50AWG mikrokoaxiális kábel gyártási kihívásai: Nemcsak a kábel vékonyításáról van szó

Magas felbontású kamerákban, hajtható telefonokban, orvosi endoszkópokban és drón gimbálokban egyre gyakrabban bukkan fel a „50AWG koaxiális kábel” kifejezés. Sokan úgy gondolják, hogy a 50AWG mikrokoaxiális kábel gyártásának nehézsége csupán az, hogy „vékonyabbá tegyék a kábelt” – valójában ez csak az első lépés. Az igazi kihívás az, hogy extrém kis méretek mellett egyszerre kell biztosítani az impedancia-állandóságot, a jel integritását, a mechanikai megbízhatóságot és a tömeggyártásban elérhető kitermelési arányt.

1. Mi az a 50AWG mikrokoaxiális kábel, és miért kell ilyen vékonyra készíteni?

az 50AWG rendkívül vékony vezetőméretre utal. Egy rézvezető átmérője mindössze körülbelül 0,03 mm – sokkal vékonyabb, mint egy emberi hajszál. Az extrém vékony szigeteléssel és finom árnyékolással kombinálva az elkészült 50AWG mikrokoaxiális kábel általában csak körülbelül 0,15 mm-es külső átmérőjű.

Több tipikus alkalmazási terület is létezik, amelyek az 50AWG koaxiális kábel iránti igényt hajtják:

1) Orvosi berendezések

Az endoszkópok, ultrahangos vizsgálófejek és egyszer használatos beavatkozásos katéterek rendkívül kis külső átmérőt, nagyfokú hajlékonyságot és kitűnő követési képességet igényelnek a szervezet belsejében.

2) Prémium minőségű képalkotó és érzékelő rendszerek

a 4K/8K kameramodulok, gimbales kamerák és gépi látási rendszerek nagyszámú csatornán haladó nagysebességű differenciális jelet igényelnek nagyon korlátozott helyen.

3) Kisméretű fogyasztási cikkek

Az összehajtható kijelzők, extrém vékony notebookok és AR/VR fejhallgatók belső tere is rendkívül szűkös, ezért az ultrafinom koaxkábelekre támaszkodnak a nagyfrekvenciás összeköttetések átviteléhez.

Röviden: minél inkább igazodnak a termékek a „kisebb, könnyebb, vékonyabb és magasabb felbontás” irányába, annál valószínűbb, hogy 50AWG mikrokoaxiális kábeleket fogadnak el.

2. Kihívás 1: Ultravékony vezetőfeldolgozás és bevonás szabályozása

Az első akadály a 50AWG koaxiális kábel gyártásánál a vezető. A nehézség nem csupán a „vékonyra húzás”, hanem a következők is:

1) Rendkívül szigorú mérettűrés

Amikor a vezető átmérője ilyen kicsi, akkor még egy apró eltérés is erősítődhet, és impedancia-változást, valamint csillapítási eltolódást okozhat. A huzalhúzást és az izzítást nagyon pontosan kell szabályozni.

2) Szilárdság és hajlékonyság kiegyensúlyozása

• Túl kemény: nehezen sodrható és szerelhető, valamint hajlításkor könnyebben eltörik.

• Túl puha: könnyen nyúlik és deformálódik, ami hatással van az impedancia stabilitására és a forrasztási minőségre.

3) Bevonat egyenletessége

A nagyfrekvenciás alkalmazások gyakran ezüstözött vezetőket használnak a nagyfrekvenciás veszteségek csökkentésére. Az 50AWG méretű kábeleknél a nem egyenletes bevonatvastagság közvetlenül instabil elektromos paraméterekben és selejtarány-növekedésben mutatkozik meg.

Ennek következtében az 50AWG koaxiális kábelek igen szigorú követelményeket támasztanak mind a vezetőszállítóval, mind a belső vezetőfeldolgozási képességgel szemben.

3. Kihívás 2: Szigetelés extrudálása és külső átmérő/koncentricitás szabályozása

Sokan úgy gondolják, hogy a feladatot már elvégezték, ha a kábelt vékonyabbra, a szigetelést pedig vékonnyá tették – az 50AWG koaxiális kábeleknél azonban a szigetelőréteg valójában az impedanciát és stabilitást befolyásoló kulcsfontosságú tényező.

1) Dielektromos állandó szabályozása

Nagy teljesítményű, stabil fluorpolimer szigetelést, például PFA-t használnak tipikusan a nagyfrekvenciás adatátvitel támogatására.

2) Szigetelés vastagsága és koncentricitása

50 Ω-os szerkezet esetén a vezető és szigetelés geometriai viszonya rendkívül érzékeny. Ha a koncentricitás enyhén is eltér a specifikációtól, az impedancia-ingadozás egy teljes orsón meghaladhatja a tervezési tűréshatárt.

3) A szigetelés külső átmérőjének állandósága

Például, amikor a szigetelés külső átmérője 0,08 mm, a tűrés gyakran ±0,003 mm vagy még szigorúbb. Az extrúziós vonalnak folyamatosan ellenőriznie kell a külső átmérőt, szikratartást és felületi hibákat.

Ez az oka annak, hogy sok vásárló tapasztalja, hogy bár különböző gyártók mindegyike „50AWG mikrokoaxiális” kábelt hirdet, az impedancia-állandóság és csillapítási teljesítmény a gyakorlatban jelentősen eltérhet.

4. Kihívás 3: Ultravékony árnyékolás és EMI-teljesítmény

az 50AWG koaxiális kábeleket általában körülbelül 0,018 mm-es ultravékony árnyékoló vezetékkel párosítják, amely burkolt árnyékolást alkot.

A fő kihívások a következők:

1) Árnyékolás sűrűsége és lefedettsége

Mivel az érintkező és a pajzsvezetékek rendkívül vékonyak, a rossz feszítési szabályozás könnyen vezethet szabálytalan felületre, hézagok kialakulására és instabil lefedettségre. Ez közvetlenül rontja a kábel EMI-pajzsolási teljesítményét.

A nagysebességű jelutak és számos orvosi alkalmazás magas árnyékolási hatékonyságot igényel, ami a folyamatkorlátokat feszíti.

2) Az árnyékolás és hajlékonyság közötti kompromisszum

• Ha a pajzs túl szorosan van felcsavarva, a kábel hajlékonysága csökken, és a hajlítófáradási élettartam rontódik.

• Ha a pajzs túl laza, az árnyékolási hatékonyság csökken, és a kábel fogékonyabb lesz a külső zavarokra.

3) Feszültségoldás és hajlítási terület tervezése

A tervezési szakaszban megfelelő feszültségoldó szerkezetekre van szükség a mechanikai teljesítmény javításához. Megfelelő húzóerő-elosztó tervezés hiányában az ismételt hajlítás a csatlakozó végénél könnyen vezethet vezetőszakadáshoz a forrasztási ponton vagy annak közelében.

5. Kihívás 4: Ellenőrzés és minőségirányítás – A tömeggyártás nehezebb, mint a prototípusgyártás

A sikeres prototípus elkészítése nem jelenti a tömeggyártás sikerét.

Az 50AWG koaxiális kábelek tömeggyártásának kulcsfontosságú kihívásai közé tartoznak:

1) Impedancia- és csillapításmérési stratégia

A magas frekvenciás alkalmazások általában szigorú impedancia-, csillapítás- és visszaverődési veszteség-szabályozást igényelnek. Az alkalmazástól függően teljes körű ellenőrzésre vagy megbízható mintavételi tervre van szükség.

2) Hajlítási/torziós/húzó igénybevétel-biztos megbízhatósági tesztek

Orvosi és gimbál alkalmazások esetén akár tízezrek, sőt százezrek hajlítási ciklusra is szükség lehet a megbízhatósági vizsgálatok során.

3) Anyagok konzisztenciája tételenként

Amikor vezető szálak, szigetelőgyanták vagy árnyékoló drótok új tételére váltanak, az alapvető elektromos és mechanikai paramétereket újra ellenőrizni kell a konzisztencia biztosítása érdekében.

Más szóval, az 50AWG koaxiális kábel valódi nehézsége az, hogy „folyamatosan és stabilan ugyanazt a minőségi terméket állítsuk elő idővel”, nem pedig csak időnként egy jól sikerült tekercset gyártani.

6. Hogyan válasszunk megfelelő 50AWG koaxiális kábel beszállítót?

Mérnöki és beszerzési szempontból, amikor 50AWG mikrokoax kábelgyártót választ, figyelmet fordíthat a következő pontokra:

1) Rendelkeznek-e igazolt tapasztalattal ultravékony AWG méretekkel (48–50AWG) valódi projektekben?

2) Képesek-e teljes kábelkészlet megoldást biztosítani, nem csupán tömegkábel értékesítésére?

3) Tudnak-e testreszabott impedancia (50Ω / 75Ω), külső átmérő, magok száma és árnyékolási struktúra támogatását nyújtani?

4) Rendelkeznek-e a szükséges tesztelési képességekkel: TDR, vektorhálózatelemzés, hajlítási élettartam-vizsgálat stb.?

5) Megértik-e az orvostechnikai, UAV, kameramodul és hasonló iparágak sajátos követelményeit és tanúsítási gyakorlatait?

Következtetés: Miért „finomabb, érzékenyebb, törékenyebb” a 50AWG

Ezért a vezető húzásától, a szigetelés extrudálásán át az ultravékony árnyékoló tekercselésig, valamint a kábelköteg végzárásáig és az elektromos teljesítmény ellenőrzéséig a 50AWG mikrokoaxiális kábel gyártásának minden lépése lényegesen „finomabb, érzékenyebb és törékenyebb”, mint a hagyományos kábelezési struktúráké. Még a legcsekélyebb folyamatingadozás is eredményezhet impedancia-driftet vagy rendellenes csillapítást.

A Hotten Cable már kialakította a 50AWG mikrokoaxiális kábelek érett fejlesztési képességét. A minták gyártása jelenleg stabil, és folyamatosan finomítjuk a folyamatirányítást és a paraméteroptimalizálást, hogy eleget tegyünk a jövőbeli tömeggyártás követelményeinek, és segítsük ügyfeleinket abban, hogy biztonsággal alkalmazzák a 50AWG mikrokoaxiális kábeleket magas színvonalú alkalmazásokban, mint például orvosi eszközök, UAV képalkotó rendszerek és kameramodulok.