PCB Tecnico - Perché il circuito stampato dovrebbe essere progettato per l'impedenza?

Qual è il significato dell'impedenza per i circuiti stampati PCB e perché i circuiti stampati PCB hanno bisogno di impedenza? Questo articolo introduce prima cosa cosa sono l'impedenza e i suoi tipi, quindi introduce perché il circuito stampato PCB dovrebbe essere impedenza e infine spiega il significato di impedenza al circuito stampato.

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Cos'è l'impedenza

In un circuito con resistenza, induttanza e capacità, l'ostacolo alla corrente alternata è chiamato impedenza. L'impedenza è spesso rappresentata da Z, che è un numero complesso. La parte reale è chiamata resistenza, e la parte immaginaria è chiamata reazione. L'effetto frenante della capacità sulla corrente alternata nel circuito è chiamato reattanza capacitiva e l'effetto frenante dell'induttanza sulla corrente alternata nel circuito è chiamato reattanza induttiva, l'effetto ostruttivo della capacità e dell'induttanza sulla corrente alternata nel circuito è collettivamente chiamato reattanza. L'unità di impedenza è ohm.

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Tipo di impedenza

(1) Impedenza caratteristica

Nei prodotti informativi elettronici come computer e comunicazioni wireless, l'energia trasmessa nel circuito PCB è un segnale ad onda quadrata (chiamato impulso) composto da tensione e tempo. La resistenza che incontra è chiamata impedenza caratteristica.

(2) Impedenza differenziale

Due forme d'onda identiche di segnale con polarità opposte sono entrate all'estremità motrice, che sono rispettivamente trasmesse da due linee differenziali, e i due segnali differenziali sono sottratti all'estremità ricevente. L'impedenza differenziale è l'impedenza Zdiff tra i due fili.

(3) Impedenza in modo strano

Il valore di impedenza di una linea a terra delle due linee è lo stesso del valore di impedenza delle due linee.

(4) Impedenza in modalità uniforme

Due forme d'onda del segnale identiche con la stessa polarità sono entrate all'estremità dell'azionamento e l'impedenza Zcom quando i due fili sono collegati insieme.

(5) Impedenza comune

L'impedenza Zoe di una delle due linee al suolo è la stessa del valore di impedenza delle due linee, che di solito è maggiore dell'impedenza di modo dispare.

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Perché i circuiti stampati PCB hanno bisogno di impedenza

L'impedenza del circuito stampato PCB si riferisce ai parametri di resistenza e reattività, che ostacolano la corrente alternata. Nella produzione di circuiti stampati PCB, l'elaborazione dell'impedenza è essenziale. Le ragioni sono le seguenti:

1. Il fondo del circuito PCB dovrebbe considerare la connessione e l'installazione di componenti elettronici. Dopo il collegamento, la conducibilità e le prestazioni di trasmissione del segnale dovrebbero essere considerate. Pertanto, più bassa è l'impedenza, meglio è e la resistività dovrebbe essere inferiore a 1 per centimetro quadrato. 6 o meno.

2. durante il processo di produzione PCB, i circuiti stampati PCB devono passare attraverso fasi di processo come affondamento del rame, galvanizzazione dello stagno (o placcatura chimica, o stagno spray termico), saldatura del connettore, ecc., e i materiali utilizzati in questi collegamenti devono garantire che la resistività sia bassa, L'impedenza complessiva del circuito stampato è bassa per soddisfare i requisiti di qualità del prodotto e può funzionare normalmente.

3. La stagnazione dei circuiti stampati PCB è la più soggetta a problemi nell'intera produzione di circuiti stampati ed è un collegamento chiave che influenza l'impedenza. Il più grande difetto del rivestimento di stagno elettroless è la facile decolorazione (facile da ossidare o deliquestare) e la scarsa saldabilità, che porterà a difficile saldatura del circuito stampato, ad alta impedenza, scarsa conducibilità elettrica o instabilità delle prestazioni complessive della scheda.

4. Ci sono varie trasmissioni di segnale nei conduttori nel circuito stampato PCB. Quando la frequenza deve essere aumentata per aumentare la sua velocità di trasmissione, se il circuito stesso è diverso a causa di fattori quali incisione, spessore della pila, larghezza del filo, ecc., il valore di impedenza cambierà., In modo che il segnale sia distorto e le prestazioni del circuito stampato siano degradate, quindi è necessario controllare il valore di impedenza entro un certo intervallo.

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Il significato di impedenza al circuito stampato PCB

Per l'industria elettronica, secondo le indagini del settore, la debolezza più fatale del rivestimento di stagno elettroless è la sua facile decolorazione (facile da ossidare o deliquestare), le scarse proprietà di brasatura rendono difficile saldare e l'alta impedenza porta a scarsa conducibilità elettrica o instabilità nelle prestazioni complessive della scheda., I baffi di latta lunghi facili causano cortocircuito del circuito PCB e persino bruciano o prendono fuoco.

È stato riferito che la prima ricerca nazionale sulla placcatura chimica dello stagno è stata Kunming University of Science and Technology nei primi anni '90, seguita da Guangzhou Tongqian Chemical (impresa) alla fine degli anni '90. Finora, l'industria ha riconosciuto che queste due istituzioni sono le migliori. Tra questi, secondo i nostri sondaggi di screening a contatto, le osservazioni sperimentali e i test di resistenza a lungo termine di molte aziende, è confermato che lo strato stagnato di Tongqian Chemical è uno strato di stagno puro con bassa resistività e la qualità della conducibilità e brasatura può essere garantita ad un alto livello. Non c'è da stupirsi che abbiano il coraggio di garantire all'esterno che il rivestimento possa mantenere il suo colore per un anno, senza bolle, senza peeling e frusta permanente di latta senza alcuna protezione sigillante e anti-appannamento.

Poiché il circuito principale del circuito stampato è foglio di rame, c'è uno strato stagnato sui giunti di saldatura del foglio di rame e i componenti elettronici sono saldati sullo strato stagnato dalla pasta di saldatura (o filo di saldatura). Infatti, la pasta di saldatura si sta sciogliendo. Lo stato saldato tra il componente elettronico e lo strato di stagnatura è stagno metallico (cioè l'elemento metallico con buona conducibilità), quindi può essere sottolineato semplicemente che i componenti elettronici sono collegati alla lamina di rame nella parte inferiore del PCB attraverso lo strato di stagnatura, quindi lo strato di stagnatura La purezza e l'impedenza dello strumento sono la chiave; Ma prima che i componenti elettronici siano collegati, quando usiamo direttamente lo strumento per rilevare l'impedenza, infatti, le due estremità della sonda dello strumento (o chiamato cavo di prova) toccano prima il foglio di rame sul fondo della scheda PCB. La stagnatura sulla superficie viene quindi collegata alla lamina di rame nella parte inferiore del PCB per comunicare la corrente. Pertanto, la stagnatura è la chiave, la chiave che influenza l'impedenza e la chiave che influisce sulle prestazioni dell'intero PCB, ed è anche la chiave che è facile da ignorare.

Come tutti sappiamo, oltre alla semplice sostanza del metallo, i suoi composti sono conduttori elettrici poveri o addirittura non conduttori (anche questa è la chiave della capacità di distribuzione o della capacità di diffusione nel circuito), quindi c'è questo tipo di quasi-conduttivo piuttosto che conduttivo nella stagnatura Nel caso di composti o miscele di stagno, la resistività esistente o la resistività dopo la reazione di elettrolisi a causa di ossidazione futura o umidità e l'impedenza corrispondente sono abbastanza alte (abbastanza da influenzare il livello o la trasmissione del segnale nel circuito digitale) e l'impedenza caratteristica inoltre non è coerente. Così influenzerà le prestazioni del circuito stampato e dell'intera macchina.

Pertanto, per quanto riguarda l'attuale fenomeno di produzione sociale, il materiale di rivestimento e le prestazioni sul fondo della scheda PCB sono le ragioni più importanti e più dirette che influenzano l'impedenza caratteristica dell'intero PCB. Variabilità, quindi l'impatto preoccupante della sua impedenza è diventato più invisibile e variabile. Le ragioni principali del suo occultamento sono: in primo luogo, non può essere visto ad occhio nudo (compresi i suoi cambiamenti), e in secondo luogo, non può essere misurato costantemente a causa del suo occultamento. La variabilità cambia con il tempo e l'umidità ambientale, quindi è sempre facile essere ignorati.