PCB設計者であれば、上級エンジニアが「孤立銅」や「デッドカッパー」について話しているのを聞いたことがあるかもしれません。これら2つの用語は同じものを指します。PCB上の「未接続」の銅トレースのことです。些細なことに思えるかもしれませんが、適切に処理しないと、基板全体のパフォーマンスが低下したり、製品の故障につながる可能性もあります！今日は、孤立銅の危険性と、初心者の人でも簡単に理解できるように、その問題を解決する方法をわかりやすく説明します！

まず、理解しましょう：「孤立銅」とは何ですか？なぜ発生するのですか？

簡単に言うと、孤立銅とは、PCB上の「孤立した」銅トレースのことです。電気的特性が定義されておらず、回路ネットワーク（GNDやVCCなど）に接続されていません。まるで回路基板上の「孤児」のようなものです。

この孤立銅は意図的に設計されたものではなく、主に銅注ぎ後に発生する「事故」です。PCB上のコンポーネントが密集しすぎているか、ルーティングが複雑すぎて、銅が領域を完全に覆うことができず、どのネットワークにも接続されていない小さな「スクラップ」が残ってしまうのです。これは小さな問題だと思わないでください。その破壊力はあなたが想像するよりもはるかに深刻です！

注意！孤立銅の6つの主な危険性、製品の信頼性に直接影響

多くの初心者は、「小さな銅片なんだから、心配ない」と考えますが、実際のプロジェクトでは、未処理の孤立銅がさまざまな問題を引き起こし、これまでのすべての努力が無駄になることさえあります。

• アンテナ効果

孤立銅は隠れたアンテナのように機能し、電磁波を積極的に受信し、放射します。特に高周波回路では、電磁干渉を深刻に増幅させ、信号のクロストークとノイズの増加を引き起こし、信号伝送を混沌とさせます。

• ノイズ伝搬

高周波ノイズの「伝搬チャネル」になります。近くの敏感な信号（PWM信号やクロックラインなど）が干渉を受けやすく、信号のジッターや歪みが発生し、最終的に製品の機能に影響を与えます。

• 分布容量結合

孤立銅と隣接するワイヤは「目に見えないコンデンサ」を形成し、ノイズを結合するだけでなく、信号のインピーダンス特性も変化させ、高速信号伝送にとって「致命的な打撃」となります。

• 熱管理のリスク

大電流が流れると、孤立銅領域で不均一な熱放散が発生し、局所的な抵抗が増加し、過熱を容易に引き起こし、回路の経年劣化を加速させ、製品寿命を短くします。

• PCB変形のリスク

はんだ付け（ウェーブはんだ付けなど）中に、孤立銅の広い領域が熱により不均一に膨張し、PCBの反りや剥離を引き起こし、基板を使用不能にします。

• プロセスの信頼性の低下

エッチングおよびメッキプロセス中に、孤立銅領域は応力集中により銅箔が剥離しやすくなり、製品の長期的な安定性に影響を与えます。

実践的なヒント：初心者のための孤立銅の処理方法2つ

孤立銅はこのような重大な危険性をもたらすため、どのように処理すればよいのでしょうか？最も一般的に使用され、信頼性の高い2つの方法を以下に示します。必要に応じて選択してください。

方法1：孤立銅に「サポートシステム」を与える– GND属性の割り当て
これは最も一般的な方法です。その核心は、孤立銅を「グループの一部」にすることです。一般的に、孤立銅はGND（グランド）ネットワークに割り当てられます。操作は簡単です。孤立銅にGNDビアを追加し、基底のGND銅層に接続します。

注意：前提条件は、基底の銅層にGND属性があることです。そうでないと、新たな電気的問題が発生します！

方法2：ソースからの防止– 銅注ぎ禁止エリアの追加
孤立銅を完全に回避したい場合は、事前に「防御策を講じる」ことができます。Altium Designer（AD）ソフトウェアを例にとると（他のソフトウェアでもロジックは同様です）、銅注ぎを行う前に、まず銅注ぎを禁止する領域を描画します。これにより、これらの領域で銅が生成されるのを防ぎ、孤立銅をソースから回避できます。

操作手順：Altium Designerソフトウェアを開く→ 上部の「配置」をクリック→ 「Keepout」を選択→ 銅注ぎを禁止する必要がある領域を描画→ 次に、銅注ぎ操作を実行して、孤立銅のない完全な銅注ぎを取得します。

最後に、注意点：

孤立銅の処理は、PCB設計における「些細な詳細」のように見えるかもしれませんが、製品の電気的性能、安定性、および寿命に直接関係しています。初心者でも上級エンジニアでも、PCBを設計する際には、孤立銅をチェックし、対処する習慣を身につけ、コストのかかるミスを避ける必要があります。