چرا بردهای PCB به امپدانس نیاز دارند؟

امپدانس چیست

در مدارهای دارای مقاومت، اندوکتانس و خازن، مقاومت در برابر جریان متناوب را امپدانس می گویند. امپدانس معمولا با Z نشان داده می شود که یک عدد مختلط است. قسمت واقعی را مقاومت و قسمت خیالی را راکتانس می نامند. اثر انسدادی خازن بر جریان متناوب در مدار را راکتانس خازنی و اثر مسدود کنندگی اندوکتانس بر جریان متناوب در مدار را برای راکتانس القایی، اثر مسدود کنندگی خازن و اندوکتانس بر جریان متناوب در مدار را مجموعاً می‌گویند. راکتانس واحد امپدانس اهم است.

نوع امپدانس

(1) امپدانس مشخصه

در محصولات اطلاعات الکترونیکی مانند کامپیوترها و ارتباطات بی سیم، انرژی ارسال شده در مدار PCB یک سیگنال موج مربعی (به نام پالس) متشکل از ولتاژ و زمان است و مقاومتی که با آن مواجه می شود، امپدانس مشخصه نامیده می شود.

(2) امپدانس دیفرانسیل

انتهای محرک دو شکل موج سیگنال یکسان با قطبیت های مخالف را وارد می کند که به ترتیب توسط دو خط دیفرانسیل منتقل می شوند و دو سیگنال دیفرانسیل در انتهای دریافت کننده کم می شوند. امپدانس دیفرانسیل، امپدانس Zdiff بین دو سیم است.

(3) امپدانس حالت فرد

امپدانس باغ وحش یک خط به زمین در دو خط، مقدار امپدانس دو خط یکسان است.

(4) امپدانس حالت یکنواخت

انتهای محرک دو شکل موج سیگنال یکسان با قطبیت یکسان و امپدانس Zcom را هنگامی که دو خط به یکدیگر متصل می شوند، وارد می کند.

(5) امپدانس حالت مشترک

امپدانس Zoe یک خط به زمین در دو خط، مقدار امپدانس دو خط یکسان است، معمولا بزرگتر از امپدانس حالت فرد است.

چرا بردهای PCB به امپدانس نیاز دارند؟

امپدانس برد مدار PCB به پارامترهای مقاومت و راکتانس اشاره دارد که مانع جریان متناوب می شود. در تولید بردهای مدار PCB، پردازش امپدانس ضروری است. دلایل به شرح زیر است:

1. مدار PCB (پایین برد) باید نصب قطعات الکترونیکی را در نظر بگیرد و رسانایی و عملکرد انتقال سیگنال را پس از وصل کردن در نظر بگیرد، بنابراین هر چه امپدانس کمتر باشد، بهتر است.

2. در طول فرآیند تولید، برد مدار PCB باید فرآیند فرورفتن مس، آبکاری قلع (یا آبکاری الکترولس، یا قلع اسپری حرارتی)، لحیم کاری کانکتور و سایر فرآیندها را طی کند و مواد مورد استفاده در این لینک ها باید اطمینان حاصل کنند که مقاومت کم است تا اطمینان حاصل شود که امپدانس کلی برد مدار برای برآورده کردن الزامات کیفیت محصول کم است و می تواند به طور معمول کار کند.

3. قلع بندی برد مدار PCB بیشترین مشکل را در تولید کل برد مدار دارد و این حلقه کلیدی است که امپدانس را تحت تاثیر قرار می دهد. بزرگترین عیب لایه آبکاری قلع الکترولس تغییر رنگ آسان (اکسید شدن یا ریزش آسان) و لحیم کاری ضعیف است که لحیم کاری تخته مدار را دشوار می کند و امپدانس بیش از حد بالا خواهد بود و منجر به هدایت الکتریکی ضعیف یا عملکرد ناپایدار می شود. کل تخته

4. انتقال سیگنال های مختلف در هادی ها در برد مدار PCB وجود خواهد داشت. به منظور بهبود سرعت انتقال، فرکانس باید افزایش یابد. اگر خود خط به دلیل عواملی مانند اچینگ، ضخامت پشته و عرض سیم متفاوت باشد، مقدار امپدانس تغییر خواهد کرد. ، به طوری که سیگنال مخدوش شده و عملکرد برد مدار کاهش می یابد، بنابراین لازم است مقدار امپدانس در محدوده خاصی کنترل شود.

معنی امپدانس برای برد مدار PCB

برای صنعت الکترونیک، طبق بررسی های صنعت، مرگبارترین ضعف آبکاری قلع الکترولس، تغییر رنگ آسان (هر دو به راحتی اکسیده شدن یا ریزش)، لحیم کاری ضعیف، که منجر به لحیم کاری دشوار می شود، و امپدانس بالا، که منجر به هدایت الکتریکی ضعیف می شود. عملکرد ناپایدار کل هیئت مدیره رشد آسان سبیل های حلبی که منجر به اتصال کوتاه مدار PCB و حتی سوختن یا آتش سوزی می شود.

بعدها، زمانی که کل صنعت تولید اجتماعی تا حد معینی توسعه یافت، بسیاری از شرکت کنندگان بعدی تمایل به کپی برداری از یکدیگر داشتند. در واقع، تعداد قابل توجهی از شرکت ها توانایی توسعه یا آغاز نوآوری را نداشتند. بنابراین، بسیاری از محصولات و محصولات الکترونیکی کاربران آنها (بردهای مدار) ایجاد شد. دلیل اصلی عملکرد ضعیف مشکل امپدانس است، زیرا زمانی که از فناوری آبکاری قلع الکترولس غیرمجاز استفاده می شود، قلع اندود شده روی PCB در واقع قلع خالص (یا فلز خالص) نیست، بلکه ترکیبی از قلع است. یعنی اصلاً فلز نیست، بلکه یک ترکیب فلزی است، اکسید یا هالید، مستقیماً یک ماده غیر فلزی) یا tin مخلوطی از عنصر فلزی مرکب و قلع است، اما تشخیص آن با چشم غیرمسلح مشکل است. ...

از آنجایی که مدار اصلی برد مدار PCB فویل مسی است، لایه قلع‌شده روی اتصالات لحیم کاری فویل مسی قرار دارد و قطعات الکترونیکی توسط خمیر لحیم (یا سیم لحیم) روی لایه قلع‌شده جوش داده می‌شوند. در واقع خمیر لحیم در حال ذوب شدن است. حالت لحیم شده بین قطعات الکترونیکی و پوشش قلع فلز قلع است (یعنی یک عنصر فلزی با رسانایی الکتریکی خوب) بنابراین می توان به طور خلاصه اشاره کرد که قطعات الکترونیکی به فویل مسی در پایین PCB متصل هستند. از طریق پوشش قلع، بنابراین پوشش قلع خلوص ابزار و امپدانس آن کلید اصلی است. اما قبل از اتصال قطعات الکترونیکی، هنگامی که ما مستقیماً از ابزار برای تشخیص امپدانس استفاده می کنیم، در واقع، دو سر پروب ابزار (یا سرب آزمایش) نیز توسط سطح فویل مسی در پایین PCB تماس می گیرند. لایه آبکاری قلع با فویل مسی در پایین PCB برای اتصال جریان متصل می شود. بنابراین، لایه آبکاری قلع کلید، کلید تأثیرگذاری بر امپدانس و کلید تأثیرگذاری بر عملکرد کل PCB است، و کلیدی است که به راحتی قابل چشم پوشی است.

همانطور که همه می دانیم به جز عنصر فلزی، ترکیبات آن هادی های ضعیف الکتریسیته یا حتی نارسانا هستند (این نیز کلید وجود ظرفیت توزیع یا ظرفیت انتقال در مدار است)، بنابراین این نوع رسانا وجود دارد. اما قلع رسانا در لایه آبکاری قلع نیست. هنگامی که یک ترکیب یا مخلوط استفاده می شود، مقاومت آماده برای استفاده آن یا مقاومت و امپدانس مربوطه آن پس از واکنش الکترولیتی به دلیل اکسیداسیون و رطوبت در آینده بسیار زیاد است (برای تأثیر بر سطح یا انتقال سیگنال در مدارهای دیجیتال کافی است،). و ویژگی های آن امپدانس ها نیز ناسازگار هستند. بنابراین بر عملکرد برد مدار و کل دستگاه تأثیر می گذارد.

بنابراین، تا آنجا که به پدیده تولید اجتماعی فعلی مربوط می شود، مواد و خواص پوشش کف PCB اصلی ترین و مستقیم ترین دلایلی است که بر امپدانس مشخصه کل PCB تأثیر می گذارد، بلکه به این دلیل است که اثر پیری با پوشش و الکترولیز در مواجهه با رطوبت دارد. تنوع، بنابراین اثر مشکل امپدانس آن موذیانه تر و متغیرتر می شود. دلایل اصلی پنهان بودن آن عبارتند از: اولاً با چشم غیرمسلح دیده نمی شود (از جمله تغییرات آن) و ثانیاً نمی توان آن را دائماً اندازه گیری کرد زیرا دارای تغییرپذیری با زمان و تغییرات رطوبت محیط است ، بنابراین همیشه به راحتی قابل اندازه گیری است. نادیده گرفته شده است.