對于一些老的工程師或者有經驗的工程師來說,小白應該經常能聽到在繪制PCB時,他們總提到的“孤銅”和“死銅”。其實這兩個概念是一樣的,孤銅也叫死銅!
從字面的意思來理解其實很簡單,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絡不存在關聯的銅皮。如下圖所示:
這種情況一般都是我們鋪完銅皮之后才會出現,只要是因為器件密集或者走線密集,導致銅皮無法灌進去導致,一般這種孤銅常規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)添加禁止鋪銅區域,使孤銅無法生成,以AD軟件為例,其他軟件有所區別,這里只是舉例,如下圖所示:
添加了禁止鋪銅區域后,重新鋪銅如下所示:
在實際項目中,孤銅是一定要處理的,不然會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。孤銅會像天線一樣接收和輻射電磁波,增強周圍電路的電磁干擾強度,尤其在高頻電路中,這種效應會導致信號串擾和噪聲增加,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,導致相鄰敏感信號(如PWM或時鐘線)受到干擾,引發信號抖動或失真。
(3)分布電容耦合。孤銅與鄰近導線形成寄生電容,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量。
(4)熱管理問題。大電流通過時,孤銅區域的局部電阻可能因散熱不均導致過熱,加劇電路老化風險。
(5)PCB變形風險。大面積孤銅在焊接(如波峰焊)時受熱膨脹不均,可能造成板材翹曲或分層。
(6)工藝可靠性降低。孤銅區域在蝕刻或電鍍過程中可能因應力集中導致銅箔脫落,影響長期可靠性。