I-PEX는 마이크로 동축 커넥터 분야의 개척자로서, 1996년에 최초의 CABLINE^® 마이크로 동축 커넥터를 양산했습니다. 최적의 고속 마이크로 동축 및 트윈액셜 케이블 하네스를 선택할 때는 최대 동작 주파수, 사용 가능한 공간, EMI 차폐 필요성, 요구되는 외피/편조 유형 등이 중요한 고려 사항입니다. 이러한 하네스에서 삽입 손실(Insertion Loss), 반사 손실(Return Loss), VSWR은 최소화해야 하는 주요 손실 요소이며, 이를 위해서는 케이블의 적절한 크기와 길이를 선택하고 커넥터 플러그에 올바르게 종단하는 것이 중요합니다.
설계에서 요구되는 케이블 라우팅에 따라 하네스의 굽힘, 굴곡, 비틀림 특성을 고려하는 것도 필요합니다. 또한 신호 핀 아웃, 레이아웃, 보드 트레이스의 라우팅은 설계마다 다를 수 있으므로, 이러한 하네스 조립에는 다양한 핀 아웃 구성이 요구될 수 있습니다. 오늘날 대부분의 고속 프로토콜 (USB 4, Thunderbolt, PCIe Gen 6 및 Gen 7 등) 은 이러한 커넥터 및 어셈블리를 통해 지원할 수 있습니다.
이 페이지에서는 또한 하네스 제조 공정에 대한 개요와 그 과정에서 포함되는 여러 단계들을 소개하고 있습니다.

1. 마이크로 동축 케이블 하네스

고주파 신호는 안테나, 고속 기판 트레이스, PCB 상의 트랜시버 등 근접 통신 소스의 전자기 방사선에 더 민감합니다. 마이크로 동축 케이블을 사용하면 이러한 고속 신호가 노이즈로부터 효과적으로 차폐되어 데이터의 신호 무결성이 유지됩니다. 마이크로 동축 케이블은 신호 전송용 중심 도체를 절연용 유전체 코어가 둘러싸고 있습니다. 그 외부에 접지 회로용 다중 금속 피복이 있으며, 추가 절연을 위한 PVC 재질 피복이 뒤따릅니다. I-PEX는 완전 차폐 커넥터와 선택적 기계식 잠금 기능을 적용하여 고주파 신호용 완벽한 마이크로 동축 케이블 하네스 솔루션을 제공합니다. 이를 통해 신뢰성 있는 연결성을 보장합니다. 

2. 트윈액셜 케이블 하네스

트와인액스 케이블은 저전압, 낮은 스큐 및 정밀한 위상 일치 신호를 사용하는 고속 디지털 데이터 전송에 더 적합합니다. 이 케이블은 PCB 트레이스보다 발열이 적고 신호 손실이 적어 보드 상의 장치 간 상호 연결에 사용할 수 있습니다. 트와낙스 케이블은 일반적으로 차동 신호에 사용되는 두 개의 중심 도체를 갖습니다. 두 도체는 분리되어 있으며 고무나 플라스틱과 같은 절연체로 둘러싸여 있습니다. 마이크로 동축 케이블과 마찬가지로 이 도체들 주변에는 절연을 위한 외부 유전체 층이 있습니다. 접지 회로용 금속 외장 차폐층과 외부 PVC 재질 재킷이 있습니다. I-PEX는 고속 차동 신호를 위한 완벽한 트와인액스 케이블 하네스 솔루션을 제공합니다. 이는 완전 차폐 커넥터와 선택적 기계적 잠금 기능을 활용하여 신뢰성 있는 연결성을 보장합니다. 

3. 최대 작동 주파수

최대 작동 주파수는 통신 시스템의 고속 인터페이스에서 데이터가 얼마나 빠르고 얼마나 많이 전송될 수 있는지를 결정합니다. 고속 디지털 데이터 전송 시 인터커넥트 매체의 임피던스 불일치와 높은 삽입 손실은 신호 아이 패턴의 폐쇄를 초래하여 수신 측에서 높은 비트 오류율과 데이터 손실을 유발합니다. 따라서 고속 신호를 높은 충실도로 전송하기 위해서는 임피던스가 잘 일치된 고성능, 저손실 케이블 인터커넥트를 사용하는 것이 더욱 중요해집니다. CABLINE^® 제품군은 낮은 손실을 제공하며 최대 16 GHz 주파수까지 작동 가능하고 PAM4 신호 방식을 사용하여 최대 64 Gbps의 데이터 속도를 지원합니다. USB, eDP, DisplayPort 및 PCIe는 CABLINE 제품군이 일반적으로 지원하는 프로토콜 중 일부입니다.

4. 커넥터용 가용 부동산

인터페이스의 채널 수, 필요한 핀 수, 각 핀 간 간격, 허용 결합 폭, 플러그 및 커넥터의 길이 및 프로파일 높이는 사용해야 할 적합한 커넥터 유형을 결정합니다. PCB 상의 커넥터 최대 사용 가능 영역과 위치 역시 리셉터클 및 플러그 하네스 어셈블리의 장착 구성(수평 또는 수직)을 결정합니다. I-PEX는 고속 커넥터인 CABLINE^® 시리즈에서 수평 및 수직 장착 구성과 다양한 크기와 핀 수를 모두 제공하는 커넥터를 제공합니다. 

5. EMI 차폐, 전원 신호

때로는 동일한 하네스 내에서 전력, 저속 제어 및 고속 데이터 신호를 동시에 전송해야 할 필요가 있습니다. 표면 실장 부품의 근접 배치나 시스템 내 존재하는 노이즈로 인해 신호는 EMI 및 크로스 토크로부터 차폐되어야 합니다. I-PEX는 플렉서블 인쇄 회로 케이블, 마이크로 동축 케이블 및 트윈액셜 케이블용 플러그에 ZenShield^®라는 360도 완전 EMI 차폐 솔루션을 제공하여 신호 접점과 결합된 커넥터의 납땜 테일을 EMI 노이즈로부터 보호합니다.
ZenShield^®는 CABLINE^® -VS II, CABLINE^® -VS IIF, CABLINE^®-CA II, CABLINE^®-CA II PLUS, CABLINE^®-CA IIP PLUS, CABLINE^®-CA IIF, CABLINE^®-CX II 및 CABLINE^®-UM 시리즈 제품에 적용됩니다.

6. 손실 최소화

삽입 손실, 반사 손실 및 VSWR은 고속 트와이나이셜 및 마이크로 동축 케이블 어셈블리의 핵심 성능 지표입니다. 고성능 마이크로 동축 케이블은 고속 애플리케이션에서 우수한 신호 무결성과 손실 감소를 제공합니다. 아이펙스 (I-PEX) 는 자동화된 조립 공정을 통해 제작된 고성능 CABLINE^® 마이크로 동축 및 트와인액설 케이블 어셈블리를 제공함으로써, 모든 완제품에서 일관된 고품질과 낮은 손실을 보장하는 데 자부심을 가지고 있습니다.

7. 굽힘, 휘어짐 및 비틀림 요구사항

마이크로 동축 케이블과 트윈액시얼 케이블 모두 최소 굽힘 반경이 지정됩니다. 이 매개변수는 케이블이 손상되지 않고 높은 신호 무결성을 유지하면서 반복적으로 얼마나 강하게 굽힐 수 있는지를 결정합니다. 최소 굽힘 반경은 일반적으로 밀리미터 단위로 측정됩니다. 마이크로 동축 케이블은 또한 꼬임 (twisting) 에 대한 규정을 갖는데, 이는 케이블의 Y축 방향 회전 운동을 허용하는 매개변수로 일반적으로 각도 단위로 측정됩니다. 마이크로 동축 케이블의 경우 권장 최소 굽힘 반경은 “선재 외경의 6배”이지만 실제 규격은 고객이 선택한 동축 케이블에 따라 달라집니다.

트와이액셜 케이블의 경우, 케이블 구조상 아래 그림과 같이 높이 방향으로만 굽힘 및 굴곡이 제한됩니다. 경험적으로 트와이액셜 케이블의 최소 굽힘 반경은 케이블 높이의 10배로 지정됩니다. Y축 방향의 측면 굽힘 및 굴곡은 허용되지 않습니다.

8. 핀 배치 지정

신호 핀 배치, 보드 트레이스의 레이아웃 및 라우팅에 따라 하니스 어셈블리의 각 커넥터에서 핀 배치가 달라질 수 있습니다. I-PEX 고속 하니스 어셈블리에서는 설계 시 라우팅 및 배치의 유연성을 위해 두 가지 유형의 핀 배치 구성을 제공합니다. 즉, 1-N형 직선 핀 배치와 1-1형 미러 핀 배치 구성이 있습니다.

9. 재킷 및 결속 유형

고속 케이블 하니스에는 설계 시 라우팅 및 배치의 유연성을 높이기 위해 네 가지 유형의 외부 테이프 또는 재킷이 제공됩니다. 결속 테이프는 케이블을 여러 지점에서 감쌀 수 있으며, 하니스의 일부, 대부분 또는 전체 케이블 영역을 덮을 수 있습니다. 또한, 공간 제약이 있는 시스템을 위해 경량이며 투명한 외부 재킷을 사용하고, 빠른 열 방출과 균일한 응력 분포를 제공하는 평면 번들 타입 옵션도 있습니다.

10. 고속 프로토콜

USB 3, USB 4, Thunderbolt, DisplayPort, eDP, HDMI, MIPI 및 PCIe Gen 5와 Gen 6는 일반적으로 지원되는 프로토콜 중 일부이며, PAM4 신호 방식을 사용하여 최대 64 Gbps/Lane의 데이터 속도를 제공합니다.
I-PEX는 MIPI, PCIe, USB 등과 같은 특정 산업 표준에 적합한 커넥터 옵션을 찾을 수 있는 도구를 제공합니다. 동시에, 사용자는 I-PEX 고속 커넥터 제품군 각각이 어떤 산업 표준을 지원하는지도 확인할 수 있습니다.

11. 하니스 제조 공정

플러그 하니스 준비의 주요 공정은 다음과 같습니다:

12. 신호 무결성 데이터

I-PEX는 동축 케이블을 사용하는 CABLINE^® 시리즈 커넥터에 대해 Single Ended (단일 종단), 45 ohm 기준 임피던스 및 Differential (차동), 85 ohm 기준 임피던스 구성의 시뮬레이션 S-파라미터 데이터를 제공합니다. Signal Integrity 테스트 보고서에는 커넥터의 최대 동작 주파수까지의 삽입 손실(Insertion Loss), 반사 손실(Return Loss), 근단 누화 (Near End Cross Talk), 원단 누화 (Far End Cross Talk) 데이터가 포함되어 있습니다. 또한 Time Domain Reflectometry (TDR) 시뮬레이션을 사용하여 측정한 단일 종단 및 차동 신호 구성의 특성 임피던스도 보고서에 포함되어 있습니다.
각 CABLINE^® 시리즈 커넥터의 Signal Integrity Data 다운로드 페이지에는 단일 종단 구성용 S2P 파일 및 차동 신호용 S4P 파일을 포함한 Touchstone 파일도 제공됩니다.

13. 신호 무결성 시험

I-PEX는 커넥터 및 하네스의 고속 전송 특성을 평가하기 위한 Signal Integrity 테스트 보드를 제공합니다.
SI 테스트 보드를 사용하면 삽입 손실 (Insertion Loss), 반사 손실 (Return Loss), VSWR, 누화 (Crosstalk) 등의 주요 신호 무결성 파라미터를 높은 정확도로 측정할 수 있습니다. 이를 통해 완전한 인터커넥트 어셈블리의 신호 무결성, 즉 동축 케이블 자체의 손실을 포함한 전체 하네스의 특성과 플러그 및 리셉터클만의 특성을 각각 측정할 수 있습니다.
각 보드의 한쪽 면에는 리셉터클이 장착되어 있으며, 반대쪽 면에는 SMA/2.92 mm RF 커넥터가 장착되어 있습니다. 리셉터클의 핀은 고속 신호 트레이스를 통해 RF 커넥터와 연결되어 있습니다. 테스트 보드 세트에는 전체 하네스의 신호 무결성을 측정하기 위한 메인 브레이크아웃 보드 와 PCB 트레이스에서 발생하는 손실을 디임베딩 하기 위한 캘리브레이션 보드 가 포함되어 있습니다.

14. 동작 온도

Micro-coaxial 케이블 및 Discrete 케이블을 사용하는 일반적인 CABLINE^® Harness Assemblies는 최대 80℃까지 사용할 수 있습니다. 그러나 모든 CABLINE^® 시리즈 커넥터는 -40 ~ 85℃의 온도 범위에서 사용할 수 있으며, 고온 대응 제품은 최대 -40 ~ 105℃까지 사용할 수 있습니다. I-PEX는 최대 105℃의 사용 온도에 대응하는 동축 케이블 및 Discrete 케이블을 사용하여, 최대 85℃ 또는 105℃의 고온 환경에서 사용되는 애플리케이션을 위한 CABLINE^® Harness Assemblies를 요청에 따라 제공합니다.
표 1에는 CABLINE^® 시리즈 커넥터에 사용할 수 있는 Micro-coaxial 케이블 및 Discrete 케이블의 종류와 함께, 참고용으로 크기, 외경 및 지원 사용 온도 정보가 정리되어 있습니다. 예를 들어 AWG 44 Micro-coaxial 케이블은 45 ohm 및 50 ohm 두 가지 사양으로 제공되며, 최대 105℃까지 사용할 수 있습니다.