectare, astfel încât cu cât impedanța este mai mică, cu atât mai bine.

2. În timpul procesului de producție, placa de circuite PCB trebuie să treacă prin procesul de scufundare a cuprului, galvanizare a staniului (sau placare electroless sau staniu prin pulverizare termică), lipire a conectorilor și alte procese, iar materialele utilizate în aceste legături trebuie să se asigure că rezistivitatea este scăzută pentru a se asigura că impedanța globală a plăcii de circuit este scăzută pentru a îndeplini cerințele de calitate a produsului și poate funcționa normal.

3. Tinerea plăcii de circuite PCB este cea mai predispusă la probleme în producția întregii plăci de circuite și este verigă cheie care afectează impedanța. Cel mai mare defect al stratului de placare cu staniu este decolorarea ușoară (ușor de oxidat sau deliquescență) și lipirea slabă, ceea ce va face placa de circuit dificil de lipit, iar impedanța va fi prea mare, ducând la o conductivitate electrică slabă sau o performanță instabilă a toată placa.

4. Vor exista diverse transmisii de semnal în conductorii de pe placa de circuite PCB. Pentru a îmbunătăți viteza de transmisie, frecvența trebuie mărită. Dacă linia în sine este diferită din cauza unor factori precum gravarea, grosimea stivei și lățimea firului, valoarea impedanței se va modifica. , astfel încât semnalul să fie distorsionat și performanța plăcii de circuit să fie degradată, deci este necesar să se controleze valoarea impedanței într-un anumit interval.

Semnificația impedanței pentru placa de circuite PCB

Pentru industria electronică, conform sondajelor din industrie, cea mai fatală slăbiciune a placarii cu cositor fără electricitate este decolorarea ușoară (atât ușor de oxidat, cât și de deliquescență), lipirea slabă, care duce la lipire dificilă și impedanța ridicată, care duce la o conductivitate electrică slabă sau performanță instabilă a întregii plăci. , Mustatile de tabla usor de crescut, rezultand un scurtcircuit al circuitului PCB si chiar ardere sau incendiu.

Mai târziu, când întreaga industrie de producție socială s-a dezvoltat într-o anumită măsură, mulți participanți de mai târziu au avut tendința să se copieze reciproc. De fapt, un număr considerabil de întreprinderi nu aveau capacitatea de a dezvolta sau iniția inovarea. Prin urmare, au fost create multe produse și produsele electronice ale utilizatorilor acestora (plăci de circuite). Principalul motiv pentru performanța slabă este problema impedanței, deoarece atunci când tehnologia necalificată de placare cu staniu electroless este în uz, staniul placat pe PCB este de fapt, nu este staniu pur (sau metal pur), ci un compus de staniu ( adică nu este deloc un metal, ci un compus metalic, oxid sau halogenură, mai direct o substanță nemetală) sau staniu Un amestec de compus și element metalic de staniu, dar este greu de detectat cu ochiul liber. ...

Deoarece circuitul principal al plăcii de circuite PCB este folie de cupru, stratul cositorit se află pe îmbinările de lipit ale foliei de cupru, iar componentele electronice sunt sudate pe stratul cositorit cu pastă de lipit (sau sârmă de lipit). De fapt, pasta de lipit se topește. Starea lipită între componentele electronice și învelișul de staniu este staniu metalic (adică un element metalic cu conductivitate electrică bună), așa că se poate sublinia pe scurt că componentele electronice sunt conectate la folia de cupru din partea de jos a PCB-ului. prin stratul de staniu, deci stratul de staniu Puritatea instrumentului și impedanța acestuia sunt cheia; dar înainte ca componentele electronice să fie conectate, când folosim direct instrumentul pentru a detecta impedanța, de fapt, cele două capete ale sondei instrumentului (sau cablului de testare) sunt, de asemenea, contactate de suprafața foliei de cupru de pe partea inferioară a PCB-ului. Stratul de placare cu staniu este conectat cu folia de cupru din partea de jos a PCB-ului pentru a conecta curentul. Prin urmare, stratul de placare cu staniu este cheia, cheia pentru a afecta impedanța și cheia pentru a afecta performanța întregului PCB și cheia care este ușor de ignorat.

După cum știm cu toții, cu excepția elementului metalic, compușii săi sunt conducători slabi de electricitate sau chiar neconductivi (aceasta este, de asemenea, cheia existenței capacității de distribuție sau a capacității de transport în circuit), deci există acest tip de conductoare. dar nu staniu conductor în stratul de placare cu cositor. Atunci când se utilizează un compus sau un amestec, rezistivitatea sa gata de utilizare sau rezistivitatea și impedanța corespunzătoare după reacția electrolitică din cauza oxidării și umidității în viitor sunt destul de mari (suficiente pentru a afecta nivelul sau transmisia semnalului în circuitele digitale) și caracteristicile sale Impedanțele sunt, de asemenea, inconsecvente. Deci, va afecta performanța plăcii de circuite și a întregii mașini.

Prin urmare, în ceea ce privește fenomenul actual de producție socială, materialul și proprietățile acoperirii de pe fundul PCB sunt principalele și cele mai directe motive care afectează impedanța caracteristică a întregului PCB, dar și datorită faptului că are efect de îmbătrânire odată cu acoperirea și electroliza atunci când este expus la umiditate. Variație, astfel încât efectul tulburător al impedanței sale devine mai insidios și mai variabil. Principalele motive pentru ascunderea acestuia sunt: ​​în primul rând, nu poate fi văzut cu ochiul liber (inclusiv modificările sale), iar în al doilea rând, nu poate fi măsurat în mod constant, deoarece are variabilitate în timp și modificări ale umidității mediului, deci este întotdeauna ușor să fie ignorat.