¿Por qué las placas PCB necesitan impedancia?

que es la impedancia

En circuitos con resistencia, inductancia y capacitancia, la resistencia a la corriente alterna se llama impedancia. La impedancia generalmente se representa por Z, que es un número complejo. La parte real se llama resistencia y la parte imaginaria se llama reactancia. El efecto de bloqueo de la capacitancia sobre la corriente alterna en el circuito se denomina reactancia capacitiva, y el efecto de bloqueo de la inductancia sobre la corriente alterna en el circuito se denomina Para la reactancia inductiva, el efecto de bloqueo de la capacitancia y la inductancia sobre la corriente alterna en el circuito se denomina colectivamente resistencia reactiva. La unidad de impedancia es el ohmio.

tipo de impedancia

(1) Impedancia característica

En productos de información electrónica como computadoras y comunicaciones inalámbricas, la energía transmitida en el circuito de la PCB es una señal de onda cuadrada (llamada pulso) compuesta de voltaje y tiempo, y la resistencia que encuentra se llama impedancia característica.

(2) Impedancia diferencial

El extremo impulsor ingresa dos formas de onda de señal idénticas con polaridades opuestas, que se transmiten respectivamente por dos líneas diferenciales, y las dos señales diferenciales se restan en el extremo receptor. La impedancia diferencial es la impedancia Zdiff entre los dos cables.

(3) Impedancia en modo impar

La impedancia Zoo de una línea al suelo en las dos líneas, el valor de impedancia de las dos líneas es el mismo.

(4) Impedancia de modo par

El extremo impulsor ingresa dos formas de onda de señal idénticas con la misma polaridad y la impedancia Zcom cuando las dos líneas están conectadas entre sí.

(5) Impedancia de modo común

La impedancia Zoe de una línea a tierra en las dos líneas, el valor de impedancia de las dos líneas es el mismo, generalmente mayor que la impedancia de modo impar.

¿Por qué las placas PCB necesitan impedancia?

La impedancia de la placa de circuito impreso se refiere a los parámetros de resistencia y reactancia, que dificultan la corriente alterna. En la producción de placas de circuito impreso, el procesamiento de impedancia es esencial. Las razones son las siguientes:

1. El circuito PCB (la parte inferior de la placa) debe considerar la instalación de componentes electrónicos y considerar la conductividad y el rendimiento de transmisión de la señal después de enchufarlo, por lo que cuanto menor sea la impedancia, mejor.

2. Durante el proceso de producción, la placa de circuito impreso tiene que pasar por el proceso de hundimiento de cobre, galvanoplastia de estaño (o chapado sin electricidad o estaño por pulverización térmica), soldadura de conectores y otros procesos, y los materiales utilizados en estos enlaces deben garantizar que la resistividad es baja para garantizar que la impedancia general de la placa de circuito sea baja para cumplir con los requisitos de calidad del producto y pueda funcionar normalmente.

3. El estañado de la placa de circuito impreso es el más propenso a problemas en la producción de toda la placa de circuito, y es el enlace clave que afecta la impedancia. El mayor defecto de la capa de estañado sin electricidad es la fácil decoloración (fácil de oxidar o delicuescencia) y la mala soldabilidad, lo que hará que la placa de circuito sea difícil de soldar, y la impedancia será demasiado alta, lo que dará como resultado una conductividad eléctrica deficiente o un rendimiento inestable de la tablero completo.

4. Habrá varias transmisiones de señales en los conductores de la placa de circuito impreso. Para mejorar la tasa de transmisión, se debe aumentar la frecuencia. Si la línea en sí es diferente debido a factores como el grabado, el grosor de la pila y el ancho del cable, el valor de la impedancia cambiará. , por lo que la señal se distorsiona y el rendimiento de la placa de circuito se degrada, por lo que es necesario controlar el valor de la impedancia dentro de un cierto rango.

El significado de la impedancia para la placa de circuito PCB

Para la industria electrónica, según las encuestas de la industria, la debilidad más fatal del estañado no electrolítico es la fácil decoloración (tanto fácil de oxidar como de delicuescencia), mala soldabilidad, lo que conduce a una soldadura difícil y alta impedancia, lo que conduce a una mala conductividad eléctrica o rendimiento inestable de todo el tablero. , Fácil de cultivar bigotes de estaño, lo que resulta en un cortocircuito del circuito PCB e incluso quemaduras o incendios.

Más tarde, cuando toda la industria de producción social se desarrolló hasta cierto punto, muchos participantes posteriores tendieron a copiarse entre sí. De hecho, un número considerable de empresas por sí mismas no tenían la capacidad de desarrollar o iniciar la innovación. Por lo tanto, se crearon muchos productos y productos electrónicos de sus usuarios (placas de circuito). La razón principal del bajo rendimiento es el problema de la impedancia, porque cuando se utiliza la tecnología de estañado no electrolítico no calificada, el estaño de la placa de circuito impreso no es realmente estaño puro (o metal puro), sino un compuesto de estaño ( es decir, no es un metal en absoluto, sino un compuesto metálico, óxido o haluro, más directamente una sustancia no metálica) o estaño Una mezcla de compuesto y estaño elemento metálico, pero es difícil de detectar a simple vista. ...

Debido a que el circuito principal de la placa de circuito impreso es una lámina de cobre, la capa de estaño se encuentra en las juntas de soldadura de la lámina de cobre y los componentes electrónicos se sueldan en la capa de estaño con pasta de soldadura (o alambre de soldadura). De hecho, la soldadura en pasta se está derritiendo. El estado soldado entre los componentes electrónicos y el recubrimiento de estaño es de estaño metálico (es decir, un elemento metálico con buena conductividad eléctrica), por lo que se puede señalar brevemente que los componentes electrónicos están conectados a la lámina de cobre en la parte inferior de la PCB. a través del recubrimiento de estaño, por lo que el recubrimiento de estaño La pureza del instrumento y su impedancia son la clave; pero antes de conectar los componentes electrónicos, cuando usamos directamente el instrumento para detectar la impedancia, de hecho, los dos extremos de la sonda del instrumento (o cable de prueba) también están en contacto con la superficie de lámina de cobre en la parte inferior de la PCB. La capa de estaño está conectada con la lámina de cobre en la parte inferior de la PCB para conectar la corriente. Por lo tanto, la capa de estañado es la clave, la clave para afectar la impedancia y la clave para afectar el rendimiento de toda la PCB, y la clave que es fácil de ignorar.

Como todos sabemos, a excepción del elemento metal, sus compuestos son malos conductores de la electricidad o incluso no conductores (esta es también la clave de la existencia de capacidad de distribución o capacidad de transmisión en el circuito), por lo que existe este tipo de conductores pero no estaño conductor en la capa de estañado. Cuando se utiliza un compuesto o mezcla, su resistividad lista para usar o la resistividad y su impedancia correspondiente después de la reacción electrolítica debido a la oxidación y la humedad en el futuro son bastante altas (suficientes para afectar el nivel o la transmisión de la señal en los circuitos digitales). y sus características Las impedancias también son inconsistentes. Por lo tanto, afectará el rendimiento de la placa de circuito y de toda la máquina.

Por lo tanto, en lo que respecta al fenómeno de producción social actual, el material y las propiedades del recubrimiento en la parte inferior del PCB son las razones principales y más directas que afectan la impedancia característica de todo el PCB, pero también por el hecho de que tiene el efecto de envejecimiento con el revestimiento y electrólisis cuando se expone a la humedad. Variación, por lo que el efecto perturbador de su impedancia se vuelve más insidioso y variable. Las principales razones de su ocultación son: en primer lugar, no se puede ver a simple vista (incluidos sus cambios), y en segundo lugar, no se puede medir constantemente porque tiene variabilidad con el tiempo y los cambios de humedad ambiental, por lo que siempre es fácil ser ignorado