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.
