對于一些老的工程師或者有經(jīng)驗(yàn)的工程師來說,小白應(yīng)該經(jīng)常能聽到在繪制PCB時(shí),他們總提到的“孤銅”和“死銅”。其實(shí)這兩個(gè)概念是一樣的,孤銅也叫死銅!
從字面的意思來理解其實(shí)很簡單,孤銅:就是指孤單的或者被孤立的銅皮,也可以這么理解,就是沒有任何屬性的銅皮或者與任何網(wǎng)絡(luò)不存在關(guān)聯(lián)的銅皮。如下圖所示:
這種情況一般都是我們鋪完銅皮之后才會(huì)出現(xiàn),只要是因?yàn)槠骷芗蛘咦呔€密集,導(dǎo)致銅皮無法灌進(jìn)去導(dǎo)致,一般這種孤銅常規(guī)的處理方式有以下兩種:
(1)賦予屬性,一般來說常見的是GND,所以我們只需要在孤銅上打上GND過孔即可,但前提是底層的銅皮也是GND屬性的,如下圖所示:
(2)添加禁止鋪銅區(qū)域,使孤銅無法生成,以AD軟件為例,其他軟件有所區(qū)別,這里只是舉例,如下圖所示:
添加了禁止鋪銅區(qū)域后,重新鋪銅如下所示:
在實(shí)際項(xiàng)目中,孤銅是一定要處理的,不然會(huì)直接影響整板的電氣性能(包括EMC),孤銅的主要危害有如下:
(1)天線效應(yīng)。孤銅會(huì)像天線一樣接收和輻射電磁波,增強(qiáng)周圍電路的電磁干擾強(qiáng)度,尤其在高頻電路中,這種效應(yīng)會(huì)導(dǎo)致信號串?dāng)_和噪聲增加,影響信號完整性。
(2)噪音傳播。孤銅可能成為高頻噪聲的傳播媒介,導(dǎo)致相鄰敏感信號(如PWM或時(shí)鐘線)受到干擾,引發(fā)信號抖動(dòng)或失真。
(3)分布電容耦合。孤銅與鄰近導(dǎo)線形成寄生電容,可能耦合噪聲并改變信號阻抗特性,影響高速信號的傳輸質(zhì)量。
(4)熱管理問題。大電流通過時(shí),孤銅區(qū)域的局部電阻可能因散熱不均導(dǎo)致過熱,加劇電路老化風(fēng)險(xiǎn)。
(5)PCB變形風(fēng)險(xiǎn)。大面積孤銅在焊接(如波峰焊)時(shí)受熱膨脹不均,可能造成板材翹曲或分層。
(6)工藝可靠性降低。孤銅區(qū)域在蝕刻或電鍍過程中可能因應(yīng)力集中導(dǎo)致銅箔脫落,影響長期可靠性。