HIGH SPEED CABLE — TECHNICAL INTRODUCTION

高速伝送ケーブル技術紹介

シグナルインテグリティを核とした設計、R&D のシミュレーション能力から 100% 高周波出荷テストまで、C.C.P. 高速伝送ケーブルの技術的優位性と製造力をご紹介します。

What is DAC Cable

DAC とは
高速伝送ケーブル?

Direct Attach Cable(DAC)は直接接続型の銅ケーブルソリューションで、Pogo Pin + PCBA + High Speed Cable の精密な組み合わせにより高速差動信号を伝送します。光モジュールと比べて電気・光変換が不要なため、低消費電力・低遅延・低コストという 3 つの利点を持ち、データセンターのラック間短距離接続、5G 通信インフラ、企業の高性能ネットワーク環境で幅広く使用されています。

C.C.P. の DAC ケーブルシリーズは External(SFP / QSFP)と Internal(OCuLink / Slimline SAS / Gen Z / MCIO)の 2 タイプをカバー。伝送速度は 10Gbps から 400Gbps のカスタム仕様まで対応し、最新の PCIe Gen5 プロトコルを完全サポートします。

低消費電力低遅延電気・光変換不要100Ω 差動ペアPCIe Gen5 対応

Product Structure

製品構造の解説

SFP 25Gbps ケーブルを例に、C.C.P. は多層の精密材料を組み合わせ、すべての部品で厳格な材料仕様管理を行い、信号伝送品質を確保しています。

CCP DAC cable exploded view
EMI Spring
SUS(ステンレス鋼)
Top / Bottom Cover
Zinc(亜鉛合金)
Pull Tap
Nylon(ナイロン)
PCBA
FR4 / TUB72
Strain Relief
TPE / PVC
Dust Cover
PP(ポリプロピレン)
Raw Cable
High Speed Cable
Pogo Pin(HDMI)
精密ポゴピン

Core Technology

No Stub Effect:スタブ効果ゼロ

スタブ効果(Stub Effect)は、高速ケーブルにおける最も重要なシグナルインテグリティの問題です。ケーブルを PCB に接続する際に終端されていない導体スタブが残ると、高周波信号がスタブ末端で反射します。C.C.P. は精密な Pogo Pin + 線材カット工程の設計により、スタブ効果を完全に排除します。

0 -10 -20 -30 0 15 30 45 60GHz Frequency (GHz) Insertion Loss (dB) 共振ディップ
No Stub Effect(CCP)
Stub Effect(一般的な設計)

Insertion Loss(SDD21)比較イメージ、周波数 0 – 60GHz

Stub Effectスタブ効果(一般的な設計)

ケーブルの終端部に終端されていない導体スタブが残り、高周波信号がスタブ末端で反射。特定周波数で共振ディップが発生し、Insertion Loss 曲線が大きく劣化します。

C.C.P. の設計No Stub Effect(CCP)

C.C.P. は Pogo Pin 設計 + 高精度 Laser Stripping 工程でスタブを完全に排除。Insertion Loss 曲線はなめらかに減衰し、シグナルインテグリティが大幅に向上します。

CABLE CROSS SECTION

Pogo Pin信号接点側。ばね構造で安定した接触を確保

PCBAFR4 / TUB72、信号ルーティングとインピーダンス整合

Solderingはんだ付け品質がインピーダンスの連続性に直接影響

Raw Cable高速差動ペアケーブル、26–32AWG

R&D Capability

研究開発力

C.C.P. はハードウェア・ソフトウェアの両面で一貫した研究開発力を持ち、3D 高周波シミュレーションから実測まで、設計段階でシグナルインテグリティ要件を満たすことを確保します。

7+
SI シニアエンジニアの経験年数
9 名
専任 R&D エンジニア
20GHz
VNA 測定周波数の上限
Software Tools
Ansoft HFSS3D フルウェーブ電磁界シミュレーションで、高周波構造内の電磁界分布を解析
Ansoft Designerシステム全体のリンクシミュレーション(Fully system Link)で、エンドツーエンドの信号性能を評価
Ansoft Q3D2.5D 準静的シミュレーションで、コネクタと伝送線路の容量・インダクタンスを抽出
AltiumPCBA 配線ツール(PCB layout tool)で、インピーダンス制御と差動ペア設計を実施
Hardware Equipment
MS46524B VNAVector Network Analyzer。測定周波数 300KHz – 20GHz、S-parameter(SDD21、SCC11 など)を測定
MS46524B TDR時間領域反射計(TDR)。Rise time 22.3ps、インピーダンス不連続点の特定と Stub 効果の解析に使用
Switch Matrix300KHz – 18GHz、Phase match > 0.5ps、マルチポート同時測定でテスト効率を向上
エンジニア構成SI 7 年以上 ×3 名、SI 3 年以上 ×2 名、SE ×2 名、EE ×2 名

Precise Process Control

高精度な工程管理

ケーブルの信号品質は設計だけでなく、工程精度も同様に重要です。C.C.P. は Mylar 剥離、はんだ付け品質、Laser Stripping の 3 大工程で、厳格な測定・管理体制を確立しています。

Stripping Control

Mylar の剥離長さの精度はケーブルのインピーダンスに直接影響します。剥離量 >0.4mm と <0.4mm では TDR 測定結果に顕著な差が現れるため、C.C.P. は TDR 波形で剥離品質をリアルタイムに監視しています。

Mylar striping > 0.4mm → インピーダンス曲線がフラット
Mylar striping < 0.4mm → インピーダンスの突起(impedance bump)
Soldering Control

はんだ付け不良(Irregular)があると TDR 波形に明確なインピーダンス異常点が現れ、信号反射の原因となります。C.C.P. は SDD11 Return Loss をはんだ付け品質の迅速なスクリーニング指標としています。

Normal はんだ付け → SDD11 Return Loss 曲線が規則的
Irregular はんだ付け → 不規則な反射ピークが発生
Laser Stripping Control

YAG レーザーでアルミ箔を高精度に剥離し、従来の刃物による剥離を上回る精度を実現。内部被覆の剥離後は Co₂ レーザーで再仕上げを行い、内層導体を傷つけずインピーダンスの連続性を維持します。

Shrink 0.2mm と Shrink 1mm のインピーダンス差は、TDR で正確に測定・管理可能
ANSYS 有限要素解析

ANSYS による構造の有限要素解析(FEA)で、曲げ、張力、温度サイクルなどの機械的応力下でのケーブルの変形をシミュレーションし、構造の信頼性を確保します。

解析項目:曲げ寿命、ひずみ分布、熱膨張による応力集中点

設計フロー

仕様確認
Specification
構造設計
Construction Design
Pre-Sim
HFSS 事前シミュレーション
要件充足の確認
Satisfaction Check
設計制約
Anti-pad · Via · Solder

100% High Frequency Testing

100% 高周波出荷テスト

すべての C.C.P. 高速伝送ケーブルは出荷前に Vector Network Analyzer で差動モード・コモンモードの全項目 S-parameter テストを行い、さらに Spirent Test Center による長時間のトラフィック検証を実施します。

SDD21
差動挿入損失
Insertion Loss
SDD11
差動リターンロス
Return Loss
SCD21
差動-コモンモード変換損失
Mode Conversion Loss
SCD11
差動-コモンモード変換リターンロス
Assembly Return Loss
SCC11
コモンモードリターンロス
CM Return Loss
ILD
挿入損失偏差
Insertion Loss Deviation
18hr
400Gbps DAC ケーブル — パケットロスゼロのトラフィック検証

Spirent Test Center を使用し、400Gbps デュアルポートで 18 時間連続伝送。TX/RX のパケット数は完全に一致し、Traffic Loss はゼロ。最高仕様での長時間安定性を検証し、Hyperscale データセンターへの導入要件を満たしています。

Testing Equipment

Digital Oscilloscope

Vector Network Analyzer

HFSS Analysis Program

Thermal Shock Tester

Salt Spray Tester

Electron Microscope

Automation Production Line

自動化生産ライン

C.C.P. の高速伝送ケーブルは完全自動化された生産ラインで製造されています。線材の位置決め、アルミ箔のレーザー剥離、PCB の位置決め・はんだ付けから UV 硬化まで、すべての工程でマシンビジョンと自動化設備が人手に代わります。

95%
生産歩留まり Yield
95%
設備稼働率 Activation
240
時間あたり生産数 UPH(pcs)

PRODUCTION STEPS

1

線材位置決め Wire Positioning

YAG レーザーで線材外層のアルミ箔を剥離し、±0.1mm の精度で位置決め。後工程の一貫した基準を確保します。

2

アルミ箔剥離 Foil Stripping

自動化設備で上下のアルミ箔を高精度に剥離し、線材をまっすぐに整えます。

3

内部被覆レーザー剥離 Inner Laser Strip

Co₂ レーザーで芯線の被覆を高精度に剥離。芯線の整形後に被覆を剥離し、はんだ付け面を清潔で残渣のない状態に保ちます。

4

PCB 位置決めはんだ付け PCB Soldering

PCB の位置決め → 汎用機による手作業での基板合わせ → はんだペーストの位置決め → ドラッグはんだ付け(表面)→ ドラッグはんだ付け(表面確認)。両面はんだ付け後に光学検査を行います。

5

UV 硬化と CCD 検査

UV 接着剤の塗布 → UV 照射による硬化 → CCD 自動光学検査。はんだ接合部の外観と位置が仕様に適合していることを確認し、異常品は自動で排除します。

Application Areas

主な用途

C.C.P. の高速伝送ケーブルは、高帯域幅が求められるさまざまな環境で幅広く使用されており、Apple、Google、Amazon などの世界トップクラスのテクノロジー企業にご採用いただいています。

Data Center Solutions
データセンター

ハイパースケールデータセンター(Hyperscale DC)では、ラック間や ToR スイッチ間で高密度の短距離接続が必要です。DAC ケーブルは低遅延・低消費電力の特性から、光モジュールの最適な代替ソリューションとなっています。

Telecommunications / Networking
通信 / 5G インフラ

5G 基地局のフロントホール(Fronthaul)や通信局舎の設備では、ケーブルにより高い耐候性が求められます。C.C.P. のケーブルは Thermal Shock、Salt Spray などの厳しい環境試験に合格しており、屋外や高密度の局舎への導入に適しています。

高速伝送ケーブルの技術相談やお見積りが必要ですか?

C.C.P. のエンジニアが、シグナルインテグリティ解析レポート、カスタム線長仕様、少量サンプルの提供に対応します。

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