阻抗對(duì)PCB電路板有什么意義,為什么PCB電路板需要阻抗?本文首先介紹了什么是阻抗及其類型,然后介紹了PCB電路板為什么要做阻抗,最后解釋了阻抗對(duì)PCB電路板的意義。在具有電阻、電感和電容的電路中,交流電的障礙稱為阻抗。阻抗通常用
Z 表示,Z
是一個(gè)復(fù)數(shù)。實(shí)部稱為電阻,虛部稱為電抗。電路中電容對(duì)交流電的阻礙作用稱為容抗,電路中電感對(duì)交流電的阻礙作用稱為感抗,電路中電容和電感對(duì)交流電的阻礙作用統(tǒng)稱為電抗。阻抗的單位是歐姆。
阻抗類型
1. 特性阻抗
在計(jì)算機(jī)、無(wú)線通訊等電子信息產(chǎn)品中,PCB電路中傳輸?shù)哪芰渴怯呻妷汉蜁r(shí)間組成的方波信號(hào)(稱為脈沖)。它遇到的電阻叫做特性阻抗。
2. 差分阻抗
驅(qū)動(dòng)端輸入兩個(gè)相同的極性相反的信號(hào)波形,分別由兩條差分線傳輸,在接收端將兩個(gè)差分信號(hào)相減。差分阻抗是兩根導(dǎo)線之間的阻抗 。
3. 奇模阻抗
兩條線的一條線對(duì)地的阻抗值與兩條線的阻抗值相同。
4.偶模阻抗
驅(qū)動(dòng)端輸入兩個(gè)相同極性的相同信號(hào)波形,兩根導(dǎo)線連接時(shí)的阻抗為Zcom。
5.共模阻抗
兩條線之一對(duì)地的阻抗Zoe與兩條線的阻抗值相同,通常大于奇模阻抗。
PCB電路板為什么需要阻抗?pcb電路板的阻抗是指阻礙交流電的電阻和電抗參數(shù)。在pcb線路板的生產(chǎn)中,阻抗處理是必不可少的。原因如下:
1、PCB電路(板底)要考慮插接和安裝電子元件。接插后應(yīng)考慮導(dǎo)電性和信號(hào)傳輸性能。因此,阻抗越低越好,電阻率應(yīng)小于每平方厘米10-6 或更少。
2、PCB線路板在生產(chǎn)過(guò)程中要經(jīng)過(guò)沉銅、電鍍錫(或化學(xué)鍍、或熱噴錫)、連接器焊接等工藝步驟,這些環(huán)節(jié)所用的材料必須保證電阻率低,以保證電路板的整體阻抗低,滿足產(chǎn)品質(zhì)量要求并能正常運(yùn)行。
3、PCB線路板的鍍錫是整個(gè)線路板生產(chǎn)中最容易出現(xiàn)的問題,是影響阻抗的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。化學(xué)鍍錫涂層的最大缺陷是易變色(易氧化或潮解)和可焊性差,這會(huì)導(dǎo)致電路板焊接困難、阻抗高、導(dǎo)電性差或板整體性能不穩(wěn)定。
4、PCB線路板中的導(dǎo)體有各種信號(hào)傳輸。當(dāng)需要提高其頻率以提高其傳輸速率時(shí),如果電路本身由于蝕刻、堆疊厚度、線寬等因素而不同,阻抗值會(huì)發(fā)生變化 ,使其信號(hào)失真,電路板性能下降,因此需要將阻抗值控制在一定范圍內(nèi)。
阻抗對(duì)PCB線路板的意義
對(duì)于電子行業(yè),根據(jù)行業(yè)調(diào)查,化學(xué)鍍錫涂層最致命的弱點(diǎn)是容易變色(容易氧化或潮解)、釬焊性差導(dǎo)致焊接困難、阻抗高導(dǎo)致導(dǎo)電性差或不穩(wěn)定,易長(zhǎng)錫須造成PCB電路短路,甚至燒壞或著火。許多產(chǎn)品及其用戶的電子產(chǎn)品(電路板)底部或整個(gè)電子產(chǎn)品)性能較差,而性能較差的主要原因是阻抗問題,因?yàn)楫?dāng)不合格的化學(xué)鍍錫技術(shù)在使用中,它實(shí)際上是PCB電路板上鍍錫的,它并不是真正的純錫(或純金屬元素),而是錫化合物(即根本不是金屬元素,而是金屬化合物、氧化物或鹵化物,或更直接的一種非金屬物質(zhì))或錫化合物和錫金屬元素的混合物,但肉眼很難發(fā)現(xiàn)...
因?yàn)镻CB線路板的主電路是銅箔,所以在銅箔的焊點(diǎn)上有一層鍍錫層,電子元器件通過(guò)焊膏(或焊錫絲)焊接在鍍錫層上。事實(shí)上,焊膏正在熔化。電子元器件與鍍錫層之間焊接的狀態(tài)是金屬錫(即導(dǎo)電性好的金屬元素),所以可以簡(jiǎn)單的指出電子元器件與PCB底部的銅箔相連通過(guò)鍍錫層,所以鍍錫層
儀器的純度和阻抗是關(guān)鍵;但是在電子元件插好之前,我們直接用儀器檢測(cè)阻抗的時(shí)候,其實(shí)儀器探針(或稱測(cè)試線)的兩端首先接觸到PCB板底部的銅箔。然后將表面的鍍錫連接到PCB底部的銅箔上,以傳遞電流。所以鍍錫是關(guān)鍵,是影響阻抗的關(guān)鍵,也是影響整個(gè)PCB性能的關(guān)鍵,也是容易被忽視的關(guān)鍵。
眾所周知,除了金屬單質(zhì)外,其化合物都是不良導(dǎo)電體甚至不導(dǎo)電(這也是電路中分配能力或擴(kuò)散能力的關(guān)鍵),所以就有了這種在鍍錫中準(zhǔn)導(dǎo)電而不是導(dǎo)電
錫化合物或混合物的情況下,現(xiàn)有的電阻率或由于未來(lái)氧化或受潮導(dǎo)致電解反應(yīng)后的電阻率和相應(yīng)的阻抗相當(dāng)高(足以影響水平或數(shù)字電路中的信號(hào)傳輸)和特性阻抗也不一致。所以會(huì)影響電路板和整機(jī)的性能。
因此,就目前的社會(huì)生產(chǎn)現(xiàn)象而言,PCB板底部的涂層材料和性能是影響整個(gè)PCB特性阻抗的最重要、最直接的原因。可變性,因此其阻抗的令人擔(dān)憂的影響變得更加無(wú)形和可變。其隱蔽的原因主要有:一是肉眼看不到(包括它的變化),二是不能不斷測(cè)量,因?yàn)樗哂须S時(shí)間和環(huán)境濕度變化的變異性,所以總是容易被忽略。