24 Aug Highspeed-FPC: 56 Gbit/s zwischen Leiterplatten
Interboard-Verbindungstechniken wie Flexible Flat Cable (FFP) und Flexible Printed Circuit (FPC), aber auch Mikrokoaxialkabel stoßen angesichts steigender Datenraten zwischen den Leiterkarten an ihre Grenzen. Y-Flex-Highspeed-FPCs können jetzt 56 Gbit/s (PAM4) über eine Kabellänge von 100 mm erreichen.
Die Eignung der Y-Flex-Leitung für hohe Datenübertragungsraten ist auf verschiedene Merkmale zurückzuführen, wie ein Liquid-Crystal Polymer (LCP) als Grundmaterial, die Kontaktierung verschiedener Schichten mit sogenannten Silberbumps und den zu 100 % reproduzierbaren Produktionsprozess. Um besonders hohe Übertragungsgeschwindigkeiten zwischen den Boards innerhalb einer Baugruppe zu erreichen, ist jedoch die spezifische Abstimmung mit dem verwendeten FFC/FPC-Steckverbinder wichtig.
Grundsätzlich kann das Y-Flex Steckgesicht jedem üblichen ZIF-/Non-ZIF-/LIF-Verbinder (Zero/Low Insertion Force) angepasst werden. Um jedoch die bestmögliche Leistung zu erreichen, sind die eigens entwickelten Highspeed-ZIF-/Non-ZIF-Steckverbinder von Yamaichi besonders gut geeignet, etwa die HF507-Serie.
Der Werkstoff macht den Unterschied
Der größte Unterschied im Vergleich zu herkömmlichen FPCs liegt im Isolationswerkstoff. Im Gegensatz zu deren Standard-Polyimiden weist das Isolationsmaterial LCP von Y-Flex eine deutlich niedrigere Dielektrizitätskonstante und einen besseren Leistungsfaktor bei hohen Frequenzen auf. Somit ist die Dämpfung erheblich geringer, aber die Datenübertragungsraten deutlich höher als bei Standard-FPCs. Zudem hat das LCP bessere hygroskopische Eigenschaften als Standard-Polyimide. Dies erleichtert die Verarbeitung, und es können Leiterbahnabstände sowie -breiten von weniger als 30 µm hochgenau erzeugt werden.
Mit Y-Flex können Übertragungsstandards wie PCIe Gen 4 (16 GT/s), USB 3.2 Gen 2 (10 Gbit/s) oder eDP HBR 3 (8,1 Gbit/s) umgesetzt werden. Bei neuesten Messungen der aktuellen Y-Flex-Generation wurden sogar Datenraten von 56 Gbit/s (PAM4) über eine Kabellänge von 100 mm erreicht.
Dank des Fertigungsprozesses – wesentlich sind vor allem das Präzisionsätzen und das LCP-Material als Isolator – ist Y-Flex zu 100 % reproduzierbar. Alle Leiterbahnen sind komplett identisch und erreichen somit konstante Übertragungseigenschaften über die gesamte Länge. Bei Koaxialkabeln dagegen weist das Verhältnis von Innen- zu Außenleiter – wegen der Litzenstruktur – Unterschiede entlang des Kabels auf. Beim Assemblieren der einzelnen Koaxialleiter an den Steckverbinder kann es außerdem zu Längen- und dadurch Laufzeitunterschieden der einzelnen Leitungen kommen.
In der Mobilfunk– und Hochfrequenzmesstechnik wird Y-Flex bereits in 5G-Testern und Body-Scannern eingesetzt. Weitere Anwendungsgebiete finden sich beispielsweise im autonomen Fahrzeug, im Data Networking, in der Bildverarbeitung und der Medizintechnik.
Quelle und Bild: www.yamaichi.eu
