MiniSAS裸线介绍

由于SAS技术的推动者急于打造一个完整的SAS生态,从而推出各种SAS连接器规范和形态各异的SAS线缆(常见SAS接口类型介绍),虽然出发点是好的,但是也给市场带来很多副作用,种类过于繁杂的连接器和线缆,既不利于大批量生产降低成本,也在客观上给用户造成了很多不必要的困扰。好在,MiniSAS连接器的成熟,给我们带来了一道化繁为简的曙光,现存量大的,SAS外部线缆主要3种,即两端连接器相同的-和-,以及连接器相异的-,其中后者能够有两种连接情景,因此可能的连接情景为4种,远没有内部线缆那般繁琐,更不会涉及fan-out的问题,如果SFF-能一统江湖,应该留一种SAS外部线缆就可以了,但是对于裸线,目前主要从电器性能来区分,分为6G和12G,SAS4.0的24G,但是主流生产工艺还是基本一致,今天我们一起来分享,MiniSAS裸线介绍及生产工艺过程控制参数等。

对于SAS高频通信线而言,阻抗、衰减、回路损失,串音等是最重要的几个传输指标,而SAS高速传输线的工作频率一般是2.5GHz以上的超高频率下,以下表格是通信协议中对于SASA电缆的主要技术参数要求。

高频低损耗通信电缆一般是由发泡聚乙烯或发泡聚丙烯作为绝缘材料,两根绝缘芯线与一根地线(目前市场也有厂商采用两根双地的方式)进入绕包机,在绝缘芯线和地线外绕包铝箔及背胶聚酯带,绝缘工序设计及工艺控制,高速传输线的结构、电气性能要求及传输理论。

导体的要求

对于同为高频传输线的SAS而言,各部分的结构均匀性是决定线缆的传输频率的关键因素。因此,作为高频传输线的导体而言,表面圆整、光滑,内部晶格排列结构均一稳定,以保证电气性能在长度方向上的均匀性;导体还应具有相对较低的直流电阻;同时应避免由于排线、设备或其他装置导致内导体周期性弯曲或非周期性的弯曲、变形和损伤等,在高频传输线中,导体电阻是造成电缆衰减(高频参数基础篇01-衰减参数)的主要因素,减小导体电阻有两个途径:增加导体直径,选用电阻率低的导体材料。导体直径增加后,为满足特性阻抗的要求,要相应的增加绝缘外径以及成品的外径,造成成本增加及加工不便。常用的电阻率较低的导体材料为银,理论上,采用银导体,成品外径会减少,性能会有很大的提升,但由于银的价格要远远高于铜的价格,成本过高,无法量产,为了能够兼顾到价格和低电阻率,我们利用趋肤效应,来设计电缆的导体,目前SAS6G的采用镀锡铜导体就可以满足电器性能,而SAS12G及24G则都开始采用镀银导体来使用。

导体中有交流电或者交变电磁场时,导体内部会产生电流分布不均匀的现象。随着与导体表面的距离逐渐增加,导体内的电流密度呈指数递减,即导体内的电流会集中在导体的表面。从与电流方向垂直的横切面来看,导体的中心部分电流强度基本为零,即几乎没有电流流过,只在导体边缘的部分会有子流。简单而言就是电流集中在导体的"皮肤”部分,所以称为趋肤效应产生这种效应的原因主要是变化的电磁场在导体内部产生了涡旋电场,与原来的电流相抵消。趋肤效应使得导体的电阻随着交流电的频率增加而增加,并导致导线传输电流的效率降低,耗费金属资源,但是在高频通信电缆的设计中,却可以利用这一原理,采用镀银在表面的方式在满足同等性能要求的前提下,降低金属耗用,从而降低成本。

绝缘的要求

与导体要求相同,绝缘介质也应该是均匀的,而为获得较低的介电常数s和介质损耗角正切值,SAS线缆一般采用发泡绝缘方式。在发泡度大于45%时,化学发泡很难实现,且发泡度不稳定,因此12G以上电缆必须采用物理发泡绝缘方式。如下图所示,发泡度在45%以上时,物理发泡与化学发泡在显微镜下观察到的切面的情况,物理发泡的泡孔多而细小,而化学发泡的泡孔少而大:

物理发泡的内皮层主要作用是增加导体与绝缘之间的附着性。绝缘层与导体之间必须保证一定的附着性,否则,在绝缘层和导体之间将形成空气隙,使绝缘介质发生变化,导致介电常数和介质损耗角正切值印发发生变化。

聚乙烯绝缘材料经过螺杆挤出到机头,在机头的出口处突然暴露于大气压力下,形成破孔,使气泡连通。结果导致气体在导体与模具口之间的间隙被释放,沿着导体表血形成一个长形的气泡孔。要解决以上这两个问题,必须在挤出发泡层的同时将…层薄皮挤到内层,防止气体沿着导体的表面释放,内皮层可以封闭泡孔,保证传输介质的均匀稳定,以降低电缆的衰减、延时,并保证在整个传输线路上具有稳定的特性阻抗。对于内皮层的选择,必须要符合在高速生产的条件下薄壁挤出的要求,也就是说材料必须就有优良的拉伸性能°LLDPE是满足此要求的最佳选择。

对于单根导体而言,有时候只使用内皮层是不能完全解决附着力的问题的,这时,就需要在内皮层材料内添加粘合剂,而一般的粘合剂与聚烯烯材料的介电常数数和介质损耗角正切值/捌6都有对电器性能有损伤。相对LDPE而言,HDPE硬度高、强度大、抗冲击性好,因此常被用作最外层的材料。

通过对SAS传输线的阻抗、衰减、延时及近端串音衰减等几个重要的通信参数进行分析,明确了产品的制造过程工序设计及工艺控制的


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