¿Alguna vez has notado que algunos diseños de PCB incorporan un cierto grado de sangría en las capas GND y de energía? ¿Alguna vez te has preguntado por qué?

Para entender esto, primero debemos entender el principio "20H":

El principio 20H está diseñado principalmente para reducir la radiación electromagnética de las placas de circuito. Las corrientes de alta velocidad en una placa de circuito generan campos magnéticos asociados. La forma en que estos campos electromagnéticos irradian en los bordes de diferentes capas se muestra en el siguiente diagrama:

Como puede ver, cuando los planos de tierra y de potencia son del mismo tamaño, el campo eléctrico entre los planos de potencia y de tierra cambia, lo que provoca que la interferencia electromagnética se irradie hacia afuera desde los bordes del tablero. La solución común es sangrar el plano de potencia una cierta distancia. Esto permite que el campo eléctrico conduzca sólo dentro del área del plano de tierra, suprimiendo así los efectos de la radiación del borde y mejorando la compatibilidad electromagnética (EMC).

Entonces, ¿cuánto deberíamos sangrar normalmente? La distancia de sangría es la distancia "20H" que mencionamos anteriormente. Aquí, H se refiere al espesor dieléctrico entre el plano de potencia y el plano de tierra. La "regla 20H" significa garantizar que el borde del plano de potencia tenga una sangría de al menos 20 veces la distancia entre los dos planos en comparación con el borde del plano 0V.

Como se muestra en la imagen de arriba, este es el plano de potencia y el plano de tierra con sangría. Podemos ver que la mayor parte del campo electromagnético ya no se irradia hacia el exterior, lo que reduce la radiación EMI externa. Pero ¿por qué decimos que la mayor parte ya no se irradia hacia el exterior? Porque encontramos que sangrar el borde del plano de potencia con respecto al plano de tierra en 20H reduce la densidad del campo electromagnético en aproximadamente un 70%, no a cero. Si necesitamos limitar aún más el campo eléctrico, podemos sangrar con "100H". Generalmente, una muesca de 100H puede confinar el 98% del campo eléctrico dentro del área de confinamiento. Esta es una de las razones por las que nuestros tableros deben tener sangrías.

Sin embargo, debido al diseño de apilamiento de capas, en algunos PCB típicos, el cumplimiento estricto de la regla 20H evitaría el enrutamiento de PCB. Por lo tanto, una práctica común es empotrar el plano GND de potencia 1 mm hacia adentro desde el plano GND base, asegurando así alguna mejora en el rendimiento de la placa.

También debemos tener en cuenta que la regla de las 20 horas sólo tiene un efecto significativo bajo determinadas condiciones:

1. El plano de alimentación debe estar ubicado dentro de la PCB, y las dos capas adyacentes arriba y abajo deben ser planos de 0V. La distancia que se extiende hacia afuera desde estos dos planos de 0V debe ser al menos 20 veces la separación de capas entre ellos y el plano de potencia.
2. El número total de capas de PCB debe ser mayor o igual a 8 capas.