यदि आप एक पीसीबी डिज़ाइनर हैं, तो आपने शायद वरिष्ठ इंजीनियरों को "आइसोलेटेड कॉपर" या "डेड कॉपर" के बारे में बात करते सुना होगा। ये दोनों शब्द एक ही चीज़ को संदर्भित करते हैं – पीसीबी पर कॉपर ट्रेस जो "असंबंधित" हैं। वे महत्वहीन लग सकते हैं, लेकिन यदि ठीक से प्रबंधित नहीं किया गया, तो वे पूरे बोर्ड के प्रदर्शन को ध्वस्त कर सकते हैं, या यहां तक कि उत्पाद की विफलता का कारण भी बन सकते हैं! आज, हम आइसोलेटेड कॉपर के खतरों की व्याख्या करेंगे और समस्या को सरल शब्दों में कैसे हल किया जाए, ताकि शुरुआती भी इसे आसानी से समझ सकें!

सबसे पहले, आइए समझें: "आइसोलेटेड कॉपर" क्या है? यह क्यों होता है?

सीधे शब्दों में कहें तो, आइसोलेटेड कॉपर पीसीबी पर कॉपर ट्रेस है जो "आइसोलेटेड" है—इसमें कोई परिभाषित विद्युत गुण नहीं है और यह किसी भी सर्किट नेटवर्क (जैसे GND या VCC) से जुड़ा नहीं है, जैसे सर्किट बोर्ड पर एक "अनाथ।"

यह आइसोलेटेड कॉपर जानबूझकर डिज़ाइन नहीं किया गया है; यह ज्यादातर कॉपर डालने के बाद होने वाली एक "दुर्घटना" है: या तो पीसीबी पर घटक बहुत घने पैक होते हैं, या रूटिंग बहुत जटिल होती है, जिससे कॉपर क्षेत्र को पूरी तरह से कवर करने से रोकता है, जिससे "स्क्रैप" का एक छोटा सा टुकड़ा रह जाता है जो किसी भी नेटवर्क से जुड़ा नहीं होता है। यह मत सोचो कि यह एक छोटी सी समस्या है; इसकी विनाशकारी शक्ति आपकी कल्पना से कहीं अधिक गंभीर है!

सावधान रहें! आइसोलेटेड कॉपर के 6 प्रमुख खतरे, सीधे उत्पाद की विश्वसनीयता को प्रभावित करते हैं

कई शुरुआती सोचते हैं, "यह सिर्फ तांबे का एक छोटा सा टुकड़ा है, चिंता करने की कोई ज़रूरत नहीं है," लेकिन वास्तविक परियोजनाओं में, अनुपचारित आइसोलेटेड कॉपर कई समस्याएं पैदा कर सकता है, यहां तक कि सभी पिछले प्रयासों को बेकार कर देता है:

• एंटीना प्रभाव

आइसोलेटेड कॉपर एक छिपे हुए एंटीना की तरह काम करता है, जो सक्रिय रूप से विद्युत चुम्बकीय तरंगों को प्राप्त और विकीर्ण करता है। विशेष रूप से उच्च-आवृत्ति सर्किट में, यह विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप को गंभीर रूप से बढ़ाता है, जिससे सिग्नल क्रॉसस्टॉक और शोर में वृद्धि होती है, जिससे सिग्नल ट्रांसमिशन एक अराजक गड़बड़ हो जाता है;

• शोर प्रसार

यह उच्च-आवृत्ति शोर के लिए एक "प्रसार चैनल" बन जाता है। आस-पास के संवेदनशील सिग्नल (जैसे PWM सिग्नल और क्लॉक लाइन) आसानी से हस्तक्षेप करते हैं, जिसके परिणामस्वरूप सिग्नल झिलमिलाहट और विरूपण होता है, अंततः उत्पाद की कार्यक्षमता को प्रभावित करता है;

• वितरित कैपेसिटेंस युग्मन

आइसोलेटेड कॉपर और आसन्न तार "अदृश्य कैपेसिटर" बनाते हैं, जो न केवल शोर को जोड़ते हैं बल्कि सिग्नल की प्रतिबाधा विशेषताओं को भी बदलते हैं, जो उच्च गति वाले सिग्नल ट्रांसमिशन के लिए एक "घातक झटका" है;

• थर्मल प्रबंधन जोखिम

जब बड़ी धाराएँ गुजरती हैं, तो आइसोलेटेड कॉपर क्षेत्र असमान गर्मी अपव्यय का अनुभव करता है, और स्थानीय प्रतिरोध में वृद्धि आसानी से ज़्यादा गरम होने की ओर ले जाती है, जिससे सर्किट की उम्र बढ़ने में तेजी आती है और उत्पाद का जीवनकाल कम हो जाता है;

• पीसीबी विरूपण जोखिम

सोल्डरिंग (जैसे वेव सोल्डरिंग) के दौरान, आइसोलेटेड कॉपर के बड़े क्षेत्र गर्मी के कारण असमान रूप से फैलते हैं, जिससे पीसीबी का ताना-बाना और परतबंदी होती है, जिससे बोर्ड अनुपयोगी हो जाता है;

• घटा हुआ प्रक्रिया विश्वसनीयता

एचिंग और प्लेटिंग प्रक्रियाओं के दौरान, आइसोलेटेड कॉपर क्षेत्र तनाव संकेंद्रण के कारण तांबे की पन्नी के अलग होने की संभावना रखते हैं, जिससे उत्पाद की दीर्घकालिक स्थिरता प्रभावित होती है।

व्यावहारिक सुझाव: आइसोलेटेड कॉपर को संभालने के 2 तरीके, शुरुआती लोगों के लिए आसान

चूंकि आइसोलेटेड कॉपर ऐसे महत्वपूर्ण खतरे पैदा करता है, इसलिए इसे कैसे संभाला जाना चाहिए? यहां दो सबसे अधिक उपयोग किए जाने वाले और विश्वसनीय तरीके दिए गए हैं, अपनी आवश्यकताओं के अनुसार चुनें:

विधि 1: आइसोलेटेड कॉपर को एक "सहायता प्रणाली" देना – GND विशेषता निर्दिष्ट करना
यह सबसे आम तरीका है। मुख्य विचार आइसोलेटेड कॉपर को "समूह का हिस्सा" बनाना है। आम तौर पर, आइसोलेटेड कॉपर को GND (ग्राउंड) नेटवर्क को सौंपा जाता है। ऑपरेशन सरल है: आइसोलेटेड कॉपर में GND विआ जोड़ें, इसे अंतर्निहित GND कॉपर परत से जोड़ना।

नोट: शर्त यह है कि अंतर्निहित कॉपर परत में GND विशेषता होनी चाहिए; अन्यथा, यह नई विद्युत समस्याओं को जन्म देगा!

विधि 2: स्रोत से रोकना – कॉपर डालना अपवर्जन क्षेत्र जोड़ना
यदि आप पूरी तरह से आइसोलेटेड कॉपर से बचना चाहते हैं, तो आप पहले से ही "रक्षा स्थापित" कर सकते हैं। Altium Designer (AD) सॉफ़्टवेयर को एक उदाहरण के रूप में लेना (तर्क अन्य सॉफ़्टवेयर में समान है), कॉपर डालने से पहले, पहले उन क्षेत्रों को बनाएं जहां कॉपर डालना प्रतिबंधित है। यह इन क्षेत्रों में कॉपर उत्पन्न होने से रोकता है, इस प्रकार स्रोत से आइसोलेटेड कॉपर से बचता है।

ऑपरेशन चरण: Altium Designer सॉफ़्टवेयर खोलें → शीर्ष पर "प्लेस" पर क्लिक करें → "कीपआउट" चुनें → उस क्षेत्र को बनाएं जहां कॉपर डालना प्रतिबंधित करने की आवश्यकता है → फिर आइसोलेटेड कॉपर के बिना एक पूर्ण कॉपर डालना प्राप्त करने के लिए कॉपर डालने का संचालन करें।

अंत में, एक अनुस्मारक:

आइसोलेटेड कॉपर उपचार पीसीबी डिज़ाइन में एक "मामूली विवरण" जैसा लग सकता है, लेकिन यह सीधे उत्पाद के विद्युत प्रदर्शन, स्थिरता और जीवनकाल से संबंधित है। चाहे आप नौसिखिया हों या वरिष्ठ इंजीनियर, आपको पीसीबी डिज़ाइन करते समय आइसोलेटेड कॉपर की जांच करने और उसे संबोधित करने की आदत विकसित करनी चाहिए ताकि महंगी गलतियों से बचा जा सके।