Зачем печатным платам нужен импеданс

Что такое импеданс

В цепях с сопротивлением, индуктивностью и емкостью сопротивление переменному току называют импедансом. Импеданс обычно обозначается Z, которое является комплексным числом. Действительная часть называется сопротивлением, а мнимая часть называется реактивным сопротивлением. Блокирующее действие емкости на переменный ток в цепи называется емкостным реактивным сопротивлением, а блокирующее действие индуктивности на переменный ток в цепи называется. Для индуктивного реактивного сопротивления блокирующее действие емкости и индуктивности на переменный ток в цепи вместе называется реактивное сопротивление. Единицей импеданса является ом.

Тип импеданса

(1) Волновое сопротивление

В электронных информационных продуктах, таких как компьютеры и беспроводная связь, энергия, передаваемая по цепи печатной платы, представляет собой прямоугольный сигнал (называемый импульсом), состоящий из напряжения и времени, а сопротивление, с которым он сталкивается, называется характеристическим импедансом.

(2) Дифференциальное сопротивление

Ведущий конец вводит два идентичных сигнала с противоположной полярностью, которые соответственно передаются по двум дифференциальным линиям, и два дифференциальных сигнала вычитаются на приемном конце. Дифференциальный импеданс — это импеданс Zdiff между двумя проводами.

(3) Нечетный импеданс

Зоопарк импеданса одной линии на землю в двух линиях, значение импеданса двух линий одинаково.

(4) Полное сопротивление четной моды

Ведущий конец вводит два идентичных сигнала с одинаковой полярностью и полным сопротивлением Zcom, когда две линии соединены вместе.

(5) Полное сопротивление синфазного сигнала

Сопротивление Zoe одной линии относительно земли в двух линиях, значение импеданса двух линий одинаково, обычно больше, чем импеданс нечетной моды.

Зачем печатным платам импеданс?

Импеданс печатной платы относится к параметрам сопротивления и реактивного сопротивления, которые препятствуют прохождению переменного тока. При производстве печатных плат обработка импеданса имеет важное значение. Причины следующие:

1. Схема печатной платы (нижняя часть платы) должна учитывать установку электронных компонентов, а также учитывать проводимость и характеристики передачи сигнала после подключения, поэтому чем ниже импеданс, тем лучше.

2. В процессе производства печатная плата должна пройти процесс погружения меди, гальванического олова (или химического покрытия или термического напыления олова), пайки разъемов и других процессов, а материалы, используемые в этих соединениях, должны гарантировать, что удельное сопротивление низкое, чтобы гарантировать, что общее сопротивление печатной платы низкое, чтобы соответствовать требованиям к качеству продукта и может нормально работать.

3. Лужение печатной платы является наиболее подверженным проблемам при производстве всей печатной платы, и это ключевое звено, влияющее на импеданс. Самым большим недостатком слоя химического лужения является легкое обесцвечивание (легкое окисление или растекание) и плохая паяемость, что затруднит пайку печатной платы, а импеданс будет слишком высоким, что приведет к плохой электропроводности или нестабильной работе. вся доска.

4. По проводникам на печатной плате будут передаваться различные сигналы. Чтобы улучшить скорость передачи, необходимо увеличить частоту. Если сама линия отличается из-за таких факторов, как травление, толщина пакета и ширина проволоки, значение импеданса изменится. , так что сигнал искажается и производительность печатной платы ухудшается, поэтому необходимо контролировать значение импеданса в определенном диапазоне.

Значение импеданса для печатной платы

Для электронной промышленности, согласно отраслевым исследованиям, наиболее фатальной слабостью химического лужения является легкое обесцвечивание (как легкое окисление, так и растекание), плохая паяемость, что приводит к трудностям при пайке, и высокий импеданс, что приводит к плохой электропроводности или нестабильная работа всей платы. , Легко растут оловянные усы, что приводит к короткому замыканию цепи печатной платы и даже к возгоранию или возгоранию.

Позднее, когда вся индустрия общественного производства в определенной степени развилась, многие более поздние участники стремились копировать друг друга. Фактически значительное число предприятий сами не имели возможности разрабатывать или инициировать инновации. Поэтому было создано множество продуктов и электронных продуктов их пользователей (печатных плат). Основной причиной плохой работы является проблема импеданса, потому что, когда используется неквалифицированная технология химического лужения, лужение на печатной плате на самом деле представляет собой не чистое олово (или чистый металл), а соединение олова ( то есть это вовсе не металл, а соединение металла, оксид или галогенид, точнее неметаллическое вещество) или олово Смесь соединения и металлического элемента олово, но трудно обнаружить невооруженным глазом. ...

Поскольку основная цепь печатной платы представляет собой медную фольгу, луженый слой находится на местах пайки медной фольги, а электронные компоненты приварены к луженому слою паяльной пастой (или припоем). На самом деле паяльная паста плавится. Состояние, припаянное между электронными компонентами и оловянным покрытием, представляет собой металлическое олово (то есть металлический элемент с хорошей электропроводностью), поэтому можно кратко указать, что электронные компоненты соединены с медной фольгой в нижней части печатной платы. через оловянное покрытие, так что оловянное покрытие Чистота инструмента и его импеданс являются ключом; но перед подключением электронных компонентов, когда мы непосредственно используем прибор для определения импеданса, на самом деле два конца щупа прибора (или измерительного вывода) также соприкасаются с поверхностью медной фольги на нижней части печатной платы. Слой лужения соединяется с медной фольгой в нижней части печатной платы для подключения тока. Следовательно, слой лужения является ключом, ключом к влиянию на импеданс и ключом к влиянию на производительность всей печатной платы, и ключом, который легко игнорировать.

Как мы все знаем, за исключением металлического элемента, его соединения являются плохими проводниками электричества или даже непроводящими (это также является ключом к существованию распределительной или пропускной способности в цепи), поэтому существует такой вид проводящих но не проводящее олово в слое лужения. Когда используется соединение или смесь, его удельное сопротивление в готовом к использованию виде или удельное сопротивление и соответствующий ему импеданс после электролитической реакции из-за окисления и влаги в будущем достаточно высоки (достаточно, чтобы повлиять на уровень или передачу сигнала в цифровых схемах). и его характеристики Импедансы также непостоянны. Таким образом, это повлияет на производительность печатной платы и всей машины.

Следовательно, что касается современного явления общественного производства, то материал и свойства покрытия нижней части печатной платы являются основными и наиболее непосредственными причинами, влияющими на волновое сопротивление всей печатной платы, а также из-за того, что имеет эффект старения с покрытием и электролизом при воздействии влаги. Изменчивость, поэтому беспокоящий эффект его импеданса становится более коварным и изменчивым. Основными причинами его скрытности являются: во-первых, его нельзя увидеть невооруженным глазом (в том числе его изменения), во-вторых, его невозможно измерить постоянно, так как он имеет изменчивость во времени и при изменении влажности окружающей среды, поэтому его всегда легко обнаружить. игнорируется.