고속 점퍼 솔루션
일 IRISO 전자공업이 제공하는 고속 점퍼 솔루션은 FPC/FFC를 통해 고속 신호를 기판에서 분리하여 고객의 설계에 자유도와 비용 최적화에 기여합니다.
개발 배경
25Gbps에 이르는 고속 신호에서 기판상의 트레이스에서 신호 손실이 문제가됩니다. 기판에서 신호의 경로가 길어질수록 그 영향은 현저하기 때문에 설계자는 FPGA나 인터페이스 커넥터의 레이아웃에 머리를 괴롭히거나, 고가의 저손실 재료의 선택이나, 신호를 리프레시시키는 부품의 추가나 등의 선택에 육박합니다.
전송로상에서 신호를 손실시키는 요인으로는 크게 2가지, 금속의 저항값에 의한 저항손실, 전송로 주변의 유전재질에 의한 유전손실로 대분됩니다만, 고려해야 할 주파수가 높아짐에 따라 후자의 유전손실의 과제가 커지고 있습니다. 이 유전 손실은 각 재료가 고유의 값을 가지는 「(비)유전율」 「유전 정접」이라고 하는 파라미터에 의존해, 그것들이 높을수록 손실이 크고, 낮게 할수록 억제되는 관계를 가집니다.
전술한 저손실 재료는 종래의 기판 재료로부터 이 2개의 파라미터를 낮게 억제한 것으로, 차례로 보다 양호한 재료가 개발되고 있다. 그러나 기판으로서의 기계적 성능과의 양립으로부터, 전선 등의 다른 전송로용의 유전재에는 성능이 떨어지고, 아무래도 고가가 되어 버리는 과제가 있습니다.
거기서,「기판 이외의 전송로에서 고속 전송분만을 피난시키는 것」으로, 보다 저렴하고 신뢰성이 높은 고속 전송 솔루션을 제공할 수 있을 것이라면, 그 전송로 중에서도 FPC(플렉시블 프린티드 회로) 나 FFC(플렉시블 플랫 케이블) 라고 불리는 배선재와 일리소 전자 IRISO의 커넥터를 조합해 개발한 것이, 이번.
개념
일 IRISO 전자공업이 제공하는 고속 점퍼 솔루션은 FPC/FFC를 통해 고속 신호를 기판에서 분리하여 고객의 설계에 자유도와 비용 최적화에 기여합니다.
세 가지 포인트
- 1. 저렴하고 고성능/저손실 배선재 선정
- 2. 저반사 커넥터로 접속
- 3. 최적의 설계 솔루션 제공
또한 25Gbps의 신호를 300mm 정도까지 점퍼 가능한 것을 준비하고 있습니다. 아래 그래프에 나타낸 바와 같이, 동일한 길이의 대표적인 저손실 기판에 대해 나이퀴스트 주파수에서 약 40%의 손실 저감에 성공하고 있습니다(FFC 사용).
그럼, 3개의 포인트를 하나씩 자세히 소개합니다.
1. 저렴하고 고성능/저손실 배선재 선정
고속 점퍼 솔루션의 컨셉에 가까운 제품은 실은 해외계의 동업 타사를 중심으로 제품화되고 있습니다. 그러나, 대부분은 소위 "원형" 도체를 사용하는 전선 기반 고속 케이블 솔루션으로 비교적 비싼 솔루션입니다. 또 성능 확보를 위해 일정 이상의 사이즈감이 되거나, 배책이 번잡해지거나 등의 과제가 있는 것으로 보여집니다.
그래서 일리소 IRISO은 지금까지 연결 기술을 계속 개발해 온 FPC/FFC에 주목했습니다. FPC는 최근 전선재료에는 미치지 않고도 「저손실 기판재 수준」의 LCP가 사용되기 시작하고 있습니다. 보다 전선에 가까운 제법을 가지는 FFC에 이르러서는, 전선 절연 재료에 육박하는 재질이 개발되고 있습니다.
유전 손실이 작아지면 다시 저항 손실을 무시할 수 없습니다. 저항 손실의 관점에서는, 지금까지 같은 실장 밀도에 있어서, 보다 큰 도체 단면적을 가질 수 있는 원선을 사용한 전선은, 가능한 한 「얇고 평평한」 도체를 갖는 것을 특징으로 한 FPC나 FFC보다 유리하게 되어 왔습니다. 그러나 고속화가 진행되어 고주파에서의 표피 효과의 영향이 현저해져 왔던 오늘날, 저항 손실은 도체의 단면적보다 표면적에 의존하게 되어 왔다. 따라서 그 차이는 줄어들고 있으며, 요구는 역전되고 있습니다.
2. 저반사 커넥터로 접속
커넥터에 있어서, 특히 접속부에서는 특성 임피던스의 혼란이 현저해져, 거기서 충분한 성능을 확보할 수 없으면, 선재가 가지는 성능을 살릴 수 없습니다.
이번 솔루션 개발에서는 저반사 커넥터를 개발함과 동시에 사양 선재와의 매칭을 보면서 개발을 진행시켜 나갈 필요가 있었습니다. 특히 저렴하고 높은 전송 특성이 기대되는 FFC에 관해서는 이번 목적보다 낮은 주파수대에서 더 긴 거리를 향해 개발된 것이었기 때문에 여러 공급업체의 협력을 얻으면서 평가와 개발을 실시했습니다. 그 결과, 종래의 고속 전송 타입에 대해서, 크게 성능을 개선한 커넥터의 릴리스로 연결할 수 있었습니다.
3. 최적의 설계 솔루션 제공
본 개발은 종합적인 성능 검증을 통해 제품 단독이 아니라 '솔루션'으로 완성하고 있습니다.
실제로 사용해야 할 선재와 커넥터, 이리 IRISO의 권장 설계에 근거한 평가 기판을 작성하여 평가를 실시하고 있습니다.
아래 그림은 100G 이더넷을 위한 기판상 28Gbps의 칩간 규격인 CEI 28G-SR에 대한 평가 사례입니다.
한편, 고객 자신의 시뮬레이션 등에 대응하기 위해 제품의 순수한 특성을 평가하는 다른 테스트 픽처도 제조하고, 「기판 실장부(SMT)→커넥터→선재→커넥터→기판 실장부」까지의 S파라미터를 추출하여 고객에게 제공하고 있습니다. (수에 한계가 있습니다만, 손님에게의 기판의 대출도 실시하고 있습니다/30극품 대응. 문의 폼 으로부터 , 혹은 폐사 영업원에게 문의해 주세요.).
게다가, 복수의 신호나 Power의 전송이 행해질 때 등의 핀 할당에 관해서도, 추가 평가를 통해 추가 커넥터 등을 포함한 제안을 하고 있습니다.
이와 같이, 커넥터의 제품 단독만의 제공에 그치지 않고, 일 IRISO 전자공업이 가지는 노하우를 모두 답습해, 협업 메이커님과의 제휴하에, 고객의 설계의 자유도와 코스트의 최적화에 공헌하는 「고속 점퍼 솔루션」을 고객에게 제안하고 있습니다.
관련 링크
이 기사에서 소개한 솔루션 외에 고속 전송 커넥터에 관한 칼럼이나 제품 라인업을 보실 수 있습니다.
한층 더 자세히 조사하고 싶은 분은, 이쪽으로부터 사이트내의 정보를 검색 받을 수 있습니다.