阻抗對于PCB線路板的意義何在,PCB線路板為什么要做阻抗。阻抗——其實是指電阻和對電抗的參數(shù),因為PCB線路(板底)要考慮接插安裝電子元件,接插后考慮導電性能和信號傳輸性能等問題,所以必然要求阻抗越低越好,電阻率要低于每平方厘米1×10的負6次方以下。

另一方面,電路板在生產(chǎn)過程中要經(jīng)歷沉銅、電鍍錫(或化學鍍,或熱噴錫)、接插件焊錫等環(huán)節(jié)及該環(huán)節(jié)所使用的材料都必須保證電阻率底,才能保證線路板的整體阻抗低以至符合產(chǎn)品質(zhì)量要求,否則線路板將不能正常運行。

另外,電子行業(yè)的整體來看,PCB線路板廠在鍍錫環(huán)節(jié)是最容易出問題的,是影響阻抗的關(guān)鍵環(huán)節(jié),因為線路板鍍錫環(huán)節(jié),現(xiàn)已流行使用化學鍍錫技術(shù)來實現(xiàn)鍍錫目的,但我們作為電子行業(yè)的受用人,對電子或電路板制作加工行業(yè)10多年來的接觸和觀測,縱觀國內(nèi)能做好化學鍍錫(用于電路板或電子鍍錫領(lǐng)域)的企業(yè)沒有多少家,因為化學鍍錫工藝在國內(nèi)是后起之秀,而且眾企業(yè)的該項技術(shù)水平參差不齊……

對電子行業(yè)來說,據(jù)行內(nèi)調(diào)查,化學鍍錫層最致命的弱點就是易變色(既易氧化或潮解)、釬焊性差導致難焊接、阻抗過高導致導電性能差或整板性能的不穩(wěn)定、易長錫須導致PCB線路短路以至燒毀或著火事件……

據(jù)悉,國內(nèi)最先研究化學鍍錫的當是上世紀90年代初昆明理工大學,之后就是90年代末的廣州同謙化工(企業(yè)),一直至今,10年來行內(nèi)均有認可該兩家機構(gòu)是做得最好的。其中,據(jù)我們對眾多企業(yè)的接觸篩選調(diào)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,導電和釬焊等質(zhì)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及防變色劑保護的情況下,能保持一年不變色、不起泡、不脫皮、永久不長錫須。

后來當整個社會生產(chǎn)業(yè)發(fā)展到一定程度的時候,很多后來參與者往往是屬于互相抄襲,其實相當一部分企業(yè)自己本身并沒有研發(fā)或首創(chuàng)能力,所以,造成很多產(chǎn)品及其用戶的電子產(chǎn)品(PCB線路板板底或電子產(chǎn)品整體)性能不佳,而造成性能不佳的最主要原因就是因為阻抗問題,因為當不合格的化學鍍錫技術(shù)在使用過程中,其為PCB線路板所鍍上去的錫其實并不是真正的純錫(或稱純金屬單質(zhì)),而是錫的化合物(即根本就不是金屬單質(zhì),而是金屬化合物,氧化物或鹵化物,更直接地說是屬于非金屬物質(zhì))或錫化合物與錫金屬單質(zhì)的混合物,但單憑借肉眼是很難發(fā)現(xiàn)的……

又因為,PCB線路板的主體線路是銅箔,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態(tài)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(zhì)),所以可以簡單扼要地指出,電子元件是通過錫鍍層再與PCB板底的銅箔連接的,所以錫鍍層的純潔性及其阻抗是關(guān)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(或稱為表筆)兩端也是通過先接觸電路板板底的銅箔表面的錫鍍層再與PCB板底的銅箔來連通電流的。所以錫鍍層是關(guān)鍵,是影響阻抗的關(guān)鍵和影響電路板整板性能的關(guān)鍵,也是易于被忽略的關(guān)鍵。

眾所周知,除金屬單質(zhì)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布容量的關(guān)鍵),所以錫鍍層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(xiàn)成電阻率或未來氧化、受潮所發(fā)生電解反應后的電阻率及其相應的阻抗是相當高的(足已影響數(shù)字電路中的電平或信號傳輸,)而且其特征阻抗也不相一致。所以會影響該線路板及其整機的性能。

所以,就現(xiàn)時的社會生產(chǎn)現(xiàn)象來說,PCB板底上的鍍層物質(zhì)和性能是影響PCB整板特征阻抗的最主要原因和最直接的原因,但又由于其具有隨著鍍層老化及受潮電解的變化性,所以其阻抗產(chǎn)生的憂患影響變得更加隱性和多變性,其隱蔽的主要原因在于:第一不能被肉眼所見(包括其變化),第二不能被恒常測得,因為其有隨著時間和環(huán)境濕度的改變而變的變化性,所以總是易于被人忽略。