PCB為什么一定要做阻抗？

在具有電阻、電感和電容的電路里，對(duì)交流電所起的阻礙作用叫做阻抗。阻抗常用Z表示，是一個(gè)復(fù)數(shù)，實(shí)部稱為電阻，虛部稱為電抗。

其中電容在電路中對(duì)交流電所起的阻礙作用稱為容抗，電感在電路中對(duì)交流電所起的阻礙作用稱為感抗，電容和電感在電路中對(duì)交流電引起的阻礙作用總稱為電抗。

那么，阻抗對(duì)于PCB電路板的意義何在，PCB電路板為什么要做阻抗?一起往下看。

阻抗類型有五種：

特性阻抗

在計(jì)算機(jī)﹑無(wú)線通訊等電子信息產(chǎn)品中， PCB的線路中的傳輸?shù)哪芰浚?是一種由電壓與時(shí)間所構(gòu)成的方形波信號(hào)(square wave signal， 稱為脈沖pulse)，它所遭遇的阻力則稱為特性阻抗。

差動(dòng)阻抗

驅(qū)動(dòng)端輸入極性相反的兩個(gè)同樣信號(hào)波形，分別由兩根差動(dòng)線傳送，在接收端這兩個(gè)差動(dòng)信號(hào)相減。差動(dòng)阻抗就是兩線之間的阻抗Zdiff。

奇模阻抗

兩線中一線對(duì)地的阻抗Zoo，兩線阻抗值是一致。

偶模阻抗

驅(qū)動(dòng)端輸入極性相同的兩個(gè)同樣信號(hào)波形， 將兩線連在一起時(shí)的阻抗Zcom。

共模阻抗

兩線中一線對(duì)地的阻抗Zoe，兩線阻抗值是一致，通常比奇模阻抗大。

PCB線路板為什么要做阻抗?

PCB線路板阻抗是指電阻和對(duì)電抗的參數(shù)，對(duì)交流電所起著阻礙作用。在PCB線路板生產(chǎn)中，阻抗處理是必不可少的。原因如下：

1、PCB線路(板底)要考慮接插安裝電子元件，接插后考慮導(dǎo)電性能和信號(hào)傳輸性能等問(wèn)題，所以就會(huì)要求阻抗越低越好。

2、PCB線路板在生產(chǎn)過(guò)程中要經(jīng)歷沉銅、電鍍錫(或化學(xué)鍍，或熱噴錫)、接插件焊錫等工藝制作環(huán)節(jié)，而這些環(huán)節(jié)所用的材料都必須保證電阻率低，才能保證線路板的整體阻抗達(dá)到產(chǎn)品質(zhì)量要求，并能正常運(yùn)行。

3、PCB線路板的鍍錫是整個(gè)線路板制作中最容易出現(xiàn)問(wèn)題的地方，是影響阻抗的關(guān)鍵環(huán)節(jié)?；瘜W(xué)鍍錫層最大的缺陷就是易變色(既易氧化或潮解)、釬焊性差，會(huì)導(dǎo)致線路板難焊接、阻抗過(guò)高導(dǎo)致導(dǎo)電性能差或整板性能的不穩(wěn)定。

4、PCB線路板中的導(dǎo)體中會(huì)有各種信號(hào)傳遞。為提高其傳輸速率而必須提高其頻率時(shí)，線路本身如果因蝕刻、疊層厚度、導(dǎo)線寬度等因素不同，將會(huì)造成阻抗值的變化，使其信號(hào)失真，導(dǎo)致線路板使用性能下降，所以就需要控制阻抗值在一定范圍內(nèi)。

阻抗對(duì)于PCB電路板的意義

對(duì)電子行業(yè)來(lái)說(shuō)，化學(xué)鍍錫層最致命的弱點(diǎn)就是易變色(即易氧化或潮解)、釬焊性差導(dǎo)致難焊接、阻抗過(guò)高導(dǎo)致導(dǎo)電性能差或整板性能的不穩(wěn)定、易長(zhǎng)錫須，導(dǎo)致PCB線路短路以至燒毀或著火事件。

因?yàn)镻CB線路板的主體線路是銅箔，在銅箔的焊點(diǎn)上就是鍍錫層，而電子元件就是通過(guò)焊錫膏(或焊錫線)焊接在鍍錫層上面的。

事實(shí)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(dǎo)電良好的金屬單質(zhì))，所以可以簡(jiǎn)單扼要地指出，電子元件是通過(guò)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;

未有接插電子元件之前，我們直接用儀器去檢測(cè)阻抗時(shí)，其實(shí)儀器探頭(或稱為表筆)兩端也是通過(guò)先接觸PCB板底的銅箔表面的錫鍍層，再與PCB板底的銅箔來(lái)連通電流的，所以錫鍍層是關(guān)鍵。它是影響阻抗的關(guān)鍵和影響PCB整板性能的關(guān)鍵，也是易于被忽略的關(guān)鍵。

除金屬單質(zhì)外，其化合物均是電的不良導(dǎo)體或甚至不導(dǎo)電的(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(dǎo)電而非導(dǎo)電的錫的化合物或混合物時(shí)，其現(xiàn)成電阻率或未來(lái)氧化、受潮所發(fā)生電解反應(yīng)后的電阻率及其相應(yīng)的阻抗是相當(dāng)高的(足以影響數(shù)字電路中的電平或信號(hào)傳輸，)而且其特征阻抗也不相一致。所以會(huì)影響該線路板及其整機(jī)的性能。

總的來(lái)說(shuō)，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(jiàn)(包括其變化)，第二不能被恒常測(cè)得，因?yàn)槠溆须S著時(shí)間和環(huán)境濕度的改變而變的特性，所以易被人忽略。

審核編輯：湯梓紅