PCB ボードにインピーダンスが必要な理由

インピーダンスとは

抵抗、インダクタンス、および静電容量のある回路では、交流に対する抵抗はインピーダンスと呼ばれます。 インピーダンスは通常、複素数である Z で表されます。 実部を抵抗、虚部をリアクタンスと呼びます。 回路内の交流に対するキャパシタンスのブロッキング効果は容量性リアクタンスと呼ばれ、回路内の交流に対するインダクタンスのブロッキング効果は呼ばれます。リアクタンス。 インピーダンスの単位はオームです。

インピーダンスの種類

(1) 特性インピーダンス

コンピューターや無線通信などの電子情報製品では、PCB の回路で伝送されるエネルギーは、電圧と時間で構成される方形波信号 (パルスと呼ばれます) であり、その抵抗は特性インピーダンスと呼ばれます。

(2) 差動インピーダンス

駆動側は、極性が逆の 2 つの同一の信号波形を入力し、それぞれ 2 つの差動線路によって伝送され、受信側で 2 つの差動信号が減算されます。 差動インピーダンスは、2 本のワイヤ間のインピーダンス Zdiff です。

(3) オッドモードインピーダンス

2 つのラインの 1 つのラインのグランドへのインピーダンス ズーは、2 つのラインのインピーダンス値は同じです。

(4) 偶数モードインピーダンス

駆動側は、極性が同じ 2 つの同一の信号波形と、2 つのラインを接続したときのインピーダンス Zcom を入力します。

(5) コモンモードインピーダンス

2 つのラインのグランドへの 1 つのラインのインピーダンス Zoe、2 つのラインのインピーダンス値は同じで、通常は奇数モード インピーダンスよりも大きくなります。

PCB ボードにインピーダンスが必要なのはなぜですか?

PCB回路基板のインピーダンスは、交流を妨げる抵抗とリアクタンスのパラメータを指します。 PCB基板の製造において、インピーダンス処理は不可欠です。 理由は次のとおりです。

1. PCB 回路 (基板の下部) は、電子部品の取り付けを考慮し、プラグを差し込んだ後の導電率と信号伝送性能を考慮する必要があるため、インピーダンスが低いほど良い。

2. 製造プロセス中、PCB 回路基板は、銅の沈み込み、電気めっきスズ (または無電解めっきまたは溶射スズ)、コネクタのはんだ付けおよびその他のプロセスを経る必要があり、これらのリンクで使用される材料は、次のことを保証する必要があります。抵抗率が低く、回路基板の全体的なインピーダンスが低く、製品の品質要件を満たし、正常に動作できます。

3. PCB 回路基板のスズメッキは、回路基板全体の製造で最も問題が発生しやすく、インピーダンスに影響を与える重要なリンクです。 無電解スズめっき層の最大の欠点は、変色しやすい（酸化または潮解しやすい）ことと、はんだ付け性が悪いことです。これにより、回路基板ははんだ付けしにくくなり、インピーダンスが高くなりすぎて、電気伝導性が低下したり、回路の性能が不安定になったりします。ボード全体。

4. PCB 回路基板の導体には、さまざまな信号伝送があります。 伝送速度を上げるためには、周波数を上げる必要があります。 エッチングや積層厚さ、配線幅などにより配線自体が異なるとインピーダンス値が変化します。 、信号が歪んで回路基板の性能が低下するため、インピーダンス値を一定の範囲内に制御する必要があります。

PCB回路基板のインピーダンスの意味

業界調査によると、エレクトロニクス業界にとって、無電解スズめっきの最大の弱点は、変色しやすい (酸化または潮解しやすい)、はんだ付け性が悪いため、はんだ付けが困難であり、インピーダンスが高いため、電気伝導性または電気伝導性が低下することです。ボード全体の不安定なパフォーマンス。 , 錫ウィスカーが成長しやすく、PCB 回路が短絡し、焼損や発火することさえあります。

その後、ソーシャルプロダクション業界全体がある程度発展すると、後から参加した多くの参加者がお互いをコピーする傾向がありました。 実際、かなりの数の企業自体がイノベーションを開発または開始する能力を持っていませんでした。 したがって、多くの製品とそのユーザーの電子製品（回路基板）が作成されました。 パフォーマンスが低下する主な理由は、インピーダンスの問題です。これは、認定されていない無電解スズ メッキ技術が使用されている場合、PCB にメッキされているスズは実際には純粋なスズ (または純粋な金属) ではなく、スズの化合物 (つまり、金属ではなく、金属化合物、酸化物またはハロゲン化物、より直接的には非金属物質) またはスズ 化合物とスズ金属元素の混合物ですが、肉眼で検出することは困難です。 ...

PCB回路基板の主回路は銅箔であるため、錫メッキ層は銅箔のはんだ接合部にあり、電子部品ははんだペースト（またははんだワイヤ）によって錫メッキ層に溶接されます。 実際にはんだペーストは溶けています。 電子部品とスズ コーティングの間はんだ付けされた状態は金属スズ (つまり、電気伝導性の良い金属要素) であるため、電子部品が PCB の下部の銅箔に接続されていることを簡単に指摘できます。錫コーティングを介して、したがって錫コーティング 楽器の純度とそのインピーダンスが重要です。 しかし、電子部品が接続される前に、測定器を直接使用してインピーダンスを検出すると、実際には、測定器プローブ (またはテスト リード) の両端が PCB の底面の銅箔面にも接触します。 スズめっき層は、PCB の下部で銅箔と接続され、電流を接続します。 したがって、スズめっき層は、インピーダンスに影響を与える鍵であり、PCB 全体の性能に影響を与える鍵であり、無視されやすい鍵です。

ご存知のように、金属元素を除いて、その化合物は電気の伝導性が低いか、非伝導性でさえあります（これは、回路内の配電容量または伝送容量の存在の鍵でもあります）。したがって、この種の伝導性がありますスズめっき層の導電性スズではありません。 化合物または混合物が使用される場合、そのすぐに使用できる抵抗率または将来の酸化および湿気による電解反応後の抵抗率および対応するインピーダンスは非常に高くなります (デジタル回路のレベルまたは信号伝送に影響を与えるのに十分です)。とその特性 インピーダンスも一貫していません。 したがって、回路基板とマシン全体のパフォーマンスに影響します。

したがって、現在の社会的生産現象に関する限り、PCB の底部のコーティングの材料と特性は、PCB 全体の特性インピーダンスに影響を与える主で最も直接的な理由ですが、それはまた、湿気にさらされると、コーティングと電気分解による老化の影響があります。 変動、したがって、そのインピーダンスの厄介な影響は、より陰湿で変動しやすくなります。 その隠蔽の主な理由は、第一に、肉眼で見ることができないこと（その変化を含む）、第二に、時間と環境湿度の変化による変動性があるため、常に測定できないため、常に簡単に測定できます。無視されます。