Is het je ooit opgevallen dat sommige PCB-ontwerpen een zekere mate van inkeping in de GND- en vermogenslagen bevatten? Heb je je ooit afgevraagd waarom?

Om dit te begrijpen, moeten we eerst het ‘20H’-principe begrijpen:

Het 20H-principe is primair bedoeld om de elektromagnetische straling van printplaten te verminderen. Hogesnelheidsstromen op een printplaat genereren bijbehorende magnetische velden. De manier waarop deze elektromagnetische velden uitstralen aan de randen van verschillende lagen wordt weergegeven in het volgende diagram:

Zoals u kunt zien, verandert het elektrische veld tussen het stroom- en het grondvlak wanneer het grond- en het stroomvlak dezelfde grootte hebben, waardoor elektromagnetische interferentie vanaf de randen van het bord naar buiten straalt. De gebruikelijke oplossing is om het vermogensvlak met een bepaalde afstand in te drukken. Hierdoor kan het elektrische veld alleen geleiden binnen het gebied van het aardvlak, waardoor randstralingseffecten worden onderdrukt en de elektromagnetische compatibiliteit (EMC) wordt verbeterd.

Hoeveel moeten we normaal gesproken inspringen? De inspringingsafstand is de "20H" -afstand die we eerder noemden. Hier verwijst H naar de diëlektrische dikte tussen het vermogensvlak en het grondvlak. De "20H-regel" houdt in dat ervoor wordt gezorgd dat de rand van het vermogensvlak minstens 20 keer de afstand tussen de twee vlakken inspringt, vergeleken met de rand van het 0V-vlak.

Zoals weergegeven in de afbeelding hierboven, is dit het ingesprongen vermogensvlak en het grondvlak. We kunnen zien dat het grootste deel van het elektromagnetische veld niet langer naar buiten wordt uitgestraald, waardoor de externe EMI-straling wordt verminderd. Maar waarom zeggen we dat het grootste deel ervan niet langer naar buiten wordt uitgestraald? Omdat we ontdekten dat het inspringen van de rand van het vermogensvlak ten opzichte van het grondvlak met 20H de dichtheid van het elektromagnetische veld met ongeveer 70% vermindert, en niet tot nul. Als we nog meer van het elektrische veld moeten beperken, kunnen we met "100H" inspringen. Over het algemeen kan een inkeping van 100H 98% van het elektrische veld binnen het opsluitingsgebied opsluiten. Dit is een reden waarom onze borden ingesprongen moeten zijn.

Vanwege het stapelontwerp van de lagen zou het strikt naleven van de 20H-regel op sommige typische PCB's PCB-routing verhinderen. Daarom is het gebruikelijk om het voedings-GND-vlak 1 mm naar binnen uit te strekken ten opzichte van het basis-GND-vlak, waardoor enige prestatieverbetering voor het bord wordt gegarandeerd.

We moeten ook opmerken dat de 20H-regel alleen onder bepaalde omstandigheden een significant effect heeft:

1. Het voedingsvlak moet zich binnen de PCB bevinden en de twee aangrenzende lagen erboven en eronder moeten beide 0V-vlakken zijn. De afstand die zich naar buiten uitstrekt vanaf deze twee 0V-vlakken moet minstens 20 maal de laagafstand tussen deze twee 0V-vlakken zijn.
2. Het totale aantal PCB-lagen moet groter zijn dan of gelijk zijn aan 8 lagen.