Chất điện môi không phải là FR-4
Mạch mềm dùng màng polyimide với keo dán và lớp phủ, không dùng epoxy gia cường sợi thủy tinh dưới mặt nạ in. Ba hệ quả sau ảnh hưởng đến thiết kế tốc độ cao:
Không có cấu trúc sợi thủy tinh. FR-4 có bó sợi thủy tinh đan xen với hằng số điện môi khác nhựa ở giữa, gây lệch pha và gợn sóng trở kháng trên cặp vi sai. Màng polyimide đồng nhất nên vấn đề này biến mất — một trong số ít trường hợp mạch mềm dễ hơn mạch cứng.
Lõi 25 µm đặt mặt phẳng tham chiếu gần tín hiệu, nên đường dẫn 50 Ω hẹp, thường sát giới hạn xử lý 0,002″. Nhà thiết kế ít tự do đánh đổi chiều rộng lấy trở kháng hơn, và dung sai độ dày màng, keo dán quan trọng hơn so với lõi cứng dày.
Lớp phủ thay vì mặt nạ. Lớp phủ là màng nhiều lớp có chất kết dính, nên lớp điện môi trên đường dẫn dày và không đồng nhất hơn mặt nạ in. Nó thuộc mô hình trở kháng, do đó các lỗ trên lớp phủ được chỉ định rộng rãi.
Tổn thất phải đến từ cấu trúc thực tế
Ở tốc độ đa gigabit, tổn thất chủ yếu do tiêu tán điện môi và độ nhám đồng. Polyimide và lớp keo tiêu tán nhiều hơn PTFE và hydrocarbon dùng cho bo mạch cứng tần số cao; tấm màng mềm không phải lúc nào cũng mỏng để giảm tổn thất tốc độ cao.
Điều đó không loại trừ màng mềm cho công việc tốc độ cao, chỉ loại trừ việc sao chép cấu trúc cứng sang đuôi màng mềm rồi mong đợi kết quả tương tự. Khi tổn thất quan trọng, cấu trúc được mô hình hóa với màng, chất kết dính và đồng thực tế, rồi so sánh với ngân sách kênh gồm đầu nối và cáp.
Nếp gấp là một sự gián đoạn
Mỗi chỗ uốn cong thay đổi khoảng cách tín hiệu–tham chiếu và hình học điện môi cục bộ: trong uốn tĩnh là bước trở kháng cố định, trong uốn động là bước di động.
Các quy tắc thực tế như sau:
- Giữ đường dẫn tốc độ cao tránh xa vùng uốn cong nếu có thể; nếu không, dẫn vuông góc với vùng uốn cong.
- Duy trì mặt phẳng tham chiếu liên tục dưới tín hiệu, kể cả qua vùng uốn cong, dù phải dùng lớp đồng mỏng thay mặt phẳng hoàn chỉnh.
- Coi đầu nối hai đầu thuộc kênh; cáp mềm thường ít tổn hao nhất trong đường dẫn.
Khi nào nên chuyển sang cáp mềm cứng
kết cấu cứng-mềm giữ đường tín hiệu dày đặc trên FR-4, chỉ dùng polyimide nơi cần thay đổi hình dạng, đáp ứng tốc độ cao với nhiều lớp, trở kháng kiểm soát và vùng đầu nối gia cố. Trở kháng đạt ±10% trên cả hai, còn trang năng lực liệt kê phạm vi độ dày và đồng.
