Công nghệ PCB - Tại sao bảng mạch nên được thiết kế để trở kháng?

Trở kháng có ý nghĩa gì đối với bảng mạch PCB và tại sao bảng mạch PCB cần trở kháng? Bài viết này bắt đầu bằng cách giới thiệu trở kháng và loại của nó, sau đó giải thích lý do tại sao bảng mạch PCB nên trở kháng và cuối cùng giải thích ý nghĩa của trở kháng đối với bảng mạch PCB.

01

Trở kháng là gì

Trong các mạch có điện trở, cảm ứng và điện dung, rào cản đối với dòng điện xoay chiều được gọi là trở kháng. Trở kháng thường được biểu thị bằng Z, một số phức. Phần thực được gọi là kháng và phần ảo được gọi là kháng. Sự cản trở của điện dung đối với dòng điện xoay chiều trong mạch được gọi là dung kháng và sự cản trở của điện cảm đối với dòng điện xoay chiều trong mạch cũng được gọi là điện kháng. Đối với điện cảm kháng, sự cản trở của điện dung và điện cảm đối với dòng điện xoay chiều trong mạch được gọi chung là điện kháng. Đơn vị của trở kháng là Ohm.

02

Loại trở kháng

(1) Trở kháng đặc trưng

Trong các sản phẩm thông tin điện tử như máy tính và truyền thông không dây, năng lượng được truyền trong mạch PCB là tín hiệu sóng vuông (được gọi là xung) bao gồm điện áp và thời gian. Điện trở mà nó gặp phải được gọi là trở kháng đặc trưng.

(2) Trở kháng khác biệt

Các dạng sóng tín hiệu giống hệt nhau với hai cực ngược nhau được nhập vào đầu ổ đĩa, được truyền qua hai đường khác biệt riêng biệt, trừ đi hai tín hiệu này ở đầu nhận. Trở kháng khác biệt là Zdiff trở kháng giữa hai dây.

(3) Trở kháng mô hình kỳ lạ

Giá trị trở kháng mặt đất cho một trong hai dòng giống như giá trị trở kháng cho cả hai dòng.

(4) Trở kháng khuôn đôi

Hai dạng sóng tín hiệu giống hệt nhau với cùng một cực được đưa vào đầu ổ đĩa và Zcom trở kháng khi hai dây được kết nối với nhau.

(5) Trở kháng chế độ chung

Zoe có cùng giá trị trở kháng với một trong hai dòng và thường lớn hơn trở kháng chế độ lẻ.

03

Tại sao bảng mạch PCB cần trở kháng

Trở kháng của bảng mạch PCB đề cập đến các thông số điện trở và điện kháng cản trở dòng điện xoay chiều. Trong sản xuất bảng mạch PCB, điều trị trở kháng là không thể thiếu. Đây là lý do tại sao:

1. Chèn và lắp đặt các linh kiện điện tử nên được xem xét ở dưới cùng của mạch PCB. Sau khi chặn, tính dẫn điện và hiệu suất truyền tín hiệu nên được xem xét. Do đó, trở kháng càng thấp càng tốt và điện trở suất nên nhỏ hơn 1- 6 hoặc ít hơn

2. Trong quá trình sản xuất PCB, bảng mạch PCB phải trải qua các bước quá trình như đồng chìm, mạ thiếc (hoặc mạ hóa học, hoặc thiếc phun nóng), hàn đầu nối, v.v., các vật liệu được sử dụng trong các liên kết này phải đảm bảo điện trở suất thấp để đảm bảo trở kháng tổng thể của bảng mạch thấp, đáp ứng yêu cầu chất lượng sản phẩm và có thể hoạt động bình thường.

3. Thiếc bảng mạch PCB là liên kết dễ gặp vấn đề nhất trong toàn bộ sản xuất bảng mạch, liên kết chính ảnh hưởng đến trở kháng. Các khiếm khuyết lớn nhất của lớp phủ thiếc hóa học là dễ bị đổi màu (dễ bị oxy hóa hoặc thủy phân) và khả năng hàn kém, điều này sẽ dẫn đến khó hàn bảng, trở kháng cao, dẫn điện kém hoặc hiệu suất bảng tổng thể không ổn định.

4. truyền tín hiệu khác nhau tồn tại trong dây dẫn trong bảng mạch PCB. Khi tần số phải được tăng lên để tăng tốc độ truyền của nó, giá trị trở kháng sẽ thay đổi nếu bản thân mạch khác nhau do các yếu tố như khắc, độ dày xếp chồng, chiều rộng dây, v.v. Do đó, tín hiệu bị biến dạng, hiệu suất của bảng bị giảm, do đó cần phải kiểm soát các giá trị trở kháng trong một phạm vi nhất định.

04

Ý nghĩa của trở kháng đối với bảng mạch PCB

Theo điều tra của ngành, đối với ngành công nghiệp điện tử, điểm yếu nguy hiểm nhất của lớp phủ thiếc hóa học là dễ bị đổi màu (dễ bị oxy hóa hoặc thủy triều), tính chất hàn kém khiến nó khó hàn, trong khi trở kháng cao dẫn đến độ dẫn kém hoặc hiệu suất tấm tổng thể không ổn định. Dễ dàng mọc râu thiếc, gây ra mạch PCB ngắn mạch, thậm chí đốt cháy hoặc bắt lửa.

Được biết, nghiên cứu mạ thiếc hóa học sớm nhất trong nước là Đại học Công nghệ Côn Minh vào đầu những năm 90 của thế kỷ trước, theo sau là Quảng Châu Tongqian Chemical (Enterprise) vào cuối những năm 90. Cho đến nay, ngành công nghiệp đã công nhận hai tổ chức này là tốt nhất. Trong số đó, theo khảo sát sàng lọc tiếp xúc của chúng tôi, quan sát thực nghiệm và thử nghiệm độ bền lâu dài của một số công ty, nó đã xác nhận rằng lớp phủ thiếc của Money Through Chemical là lớp thiếc tinh khiết với điện trở suất thấp, độ dẫn và chất lượng hàn có thể được đảm bảo ở mức cao hơn. Không có gì ngạc nhiên khi họ dám đảm bảo với thế giới bên ngoài rằng lớp phủ có thể duy trì màu sắc trong một năm, không phồng rộp, không bong tróc, và nó là râu thiếc vĩnh viễn mà không có bất kỳ con dấu và bảo vệ chống đổi màu nào.

Sau đó, khi toàn bộ ngành sản xuất xã hội phát triển đến một mức độ nhất định, nhiều người chơi sau này có xu hướng sao chép lẫn nhau. Trên thực tế, một số lượng đáng kể các công ty không có khả năng nghiên cứu và phát triển hoặc đổi mới. Do đó, nhiều sản phẩm và người sử dụng của họ các sản phẩm điện tử (bảng mạch) bảng có hiệu suất kém hoặc điện tử tổng thể, và lý do chính cho hiệu suất kém là vấn đề trở kháng, vì khi sử dụng công nghệ mạ thiếc hóa học không đạt tiêu chuẩn, nó thực sự là thiếc mạ trên bảng mạch PCB. Nó không phải là thiếc nguyên chất thực sự (hoặc nguyên tố kim loại nguyên chất), mà là hợp chất thiếc (nghĩa là, nó không phải là một nguyên tố kim loại ở tất cả, mà là một hợp chất kim loại, oxit hoặc halogen, trực tiếp hơn là một chất phi kim loại) hoặc một hỗn hợp các hợp chất thiếc và các yếu tố kim loại thiếc, nhưng mắt thường khó tìm thấy...

Bởi vì mạch chính của bảng mạch PCB là lá đồng, có một lớp mạ thiếc trên các điểm hàn của lá đồng, nơi các linh kiện điện tử được hàn bằng dán (hoặc dây hàn). Trên thực tế, bột hàn đang tan chảy. Tình trạng hàn giữa các thành phần điện tử và lớp phủ thiếc là thiếc kim loại (tức là các thành phần kim loại có độ dẫn điện tốt), do đó có thể chỉ ra rằng các thành phần điện tử được kết nối với lá đồng ở đáy PCB bằng lớp phủ thiếc, vì vậy độ tinh khiết và trở kháng của thiết bị mạ thiếc là chìa khóa; Nhưng trước khi chèn các thành phần điện tử, khi chúng tôi phát hiện trở kháng trực tiếp bằng cách sử dụng các thiết bị, trên thực tế, cả hai đầu của đầu dò thiết bị (hoặc được gọi là dây dẫn thử nghiệm) lần đầu tiên chạm vào lá đồng ở dưới cùng của bảng PCB. Một lớp mạ thiếc trên bề mặt sau đó được gắn vào lá đồng ở dưới cùng của PCB để AC hiện tại. Do đó, mạ thiếc là chìa khóa, chìa khóa để ảnh hưởng đến trở kháng, cũng là chìa khóa để ảnh hưởng đến hiệu suất PCB tổng thể, đồng thời là chìa khóa dễ bị bỏ qua.

Người ta biết rằng ngoài chất đơn giản như kim loại, các hợp chất của nó là chất dẫn điện kém và thậm chí không dẫn điện (và, đây cũng là chìa khóa cho khả năng phân phối hoặc khả năng mở rộng trong mạch), và do đó, bán dẫn này tồn tại thay vì dẫn điện trong mạ thiếc. Trong trường hợp của các hợp chất thiếc hoặc hỗn hợp, điện trở hiện tại hoặc phản ứng điện phân sau đó do quá trình oxy hóa hoặc độ ẩm trong tương lai, cũng như trở kháng tương ứng, khá cao (đủ để ảnh hưởng đến mức độ hoặc truyền tín hiệu trong mạch kỹ thuật số), và trở kháng đặc điểm cũng không nhất quán. Do đó, nó sẽ ảnh hưởng đến hiệu suất của bảng mạch và toàn bộ máy.

Do đó, đối với hiện tượng sản xuất xã hội hiện nay, vật liệu phủ và hiệu suất của đáy bảng PCB là nguyên nhân quan trọng nhất và trực tiếp nhất ảnh hưởng đến trở kháng đặc tính của toàn bộ PCB. Biến đổi, vì vậy những tác động đáng lo ngại của trở kháng của nó trở nên vô hình và thay đổi hơn. Lý do chính cho sự che giấu của nó là: Thứ nhất, nó không thể nhìn thấy bằng mắt thường (bao gồm cả những thay đổi của nó), và thứ hai, nó không thể đo lường liên tục do khả năng che giấu của nó. Sự biến đổi thay đổi theo thời gian và độ ẩm môi trường và do đó luôn dễ bị bỏ qua.