PCB为什么一定要做阻抗？

在包含电阻、电感和电容的电路里，交流电会受到一种阻碍作用，这就是阻抗，常用 Z 表示，它是一个复数，实部是电阻，虚部是电抗。电容产生的阻碍作用是容抗，电感产生的是感抗，二者共同构成电抗。

阻抗类型：

• 特性阻抗：在计算机、无线通讯等电子信息产品的 PCB 线路中，传输的能量是电压与时间构成的方形波信号（脉冲），其遭遇的阻力就是特性阻抗。
• 差动阻抗：驱动端输入极性相反的两个相同信号波形，通过两根差动线传送，在接收端相减，两线之间的阻抗 Zdiff 就是差动阻抗。
• 奇模阻抗：两线中一线对地的阻抗 Zoo，且两线阻抗值相同。
• 偶模阻抗：驱动端输入极性相同的两个相同信号波形，将两线连在一起时的阻抗 Zcom 为偶模阻抗。
• 共模阻抗：两线中一线对地的阻抗 Zoe，两线阻抗值一致且通常比奇模阻抗大。

PCB 线路板做阻抗的原因：

• 接插与性能：PCB 线路（板底）要接插电子元件，接插后导电性能和信号传输性能很关键，所以希望阻抗越低越好，这样能保障电子元件正常工作和信号的良好传输。
• 工艺要求：PCB 线路板生产过程中有沉铜、电镀锡（或化学镀、热喷锡）、接插件焊锡等环节，这些环节使用的材料必须电阻率低，如此才能保证线路板整体阻抗符合产品质量要求，确保正常运行。
• 镀锡问题：镀锡是 PCB 线路板制作中易出问题的环节，也是影响阻抗的关键。化学镀锡层易变色（氧化或潮解）、钎焊性差，会导致线路板焊接困难、阻抗过高，进而影响导电性能和整板稳定性。
• 信号传输：PCB 线路板的导体中有各种信号传递。当提高传输速率、增加频率时，如果线路因蚀刻、叠层厚度、导线宽度等因素变化，阻抗值会改变，使信号失真，降低线路板使用性能，所以要控制阻抗值。

阻抗对 PCB 电路板的意义：

在电子行业，化学镀锡层有易变色、钎焊性差、阻抗高、易长锡须等问题，这些会导致 PCB 线路短路、烧毁甚至着火。PCB 线路板主体线路是铜箔，焊点是镀锡层，电子元件通过焊锡膏（或焊锡线）焊接在镀锡层上，也就是通过锡镀层与铜箔连接，所以锡镀层的纯度和阻抗至关重要。

在未接插电子元件时，检测阻抗时仪器探头是通过接触锡镀层与铜箔连通电流的，所以锡镀层是关键，它影响阻抗和整板性能，还容易被忽略。除金属单质外的化合物大多是电的不良导体，锡镀层中若有这类物质，其电阻率和阻抗会很高，足以影响数字电路电平或信号传输，使特征阻抗不一致，影响线路板和整机性能。

PCB 板底的镀层物质和性能是影响整板特征阻抗的主要和直接原因，由于镀层会老化、受潮电解，其产生的阻抗问题更具隐蔽性和多变性。这种隐蔽性一是肉眼不可见（包括变化），二是不能持续稳定测量，它会随时间和环境湿度改变，容易被人忽视，但却对 PCB 板质量有着深远影响，关乎 PCB 在实际使用中的性能表现。