實際上可能無效的20-H rule

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20-H rule以一個常見的經驗法則。假設電源層與地層（Ground Layer）之間的距離為H，則電源層內縮至少20H可減少輻射，如下圖所示。[1]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

然而，已經有論文研究證明20-H rule沒有效果。

參考資料[2]的論文使用3層板做實驗，上層與下層是Ground，中心層是電源。下圖是實驗結果，虛線代表有使用20-H rule的PCB輻射，實線代表沒有用20-H rule的PCB輻射。

由下圖可知輻射量幾乎一樣，20-H rule無法減少輻射。

 

 

 

 

除此之外，根據參考資料[3]的實驗，有時使用20-H rule的PCB電場反而更強。如下圖所示。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

在目前工作上，我與我的同事皆沒有遵守20-H rule（他們甚至沒聽過這種規定，即使較資深的也是如此），但我們的產品並未因此出問題。我也看過晶片大廠的HDK（公版），他們的設計也沒有遵守20-H rule。

所以我個人認為這種過時的經驗法則可以淘汰掉了。

若20-H rule無效，那什麼樣的設計才是有效的？

根據參考資料[2]，在PCB邊緣增加多個Ground Via可降低輻射，實驗結果如下圖，Ground Via越多越好。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

這種設計常被稱為Stitching Via，如下圖

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

圖片來源：https://www.signalintegrityjournal.com/articles/292-controlling-electromagnetic-emissions-from-pcb-edges-in-backplanes

 

除此之外，參考資料[4]指出除了用Stitching Via，再用金屬完全包覆PCB的側邊效果會更好（如下圖），但明顯增加不少成本，所以我從未見過有人這樣設計。

 

 

 

 

 

 

 

參考資料

[1]：Hi3516A开发--PCB设计之3W规则和20H原则

[2]：“Effects of 20-H Rule and Shielding Vias on Electromagnetic Radiation From Printed Circuit Boards,” Huabo Chen, Student Member, IEEE, and Jiayuan Fang, Senior Member, IEEE Dept. of

[3]：20-H Rule Modeling and Measurements

[4]：Electromagnetic Radiation on PCB edges: 20H Rule and Via Stitching

High-Speed PCB Design: Just How Fast Is Fast?

The Great PCB Layout "Rules of Thumb" Debate Rages On

“20H Rule”: An Overview

四层PCB板中20 H规则的辐射分析