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高速通信対応の低損失化とは?課題と対策・製品を解説

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プリント配線板
基板設計・実装受託
配線板用材料

電気的性能における高速通信対応の低損失化とは?

近年、データ通信速度の飛躍的な向上に伴い、プリント基板(PCB)においても電気信号の損失を最小限に抑えることが不可欠となっています。高速通信では、信号がPCB上を伝播する際に発生する損失(誘電損失、導体損失など)が、信号品質の低下や通信エラーの原因となります。この「電気的性能の高速通信対応の低損失化」とは、これらの損失を低減し、高周波信号を効率的かつ正確に伝送できるPCBの設計・製造技術全般を指します。目的は、より高速で信頼性の高い通信システムを実現することにあります。

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エボニックは、スペシャルティケミカルの企業の一社として、5G材料の
開発を加速する充実したソリューションを提供します。

基板のCTE調整をしやすくする「IDISIL」をはじめ、基板の熱抵抗を向上させる
「COMPIMIDE」など、熱抵抗に効能のある素材を多数ラインアップ。

ご用命の際はお気軽にお問い合わせください。

【特長】
<COMPIMIDE ビスマレイミド>
■処理が容易(様々な手法)
■高温でも機械的性質を維持
■高い耐溶剤性
■高温・多湿下での優れた性能

※詳しくはPDF資料をご覧いただくか、お気軽にお問い合わせ下さい。

熱抵抗に効能のある素材を提供

『長尺高速伝送FPC』は、当社の長尺技術と高速伝送技術の融合により、
高速信号を長距離伝送できるフレキシブルプリント配線板(FPC)です。

大型機器内等の高速信号伝送配線にお使いいただけます。
また、天文観測装置の配線にも採用されています。

【特長】
■伝送可能距離は、一般的な高速伝送FPCの3倍以上
■FPCの薄さ、軽さを保ちながらケーブル並みの長尺高速伝送が可能
■低破損材料の採用と、独自のパターン設計により「USB3.0」規格で1mまでの伝送可能
■製品の特性インピーダンス測定、損失、クロストークなど、各種伝送特性の測定も対応

※詳しくはPDF資料をご覧いただくか、お気軽にお問い合わせ下さい。

フレキシブルプリント配線板(FPC)『長尺高速伝送FPC』

『カプトン20EN』は、5μm厚の開発に成功したポリイミドフィルムです。

FPCの低反発化をはじめ、電子機器の軽量化・小型化・薄膜化が可能。
熱抵抗が小さいため、放熱テープにも最適です。

【特長】
■5μm厚の開発に成功
■FPCの低反発化、電子機器の軽量化・小型化・薄膜化が可能
■熱抵抗が小さい
■放熱テープに最適

※詳しくはカタログをご覧下さい。お問い合わせもお気軽にどうぞ。

極薄ポリイミドフィルム『カプトン20EN』

【AB07-USB3FMC】は、Xilinx 製各評価ボード FMC-LPC(Low Pin Count)または FMC-HPC(High Pin Count)コネクタと接続し、DesignGateway社製 USB3.0-IP を実機評価するための FMC メザニン・カードです。
本デモ基板はデバイス側IPコア(製品型番:USB3D-IPxxx)とホスト側IPコア(製品型番:USB3H-IPxxx)のどちらの評価にも使えます。 Xilinx 核評価ボードと本デモ基板を組み合わせて評価用ビットファイルを使うことで、USB3.0 の SuperSpeed 転送をお客様のお手元で実機動作確認することが可能となります。

※ 本デモ基板の FMC インターフェイス電圧は 2.5V 固定のため、2.5V に設定できないXilinx 評価ボード(VC709等)では使えないためご使えないためご注意ください。
※本製品はDG製USB3.0IPコア ユーザ限定製品です。

FMC USB3.0アダプタボード

TOMATECの低誘電損失フィラーは、高周波対応電子部品用樹脂素材に低誘電損失特性付与します。
高周波帯で使用される電子部品の信号の伝送損失抑制、デバイスの小型化、消費電力抑制に貢献します。

TOMATEC R&D 機能性素材 『低誘電損失フィラー』

当社では、ミリ波&テラヘルツ波伝送を支える配線基板技術および
それに関連する材料や電子部品技術を調査対象としたダイナミックマップ
『ミリ波配線回路基板』をご提供しています。

本ダイナミックマップは、最近の国内公開特許情報を技術キャリアが
特許調査、技術分類して6Gに取り組む企業・研究機関の動き、
技術の動きを特許情報からマップに展開、先進の特許環境を俯瞰します。

【関連資料】
■ダイナミックマップ「ポスト5G~6G 低誘電・低損失材料」
■ダイナミックマップ「6Gと伝送路」
■ダイナミックマップ「メタマテリアル用途展開」
■パテントガイドブック「情報通信シリーズ」
■発明導出ガイドブック「情報通信シリーズ」

※詳しくはPDFをダウンロードしていただくか、お気軽にお問い合わせください。

ダイナミックマップ『ミリ波配線回路基板』

『BVMLRS923N52S』は、nRF52832-QFAA(Nordic社製)、
SX1272IMLTRT(Semtech社製)を搭載した、日本電波法認証済コンボモジュールです。

LoRaWAN(TM)に接続確認済みのため、設計の際に負荷を軽減できます。
(LoRa Alliance認証取得予定)

また、スマートフォンやPCを経由したAppとの通信、OTA(On The Air)による
ファームウエア・アップデートが可能です。

【Firmware特長】
■BT認証に必要とされるSoftDeviceは書込済みの状態で出荷
■アプリケーション層はブランクで出荷
 (ポートテスト用プログラムを書込後全ポート動作確認・消去・消去確認後出荷)
■顧客のアプリケーションプログラムを書き込むサービスも対応(別途ご相談ください)

※詳しくはPDFをダウンロードしていただくか、お気軽にお問い合わせください。

コンボモジュール『BVMLRS923N52S』

多様化する電子部品の中には、動作時の発熱量が非常に大きいものがあります。
この様な電子部品の熱を効率よく放熱する為、三和電子サーキットでは銅コインを埋め込んだ基板をご提供いたします。
電源基板、高周波基板などの用途に最適です。

【特徴】
○放熱対策へのソリューション(更なる放熱効果・設計自由度向上)
○高放熱素子の放熱対策
→2層から高多層基板までの様々な銅インレイ基板をご採用可能

詳しくはお問い合わせ、またはカタログをダウンロードしてください。

高放熱基板『銅インレイ基板』

静電流版では導体内の電流密度と電極間の抵抗を算出します。サーミスタ・電熱線・プリント基板・センサー電極など多様なテーマに対応します
詳細は【解析ノウハウ.com】の「163 ex静電流版の紹介
」をご覧ください

ポイントはこちら
・静電流版は導体内の電流分布を確認します
・シンプルな解析ですが、様々なテーマがあります
・サーミスタでは電極間の電流密度の検討
・リアガラスの電熱線は均等に電流を流すための検討
・プリント基板では配線内の電流密度から発熱推定
・センサ電極では下層の材質を抵抗値で推定

【解析ノウハウ.com】μ-EXCEL 静電流版の紹介

『NEガラス』は、低誘電率・低誘電正接が向上する為、高速通信用材料
として期待されている低誘電グラスファイバーです。

電子基板、ミリ波レーダー、携帯電話アンテナなどにご使用いただけます。

【NEガラス特性(抜粋)】
■特性:低誘電率・低誘電正接
■密度(g/cm):2.30
■引張り強度(GPa):3.14
■引張り弾性率(GPa):63.7
■最大伸び率(%):4.8

※詳しくはPDF資料をご覧いただくか、お気軽にお問い合わせ下さい。

低誘電グラスファイバー『NEガラス』

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電気的性能における高速通信対応の低損失化

電気的性能における高速通信対応の低損失化とは?

近年、データ通信速度の飛躍的な向上に伴い、プリント基板(PCB)においても電気信号の損失を最小限に抑えることが不可欠となっています。高速通信では、信号がPCB上を伝播する際に発生する損失(誘電損失、導体損失など)が、信号品質の低下や通信エラーの原因となります。この「電気的性能の高速通信対応の低損失化」とは、これらの損失を低減し、高周波信号を効率的かつ正確に伝送できるPCBの設計・製造技術全般を指します。目的は、より高速で信頼性の高い通信システムを実現することにあります。

課題

高周波信号の減衰

PCB上の配線や材料特性により、高周波信号が伝播する際にエネルギーが失われ、信号強度が弱まる現象です。これにより、通信速度の低下やエラー発生のリスクが増大します。

インピーダンス整合の困難さ

信号伝送路の特性インピーダンスと、接続されるデバイスのインピーダンスが一致しないと、信号の反射が発生し、信号品質を著しく低下させます。高速通信では、この整合性を維持することが難しくなります。

材料の誘電特性

PCBに使用される絶縁材料の誘電率や誘電正接は、信号損失に大きく影響します。特に高周波域では、これらの特性が信号損失を増大させる要因となります。

配線設計の複雑化

高速信号の伝送には、配線幅、間隔、層間接続(ビア)などの微細化・最適化が求められます。これにより、設計工数が増加し、製造上の課題も生じます。

​対策

低誘電損失材料の採用

誘電率が低く、誘電正接が小さい特殊な絶縁材料を選択することで、信号伝播時の誘電損失を大幅に削減します。

高精度なインピーダンス制御

配線幅、層間距離、材料特性を精密に管理し、信号伝送路全体のインピーダンスを均一に制御することで、信号反射を抑制します。

最適化された配線レイアウト

信号経路の最短化、クロストーク(信号干渉)の低減、適切なビア設計など、信号品質を最大化する配線パターンを設計します。

表面処理技術の活用

導体表面の粗さを低減する特殊なめっきや表面処理を施すことで、導体損失を抑制し、高周波特性を向上させます。

​対策に役立つ製品例

高性能低誘電損失基板材料

低誘電率・低誘電正接特性を持つ特殊な樹脂や複合材料で、高周波信号の減衰を最小限に抑え、高速通信における信号品質を向上させます。

インピーダンス制御設計サービス

高度なシミュレーション技術と豊富なノウハウに基づき、PCB設計段階からインピーダンス整合を最適化し、信号反射を効果的に抑制します。

微細配線・高密度実装技術

ナノメートルオーダーの精度で配線を形成し、ビア径を極小化する製造技術により、信号経路の最適化と損失低減を実現します。

特殊表面処理めっき

導体表面の平滑性を高める特殊なめっきプロセスにより、高周波域での導体損失を低減し、信号伝送効率を向上させます。

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