Wenn Sie ein PCB-Designer sind, haben Sie wahrscheinlich erfahrene Ingenieure von "isoliertem Kupfer" oder "totem Kupfer" gehört."Diese beiden Begriffe beziehen sich auf das Gleiche: Kupferspuren auf dem PCB, die nicht miteinander verbunden sind.." Sie mögen unbedeutend erscheinen, aber wenn sie nicht ordnungsgemäß behandelt werden, können sie dazu führen, dass die Leistung des gesamten Boards zusammenbricht oder sogar zum Ausfall des Produkts führt!Wir erklären die Gefahren von isoliertem Kupfer und wie man das Problem in einfachen Worten löst, so dass auch Anfänger es leicht verstehen können!

Zuerst wollen wir verstehen, was "isoliertes Kupfer" ist und warum es vorkommt.

Einfach ausgedrückt, isoliertes Kupfer ist Kupferspuren auf der Leiterplatte, die "isoliert" ist. Es hat keine definierte elektrische Eigenschaft und ist nicht mit einem Schaltkreisnetzwerk (wie GND oder VCC) verbunden.Wie ein "Waisenkind" auf der Leiterplatte.

Dieses isolierte Kupfer ist nicht absichtlich entworfen; es ist meist ein "Unfall", der nach dem Kupferguss auftritt: entweder sind die Komponenten auf der Leiterplatte zu dicht verpackt, oder die Routing ist zu komplex,Verhinderung der vollständigen Abdeckung der Fläche durch KupferDas ist nicht ein kleines Problem, die Zerstörungskraft ist viel schwerwiegender, als man sich vorstellen kann!

Vorsicht: Die 6 größten Gefahren von isoliertem Kupfer, die die Zuverlässigkeit des Produkts direkt beeinträchtigen

Viele Anfänger denken: "Es ist nur ein kleines Stück Kupfer, keine Sorge", aber in echten Projekten kann unbehandeltes isoliertes Kupfer eine Reihe von Problemen verursachen,Selbst wenn alle bisherigen Anstrengungen nutzlos sind.:

• Antennenwirkung

Isoliertes Kupfer wirkt wie eine versteckte Antenne, die elektromagnetische Wellen empfängt und ausstrahlt.Dies führt zu Signalverstörungen und erhöhter Geräuschbelastung, was die Signalübertragung zu einem chaotischen Chaos macht;

• Lärmverbreitung

Es wird zu einem "Verbreitungskanal" für Hochfrequenzgeräusche.letztendlich die Produktfunktionalität beeinflussen;

• Verteilungskapazitätskopplung

Isoliertes Kupfer und angrenzende Drähte bilden "unsichtbare Kondensatoren", die nicht nur Lärm koppeln, sondern auch die Impedanzmerkmale des Signals verändern,Ein "tödlicher Schlag" für die Hochgeschwindigkeitssignalübertragung;

• Risiken der thermischen Bewirtschaftung

Wenn große Ströme durchlaufen, erlebt der isolierte Kupferbereich eine ungleichmäßige Wärmeabgabe, und ein erhöhter lokaler Widerstand führt leicht zu Überhitzung.Beschleunigung der Schaltkreisalterung und Verkürzung der Lebensdauer des Produkts;

• PCB-Verformungsgefahr

Während des Lötens (z. B. Wellenlötung) erweitern sich große Bereiche isoliertes Kupfer durch Hitze ungleichmäßig, was zu PCB-Verformung und -delamination führt und die Platine unbrauchbar macht.

• Verringerte Prozesszuverlässigkeit

Bei Ätz- und Plattierverfahren sind isolierte Kupferbereiche aufgrund der Spannungskonzentration anfällig für Kupferfolieabtrennungen, was die langfristige Stabilität des Produkts beeinträchtigt.

Praktische Tipps: Zwei Methoden zum Umgang mit isoliertem Kupfer, einfach für Anfänger

Da isoliertes Kupfer eine so große Gefahr darstellt, wie sollte man damit umgehen?

Methode 1: Isoliertem Kupfer ein "Unterstützungssystem" zu geben
Das ist die häufigste Methode. Die Kernidee ist es, das isolierte Kupfer "Teil der Gruppe" zu machen. Im Allgemeinen wird das isolierte Kupfer dem GND (Ground) -Netzwerk zugewiesen.dem isolierten Kupfer GND-Via hinzufügen, die sie mit der darunter liegenden Kupferschicht von GND verbindet.

Anmerkung: Voraussetzung ist, dass die darunter liegende Kupferschicht das GND-Attribut aufweist; andernfalls führt dies zu neuen elektrischen Problemen!

Methode 2: Verhinderung von der Quelle Hinzufügen eines Ausschlussbereichs für Kupferguss
Wenn Sie isoliertes Kupfer vollständig vermeiden möchten, können Sie im Voraus "Verteidigungen einrichten". Als Beispiel nehmen wir die Altium Designer (AD) Software (die Logik ist in anderen Software ähnlich),vor dem Kupferguss, zuerst die Bereiche zu zeichnen, in denen Kupferguss verboten ist, um zu verhindern, daß in diesen Bereichen Kupfer erzeugt wird, und so Kupfer aus der Quelle zu isolieren.

Betriebsschritte: Open Altium Designer software → Click "Place" at the top → Select "Keepout" → Draw the area where copper pouring needs to be prohibited → Then perform the copper pouring operation to obtain a complete copper pour without isolated copper.

Abschließend noch eine Erinnerung:

Die isolierte Kupferbehandlung mag wie ein "kleines Detail" in der PCB-Konstruktion erscheinen, aber sie hängt direkt mit der elektrischen Leistungsfähigkeit, Stabilität und Lebensdauer des Produkts zusammen.Ob Sie ein Anfänger oder ein leitender Ingenieur sind, müssen Sie die Gewohnheit entwickeln, bei der Konzeption von PCBs auf isoliertes Kupfer zu achten, um kostspielige Fehler zu vermeiden.