在PCB设计中，电源层与信号层的安全距离至关重要，它直接影响着电路的性能和稳定性。合理的安全距离可以有效减少电磁干扰（EMI）和信号完整性问题。本文将通过跨分割案例，详细讲解介质厚度选择原则，并提供常用板材的参考数据。

 一、跨分割案例分析

 1. 案例描述

假设有一个典型的4层PCB，厚度为62mil。外层为信号层，内层为电源层和地层。在设计中，信号线需要跨越电源层的分割区域。这种情况下，信号线的阻抗会因参考平面的变化而发生改变，导致信号完整性问题。

 2. 问题分析

当信号线跨越电源层的分割时，由于分割区域下方没有连续的参考平面，信号的回流路径被迫改变，增加了回流路径的长度和阻抗。这种阻抗不连续会导致信号反射、串扰和电磁辐射等问题。

 3. 解决方案

 缝补电容

在信号跨分割处放置缝补电容，为信号提供短回流通路。通常使用0402或0603封装的瓷片电容，容值为0.01uF或0.1uF。电容两端分别连接信号穿过的参考平面，确保信号线在电容200mil范围内，距离越近越好。

 跨线桥接

在信号层对跨分割的信号进行“包地处理”，即在信号线周围布置较粗的地线，减少电磁干扰。地线要尽量粗，以降低阻抗。

 二、介质厚度选择原则

 1. 20H规则

电源层与地层之间的介质厚度（H）应遵循20H规则，以抑制边缘辐射效应。电源层相对地层内缩20H的距离，可以将70%的电场限制在接地层边沿内，内缩100H则可以将98%的电场限制在内。

 2. 信号完整性考虑

介质厚度的选择还应考虑信号完整性。较薄的介质层可以减小层间电容，降低环流并提高抑制效果，从而改善整体EMC性能。反之，较厚的介质层可能导致层间串扰增加，影响信号质量。

 三、常用板材的参考数据

 1. FR-4板材

FR-4是最常用的PCB板材，具有良好的电气性能和机械性能。其介电常数（Dk）约为4.5，介质损耗角（Df）约为0.02。

 2. Rogers板材

Rogers板材适用于高频电路，具有低介电常数和低介质损耗。例如，Rogers 4003C的介电常数约为3.38，介质损耗角约为0.0027。

 3. 聚酰亚胺（PI）板材

聚酰亚胺板材具有优异的耐高温性能和良好的电气性能，适用于高温环境。其介电常数约为3.4，介质损耗角约为0.002。

 四、总结

在PCB设计中，合理选择电源层与信号层的介质厚度，并遵循20H规则，可以有效减少电磁干扰和信号完整性问题。通过跨分割案例的分析，我们了解到缝补电容和跨线桥接是解决信号跨分割问题的有效方法。常用板材的参考数据为设计提供了重要的指导，帮助工程师在实际设计中做出最佳选择。