Pourquoi les cartes PCB ont-elles besoin d'impédance

Qu'est-ce que l'impédance

Dans les circuits avec résistance, inductance et capacité, la résistance au courant alternatif est appelée impédance. L'impédance est généralement représentée par Z, qui est un nombre complexe. La partie réelle est appelée résistance et la partie imaginaire est appelée réactance. L'effet de blocage de la capacité sur le courant alternatif dans le circuit est appelé réactance capacitive, et l'effet de blocage de l'inductance sur le courant alternatif dans le circuit est appelé Pour la réactance inductive, l'effet de blocage de la capacité et de l'inductance sur le courant alternatif dans le circuit est appelé collectivement réactance. L'unité d'impédance est l'ohm.

Type d'impédance

(1) Impédance caractéristique

Dans les produits d'information électroniques tels que les ordinateurs et les communications sans fil, l'énergie transmise dans le circuit du PCB est un signal d'onde carrée (appelé impulsion) composé de tension et de temps, et la résistance qu'il rencontre est appelée impédance caractéristique.

(2) Impédance différentielle

L'extrémité de commande entre deux formes d'onde de signal identiques avec des polarités opposées, qui sont respectivement transmises par deux lignes différentielles, et les deux signaux différentiels sont soustraits à l'extrémité de réception. L'impédance différentielle est l'impédance Zdiff entre les deux fils.

(3) Impédance en mode impair

L'impédance Zoo d'une ligne au sol dans les deux lignes, la valeur d'impédance des deux lignes est la même.

(4) Impédance en mode pair

L'extrémité de commande entre deux formes d'onde de signal identiques avec la même polarité et l'impédance Zcom lorsque les deux lignes sont connectées ensemble.

(5) Impédance de mode commun

L'impédance Zoe d'une ligne au sol dans les deux lignes, la valeur d'impédance des deux lignes est la même, généralement supérieure à l'impédance en mode impair.

Pourquoi les cartes PCB ont-elles besoin d'impédance ?

L'impédance de la carte de circuit imprimé fait référence aux paramètres de résistance et de réactance, qui entravent le courant alternatif. Dans la production de cartes de circuits imprimés, le traitement de l'impédance est essentiel. Les raisons sont les suivantes:

1. Le circuit PCB (le bas de la carte) doit prendre en compte l'installation de composants électroniques et tenir compte de la conductivité et des performances de transmission du signal après le branchement, de sorte que plus l'impédance est faible, mieux c'est.

2. Pendant le processus de production, la carte de circuit imprimé doit passer par le processus de naufrage du cuivre, d'étain de galvanoplastie (ou de placage autocatalytique ou d'étain par pulvérisation thermique), de soudure de connecteur et d'autres processus, et les matériaux utilisés dans ces liens doivent garantir que la résistivité est faible pour garantir que l'impédance globale de la carte de circuit imprimé est faible pour répondre aux exigences de qualité du produit et peut fonctionner normalement.

3. L'étamage du circuit imprimé PCB est le plus sujet aux problèmes de production de l'ensemble du circuit imprimé, et c'est le maillon clé qui affecte l'impédance. Le plus gros défaut de la couche d'étamage autocatalytique est une décoloration facile (facile à oxyder ou à déliquescence) et une mauvaise soudabilité, ce qui rendra la carte de circuit imprimé difficile à souder, et l'impédance sera trop élevée, entraînant une mauvaise conductivité électrique ou des performances instables du tout le conseil.

4. Il y aura diverses transmissions de signaux dans les conducteurs de la carte de circuit imprimé. Afin d'améliorer le débit de transmission, la fréquence doit être augmentée. Si la ligne elle-même est différente en raison de facteurs tels que la gravure, l'épaisseur de la pile et la largeur du fil, la valeur d'impédance changera. , de sorte que le signal est déformé et que les performances de la carte de circuit imprimé sont dégradées, il est donc nécessaire de contrôler la valeur d'impédance dans une certaine plage.

La signification de l'impédance pour le circuit imprimé PCB

Pour l'industrie électronique, selon les enquêtes de l'industrie, la faiblesse la plus fatale de l'étamage autocatalytique est une décoloration facile (à la fois facile à oxyder ou à déliquescence), une mauvaise soudabilité, qui conduit à une soudure difficile, et une impédance élevée, qui conduit à une mauvaise conductivité électrique ou performances instables de l'ensemble du conseil d'administration. , Des moustaches d'étain faciles à cultiver, entraînant un court-circuit du circuit PCB et même une brûlure ou un incendie.

Plus tard, lorsque toute l'industrie de la production sociale s'est développée dans une certaine mesure, de nombreux participants ultérieurs ont eu tendance à se copier les uns les autres. En fait, un nombre considérable d'entreprises elles-mêmes n'avaient pas la capacité de développer ou d'initier l'innovation. Par conséquent, de nombreux produits et les produits électroniques de leurs utilisateurs (circuits imprimés) ont été créés. La principale raison de la mauvaise performance est le problème d'impédance, car lorsque la technologie d'étamage autocatalytique non qualifiée est utilisée, l'étain plaqué sur le PCB est en fait ce n'est pas vraiment de l'étain pur (ou du métal pur), mais un composé d'étain ( c'est-à-dire qu'il ne s'agit pas du tout d'un métal, mais d'un composé métallique, d'un oxyde ou d'un halogénure, plus directement d'une substance non métallique) ou d'étain Mélange d'un composé et d'un élément métallique d'étain, mais difficile à détecter à l'œil nu. ...

Étant donné que le circuit principal de la carte de circuit imprimé PCB est une feuille de cuivre, la couche étamée se trouve sur les joints de soudure de la feuille de cuivre et les composants électroniques sont soudés sur la couche étamée par une pâte à souder (ou un fil à souder). En fait, la pâte à souder est en train de fondre. L'état soudé entre les composants électroniques et le revêtement d'étain est de l'étain métallique (c'est-à-dire un élément métallique avec une bonne conductivité électrique), on peut donc brièvement souligner que les composants électroniques sont connectés à la feuille de cuivre au bas du PCB à travers le revêtement d'étain, donc le revêtement d'étain La pureté de l'instrument et son impédance sont la clé; mais avant que les composants électroniques ne soient connectés, lorsque nous utilisons directement l'instrument pour détecter l'impédance, en fait, les deux extrémités de la sonde de l'instrument (ou cordon de test) sont également en contact avec la surface de la feuille de cuivre au bas du PCB. La couche de placage d'étain est connectée à la feuille de cuivre au bas du PCB pour connecter le courant. Par conséquent, la couche d'étamage est la clé, la clé pour affecter l'impédance et la clé pour affecter les performances de l'ensemble du PCB, et la clé qui est facile à ignorer.

Comme nous le savons tous, à l'exception de l'élément métallique, ses composés sont de mauvais conducteurs de l'électricité, voire non conducteurs (c'est aussi la clé de l'existence d'une capacité de distribution ou d'une capacité de transmission dans le circuit), il existe donc ce type de conducteur mais pas d'étain conducteur dans la couche de placage d'étain. Lorsqu'un composé ou un mélange est utilisé, sa résistivité prête à l'emploi ou la résistivité et son impédance correspondante après réaction électrolytique due à l'oxydation et à l'humidité dans le futur sont assez élevées (suffisantes pour affecter le niveau ou la transmission du signal dans les circuits numériques,) et ses caractéristiques Les impédances sont également incohérentes. Cela affectera donc les performances du circuit imprimé et de l'ensemble de la machine.

Par conséquent, en ce qui concerne le phénomène de production sociale actuel, le matériau et les propriétés du revêtement sur le fond du PCB sont les raisons principales et les plus directes qui affectent l'impédance caractéristique de l'ensemble du PCB, mais aussi du fait que il a pour effet de vieillir avec le revêtement et l'électrolyse lorsqu'il est exposé à l'humidité. Variation, donc l'effet troublant de son impédance devient plus insidieux et variable. Les principales raisons de sa dissimulation sont : premièrement, il ne peut pas être vu à l'œil nu (y compris ses changements), et deuxièmement, il ne peut pas être mesuré en permanence car il a une variabilité avec le temps et les changements d'humidité environnementale, il est donc toujours facile d'être ignoré.