Die Zukunft bei schnel­len Datenübertragungen

Her­kömm­li­che Tech­no­lo­gien wie Fle­xi­ble Flat Cable bzw. Fle­xi­ble Prin­ted Cir­cuit (FFC/FPC) oder Mikro-Koaxi­al­ka­bel sto­ßen bei ste­tig stei­gen­den Daten­über­tra­gungs­ra­ten zwi­schen intern ver­bau­ten Lei­ter­plat­ten immer mehr an ihre Gren­zen. Die Y‑FLEX-Tech­no­lo­gie von Yamai­chi Elec­tro­nics löst die­ses Pro­blem. Mit dem High-Speed FPC sind Daten­ra­ten von 56 Gbps (PAM4) über eine Kabel­län­ge von 100 mm realisierbar.
Die Eig­nung der Lei­tung für hohe Daten­über­tra­gungs­ra­ten wird durch ver­schie­de­ne Merk­ma­le wie LCP (Liquid Crys­tal Poly­mer) als Grund­ma­te­ri­al, die Kon­tak­tie­rung ver­schie­de­ner Schich­ten mit soge­nann­ten Sil­ber­bumps und dem spe­zi­el­len, zu 100 Pro­zent repro­du­zier­ba­ren Pro­duk­ti­ons­pro­zess rea­li­siert. Um beson­ders hohe Über­tra­gungs­ge­schwin­dig­kei­ten zu errei­chen, ist die spe­zi­fi­sche Abstim­mung mit dem ver­wen­de­ten FFC/FPC-Steck­ver­bin­der wichtig.
Grund­sätz­lich kann das Steck­ge­sicht auf jeden übli­chen ZIF/­Non-ZIF/­LIF-Steck­ver­bin­der ange­passt wer­den. Um jedoch die opti­ma­le Leis­tung zu errei­chen, sind die eigens dafür ent­wi­ckel­ten High-Speed ZIF/­Non-ZIF-Steck­ver­bin­der von Yamai­chi am bes­ten geeig­net, z. B. die HF507-Serie.

Im Ver­gleich: FFC und Standard-FPC

Der größ­te Unter­schied im Ver­gleich zu FPCs liegt im Iso­la­ti­ons­ma­te­ri­al. Im Gegen­satz zu Stan­dard-Poly­im­iden, die bei her­kömm­li­chen FPCs zum Ein­satz kom­men, weist das Iso­la­ti­ons­ma­te­ri­al LCP der Y‑FLEX eine deut­lich nied­ri­ge­re Dielek­tri­zi­täts­kon­stan­te und einen Leis­tungs­fak­tor tan δ bei hohen Fre­quen­zen auf. Somit ist die Dämp­fung erheb­lich gerin­ger und die Daten­über­tra­gungs­ra­ten deut­lich höher als bei Stan­dard-FPCs. Zudem hat LCP bes­se­re hygro­sko­pi­sche Eigen­schaf­ten als Stan­dard-Poly­im­ide, wodurch die Ver­ar­bei­tung erleich­tert wird und Lei­ter­bahn­ab­stän­de sowie Lei­ter­bahn­brei­ten von weni­ger als 30 µm bei höchs­ter Genau­ig­keit rea­li­siert wer­den können.

Im Ver­gleich: Mikro‑Koaxi­al­ka­beln

Mit die­ser Lei­tung kön­nen Über­tra­gungs­stan­dards wie PCIe Gen 4 (16 GT/s), USB 3.2 Gen 2 (10 Gbps) oder eDP HBR 3 (8,1 Gbps) beden­ken­los erreicht wer­den. Bei neu­es­ten Mes­sun­gen der aktu­el­len Genera­ti­on wur­den sogar Daten­ra­ten von 56 Gbps (PAM4) über eine Kabel­län­ge von 100 mm rea­li­siert. Durch den Fer­ti­gungs­pro­zess (v. a. Prä­zi­si­ons­ät­zen und LCP-Mate­ri­al als Iso­la­tor) ist die­se Tech­no­lo­gie zu 100 Pro­zent reproduzierbar.
Alle Lei­ter­bah­nen sind kom­plett iden­tisch und errei­chen somit kon­stan­te Über­tra­gungs­ei­gen­schaf­ten über die gesam­te Län­ge. Bei Koaxi­al­ka­beln dage­gen weist wegen der Lit­zen­struk­tur das Ver­hält­nis von Innen- zu Außen­lei­ter 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.

Fit für Zukunftsmärkte

Ein füh­ren­der Her­stel­ler von Mobil­funk- und Hoch­fre­quenz­mess­tech­nik hat die­se  Tech­no­lo­gie schon vor eini­gen Jah­ren erkannt und setzt sie mitt­ler­wei­le in einer Viel­zahl von Pro­jek­ten ein, z. B. in 5G-Tes­tern und Body-Scan­nern. Y‑FLEX kommt neben der Mess­tech­nik z. B. im auto­no­men Fahr­zeug, im Data Net­wor­king, in der Bild­ver­ar­bei­tung und der Medi­zin­tech­nik zum Einsatz.