Waarom kiezen voor verzilverde geleiders voor hoogfrequente signaaltransmissiekabels?

Hoogfrequente signalen verwijzen doorgaans naar elektrische signalen boven de 1 MHz. In moderne toepassingen werken veel scenario's nu regelmatig in het GHz-bereik. Bijvoorbeeld, kunnen 5G RF-signalen meer dan 60 GHz overschrijden, en bereiken PCIe-protocollen die vaak worden gebruikt in high-speed servers ook uiterst hoge transmissiefrequenties. Naarmate de bedrijfsfrequentie blijft stijgen, worden de eisen aan kabelmaterialen, elektrische eigenschappen en structureel ontwerp aanzienlijk strenger. Dit maakt hoogfrequente transmissie tot een van de meest gevoelige toepassingsscenario's voor geleiderprestaties.

In deze toepassingen behoren de volgende hoogfrequente kabels tot de meest gebruikte:

● Micro-coaxiale kabels (38–46 AWG)
● RF-coaxiale kabels (20–36 AWG)
● Hoogfrequente, high-speed differentiële paren (LVDS / USB / HDMI / PCIe)

Deze kabels worden veel gebruikt in apparatuur die hoge snelheid bij gegevensoverdracht en hoge beeldkwaliteit vereisen, zoals servershelves, video-overdrachtsystemen voor drones, industriële camera's, beeldvormingsmodules en medische echografiesystemen. Aangezien deze toepassingen een hoge signaalkwaliteit, grote bandbreedte en sterke interferentiebestendigheid vereisen, bepalen de keuze van kabelmaterialen en de precisie van de structurele controle rechtstreeks de uiteindelijke overdrachtskwaliteit.

De belangrijkste factoren die hoogfrequente signaaltransmissie beïnvloeden, komen voornamelijk uit de geleider, isolatie en afscherming. Van deze factoren verschillen geleidermaterialen sterk in elektrische geleidbaarheid — zilver heeft de hoogste geleidbaarheid, gevolgd door koper, terwijl aluminium en legeringen lager zijn. De oppervlaktestructuur, gladheid en ruwheid van de geleider hebben eveneens een aanzienlijke invloed op verliezen bij hoge frequenties. Voor isolatiematerialen geldt dat hoe lager de diëlektrische constante (Dk) en het verliesfactor (Df), des te beter het kabelsignaalverzwakking kan verminderen. Daarnaast beïnvloeden afschermingsstructuren (zoals enkel omvattend, dubbel gevlochten of folie + gevlochten) en de dimensionaliteit van de kabeldiameter verder de impedantiecontrole en EMG-resistentie. Samen bepalen deze factoren de algehele transmissiekwaliteit van hoogfrequente kabels.

In hoogfrequente omgevingen beïnvloedt één belangrijk fysisch fenomeen sterk de signaalprestaties — het skineffect .

Wat is het skineffect?
Naarmate de signaalfrequentie toeneemt, verandert de stroomverdeling binnen de geleider. De effectieve stroom wordt steeds meer geconcentreerd op het oppervlak van de geleider in plaats van door de gehele doorsnede te lopen. Dit betekent dat de weerstand van het geleideroppervlak bepaalt hoe groot de verliezen bij hoge frequenties zijn. Hoe hoger de frequentie, des te meer 'stroomt de stroom alleen aan het oppervlak', waardoor het oppervlakmateriaal en diens geleidbaarheid de meest cruciale factoren zijn voor prestaties bij hoge frequenties.

Vanwege het skineffect stroomt hoogfrequente stroom voornamelijk langs de buitenlaag van de geleider. Zilver, het meest geleidende metaal (106% IACS), is daardoor het meest efficiënte platingmateriaal voor geleiders om de prestaties bij hoge frequenties te verbeteren. Door een laag zilver aan te brengen op een koperen geleider (meestal boven de 0,3 μm, afhankelijk van de toepassing), kan de effectieve oppervlakteweerstand aanzienlijk worden verlaagd, waardoor hoogfrequente signalen met minder verlies en grotere stabiliteit kunnen worden doorgegeven. Als gevolg hiervan zijn koperen geleiders met zilverplating uitgegroeid tot de meest gebruikte en kosteneffectieve oplossing in het ontwerp van hoogfrequente kabels — een resultaat dat wordt ondersteund door theorie, testgegevens en praktische productiekosten.

Testresultaten uit de industrie tonen aan dat geplateerde koperen geleiders met zilver aanzienlijk lagere inbrengverliezen vertonen bij hoge frequenties in vergelijking met ongeplateerd koper, koper geglansd met tin of koper geglansd met nikkel. De voordelen van zilverplating zijn het verminderen van verzwakking bij hoge frequenties met 10–20%, verbetering van de stabiliteit bij langeafstands-transmissie, hogere beeldkwaliteit met minder ruis, minimalisering van EMI-straling en betere weerstand tegen temperatuurgeïnduceerde weerstandsveranderingen. Zilverplating biedt ook superieure oxidatiebestendigheid. Deze voordelen zijn met name duidelijk merkbaar in toepassingen die gerelateerd zijn aan beeldvorming, zoals videolinks voor drones, industriële camera's, endoscopen en medische beeldvormingssystemen, waar verzwakking bij hoge frequenties direct van invloed is op de beeldkwaliteit. In dergelijke gevallen levert zilverplating duidelijke en meetbare prestatieverbeteringen op.

Onder de vele kabelproducenten die gebruikmaken van koperaders met zilverlaag is Hotten Cable — gevestigd in Suzhou, Jiangsu — een gerenommeerd bedrijf met uitgebreide ontwerp- en productiecapaciteiten op het gebied van hoogfrequente kabels. Hotten ondersteunt de productie van uiterst fijne signaaltransmissiekabels van 40–50 AWG en biedt extrusieprocessen voor laag-dielektrische, hoogfrequente isolatie, waaronder PFA, PTFE en geschuimd PFA. Deze geavanceerde ontwerp- en productiemogelijkheden garanderen uitstekende productstabiliteit. De coaxkabels van Hotten worden veel gebruikt in medische echografie-apparatuur, videotransmissiesystemen voor drones, industriële endoscopen, cameramodules en diverse andere toepassingen die hoogfrequente stabiliteit vereisen. Daarnaast biedt Hotten complete oplossingen voor kabels en kabelassemblages, inclusief geleiderontwerp, isolatie, afscherming en structurele configuratie — waardoor klanten de optimale materiaalcombinatie en constructie kunnen verkrijgen voor hun specifieke behoeften op het gebied van hoogfrequente transmissie.