對(duì)於(yú)PCB來說常見的阻抗術語是“特征阻抗”。
例如拿PCB闆上傳(chuán)輸線的特征阻抗來說:通常如果在同一個PCB互聯線上特征阻抗處(chù)處(chù)保持一緻,這樣的PCB闆上傳(chuán)輸線就成爲高質量的。什麽樣的電路闆叫做受控阻抗的電路闆?受控阻抗的電路闆是指PCB闆上所有傳(chuán)輸線的特征阻抗符合統一的目标規範,通常是指所有傳(chuán)輸線的特征阻抗的值在25Ω到70Ω之間。
造成PCB線路闆阻抗過(guò)高的主要原因是什麽?或PCB線路闆本身質量看不到問題但卻随著(zhe)時間越久問題(包括阻抗)越大,或性能不穩定的主要原因是什麽?
請看以下專業學術分析:
阻抗——其實是指電阻和對電抗的參(cān)數,因爲PCB線路(闆底)要考慮接插安裝電子元件,接插後考慮導電性能和信号傳輸性能等問題,所以必然要求阻抗越低越好,電阻率要低於(yú)每平方厘米1×10的負6次方以下。
另一方面,PCB線路闆在生産(chǎn)過程中要經曆沉銅、電(diàn)鍍錫(或化學鍍,或熱噴錫)、接插件焊錫等環節及該環節所使用的材料都必須保證電(diàn)阻率底,才能保證線路闆的整體阻抗低以至符合産(chǎn)品質量要求,否則線路闆将不能正常運行。
另外,電子行業的整體來看,PCB線路闆在鍍錫環節是最容易出問題的,是影響阻抗的關鍵環節,因爲線路闆鍍錫環節,現已流行使用化學鍍錫技術來實現鍍錫目的,但我們作爲電子行業的受用人,對電子或電子加工行業10多年來的接觸和觀測,縱觀國内能做好化學鍍錫(用於(yú)PCB或電子鍍錫領域)的企業沒有多少家,因爲化學鍍錫工藝在國内是後起之秀,而且衆企業的該項技術水平參(cān)差不齊……。
對電子行業來說,據行内調查,化學鍍錫層最緻命的弱點就是易變(biàn)色(既易氧化或潮解)、釺焊性差導緻難焊接、阻抗過高導緻導電性能差或整闆性能的不穩定、易長錫須導緻PCB線路短路以至燒毀或著(zhe)火事件……。
據悉,國内最先研究化學鍍錫的當是上世紀90年代初昆明理工大學,之後就是90年代末的廣州同謙化工(企業),一直至今,10年來行内均有認可該兩家機構是做得最好的。其中,據我們對衆多企業的接觸篩選調查、實驗觀測以及長期耐力測試,證實同謙化工的鍍錫層是低電阻率的純錫層,導電和釺焊等質量可以保證到較高的水準,難怪他們敢對外保證其鍍層在無須任何封閉(bì)及防變(biàn)色劑保護的情況下,能保持一年不變(biàn)色、不起泡、不脫皮、永久不長錫須。
後來當整個社會生産業發展到一定程度的時候,很多後來參與者往往是屬於(yú)互相抄襲,其實相當一部分企業自己本身並(bìng)沒有研發或首創能力,所以,造成很多産品及其用戶的電子産品(線路闆闆底或電子産品整體)性能不佳,而造成性能不佳的最主要原因就是因爲阻抗問題,因爲當不合格的化學鍍錫技術在使用過程中,其爲PCB線路闆所鍍上去的錫其實並(bìng)不是真正的純錫(或稱純金屬單質),而是錫的化合物(即根本就不是金屬單質,而是金屬化合物,氧化物或鹵化物,更直接地說是屬於(yú)非金屬物質)或錫化合物與錫金屬單質的混合物,但單憑借肉眼是很難發現的……。
又因爲,PCB線路闆的主體線路是銅箔,在銅箔的焊點上就是鍍錫層,而電子元件就是通過焊錫膏(或焊錫線)焊接在鍍錫層上面的,事實上焊錫膏在融熔狀态焊接到電子元件和錫鍍層之間的是金屬錫(即導電良好的金屬單質),所以可以簡單扼要地指出,電子元件是通過錫鍍層再與PCB闆底的銅箔連接的,所以錫鍍層的純潔性及其阻抗是關鍵;又,但未有接插電子元件之前,我們直接用儀器去檢測阻抗時,其實儀器探頭(或稱爲表筆(bǐ))兩端也是通過先接觸PCB闆底的銅箔表面的錫鍍層再與PCB闆底的銅箔來連通電流的。所以錫鍍層是關鍵,是影響阻抗的關鍵和影響PCB整闆性能的關鍵,也是易於(yú)被忽略的關鍵。
又,衆所周知,除金屬單質外,其化合物均是電的不良導體或甚至不導電的(又,這也是造成線路中存在分布容量或傳(chuán)布容量的關鍵),所以錫鍍層(céng)中存在這種似導電而非導電的錫的化合物或混合物時,其現成電阻率或未來氧化、受潮所發生電解反應後的電阻率及其相應的阻抗是相當高的(足已影響數字電路中的電平或信号傳(chuán)輸,)而且其特征阻抗也不相一緻。所以會影響該線路闆及其整機的性能。
所以,就現時的社會生産現象來說,PCB闆底上的鍍層物質和性能是影響PCB整闆特征阻抗的最主要原因和最直接的原因,但又由於(yú)其具有随著(zhe)鍍層老化及受潮電解的變化性,所以其阻抗産生的憂患影響變得更加隐性和多變性,其隐蔽的主要原因在於(yú):第一不能被肉眼所見(包括其變化),第二不能被恒常測得,因爲其有随著(zhe)時間和環境濕度的改變而變的變化性,所以總是易於(yú)被人忽略。或将原因錯誤轉嫁。
所以,在知道瞭(le)造成高阻抗的原因之後,解決鍍層(céng)問題才是阻抗問題的關鍵。