多層板設計中，為什么電源平面要內(nèi)縮？一文搞懂“20H”原則！

在多層PCB設計中，常有人提出一個問題：

“為什么電源平面要比地平面內(nèi)縮？是不是浪費了布線空間？”

其實，這是一個與電磁兼容（EMC）密切相關的設計細節(jié)。今天，我們就來深入聊聊這個問題的核心邏輯——“20H”原則。

什么是“20H原則”？

在高速信號和電流通過PCB時，會產(chǎn)生變化的電場和磁場。尤其在電源層和地層邊緣，如果疊層尺寸一致，會產(chǎn)生明顯的邊緣輻射，形成EMI（電磁干擾）源。

圖1，內(nèi)容為電源層與地層對齊時的電磁輻射示意圖。

電源內(nèi)縮真的有用嗎？

來看下“20H”原理圖：

圖2，展示電源層未內(nèi)縮與內(nèi)縮時的電磁場變化對比。

如圖所示，如果電源層與GND層對齊，電磁場會向外擴散，造成EMI輻射。而將電源層向內(nèi)縮進，可以把電場限制在GND區(qū)域內(nèi)，減少外泄。

什么是“20H”距離？

“20H”并不是某個固定數(shù)值，而是一個相對距離。

“H” 是電源層與GND層之間的介質(zhì)厚度

“20H” 就是這個厚度的20倍

圖3展示電源層內(nèi)縮20H后，電場限制情況，大部分場能被地層“屏蔽”。

研究表明：

內(nèi)縮 20H，可抑制約?70%?的電磁輻射

內(nèi)縮 100H，可抑制約?98%?的輻射

也就是說，內(nèi)縮越多，EMI越小，但也會影響布線空間！

那為什么不人人都用“100H”？

雖然100H聽起來很好，但現(xiàn)實是：

多數(shù)PCB的疊層布局和尺寸限制

不支持過多內(nèi)縮（會影響布線、過孔、可靠性）

工程上大多選擇折中處理：內(nèi)縮 1mm 或略大于20H

圖4，展示實際板子中常見的1mm內(nèi)縮處理效果。

“20H”原則的適用前提

并非所有多層板都適合“20H”，必須滿足以下條件：

1?? 電源平面需在PCB內(nèi)部
2?? 上下相鄰層均為0V（地）平面
3?? 上下GND層需比電源層多出20H距離
4?? PCB層數(shù)最好在?8層及以上

結語

電源內(nèi)縮并不是為了美觀或規(guī)范，而是從EMC性能優(yōu)化出發(fā)的重要手段。

“20H原則”，是高速PCB設計師的隱形利器！

建議在設計初期就考慮好疊層結構，盡可能將EMI控制在板內(nèi)，為產(chǎn)品過EMC認證打下基礎。

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