SAS (Serial Attached SCSI) คือเทคโนโลยี SCSI รุ่นใหม่ คล้ายกับฮาร์ดดิสก์ Serial ATA (SATA) ที่ได้รับความนิยม โดยใช้เทคโนโลยีอนุกรมเพื่อให้ได้ความเร็วในการส่งข้อมูลที่สูงขึ้นและประหยัดพื้นที่ภายในโดยการลดความยาวของสายเชื่อมต่อ สำหรับสายเปลือยนั้น ปัจจุบันส่วนใหญ่จะแบ่งตามประสิทธิภาพทางไฟฟ้า แบ่งเป็น 6G และ 12G, SAS4.0 และ 24G แต่กระบวนการผลิตหลักๆ นั้นเหมือนกัน วันนี้เราจะมาแนะนำสายเปลือย Mini SAS และพารามิเตอร์ควบคุมกระบวนการผลิต สำหรับสาย SAS ความถี่สูงนั้น ค่าความต้านทาน การลดทอน การสูญเสียในวงจร การไขว้ และตัวชี้วัดการส่งข้อมูลอื่นๆ เป็นสิ่งสำคัญที่สุด และโดยทั่วไปความถี่ในการทำงานของสาย SAS ความถี่สูงจะอยู่ที่ 2.5GHz หรือมากกว่านั้น มาดูกันว่าเราจะผลิตสาย SAS ความเร็วสูงที่มีคุณภาพได้อย่างไร
คำจำกัดความโครงสร้างสายเคเบิล SAS
สายเคเบิลสื่อสารความถี่สูงที่มีการสูญเสียต่ำมักทำจากโพลีเอทิลีนโฟมหรือโพลีโพรพีลีนโฟมเป็นวัสดุฉนวน มีตัวนำหุ้มฉนวนสองเส้นและสายดินหนึ่งเส้น (ในตลาดมีผู้ผลิตบางรายใช้แบบสองทางคู่) หุ้มด้วยฉนวนภายนอกตัวนำหุ้มฉนวนและสายดินด้วยฟอยล์อลูมิเนียมและแถบโพลีเอสเตอร์เคลือบ การออกแบบและควบคุมกระบวนการฉนวนเป็นไปตามข้อกำหนดด้านโครงสร้างและประสิทธิภาพทางไฟฟ้าของทฤษฎีการส่งและถ่ายโอนความเร็วสูง
ข้อกำหนดสำหรับตัวนำ
สำหรับ SAS ซึ่งเป็นสายส่งความถี่สูงเช่นกัน ความสม่ำเสมอของโครงสร้างในแต่ละส่วนเป็นปัจจัยสำคัญในการกำหนดความถี่ในการส่งของสายเคเบิล ดังนั้น ตัวนำของสายส่งความถี่สูงจึงควรมีพื้นผิวกลมและเรียบ และโครงสร้างตาข่ายภายในควรมีความสม่ำเสมอและมั่นคง เพื่อให้มั่นใจถึงความสม่ำเสมอของประสิทธิภาพทางไฟฟ้าในทิศทางความยาว ตัวนำควรมีความต้านทานกระแสตรงค่อนข้างต่ำ ในขณะเดียวกันควรหลีกเลี่ยงการดัดงอของตัวนำภายในเป็นระยะหรือไม่เป็นระยะ การเสียรูป และความเสียหาย ฯลฯ อันเนื่องมาจากการเดินสายไฟ อุปกรณ์ หรืออุปกรณ์อื่นๆ ในสายส่งความถี่สูง ความต้านทานของตัวนำเกิดจากปัจจัยหลักคือการลดทอนของสายเคเบิล (เอกสารอ้างอิงพารามิเตอร์ความถี่สูง 01 – การลดทอน) มีสองวิธีในการลดความต้านทานของตัวนำ: เพิ่มเส้นผ่านศูนย์กลางของตัวนำ เลือกวัสดุตัวนำที่มีความต้านทานต่ำ เมื่อเพิ่มเส้นผ่านศูนย์กลางของตัวนำ เพื่อให้เป็นไปตามข้อกำหนดของอิมพีแดนซ์ลักษณะเฉพาะ เส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกของฉนวนและผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปควรเพิ่มขึ้นตามไปด้วย ส่งผลให้ต้นทุนเพิ่มขึ้นและกระบวนการผลิตไม่สะดวก โดยทั่วไปแล้ว วัสดุตัวนำที่มีความต้านทานต่ำที่ใช้กันทั่วไปคือเงิน ในทางทฤษฎี การใช้ตัวนำเงินจะช่วยลดขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปและให้ประสิทธิภาพที่ดีเยี่ยม แต่เนื่องจากราคาเงินสูงกว่าราคาทองแดงมาก ต้นทุนจึงสูงเกินไปจนไม่สามารถผลิตได้ เพื่อให้สามารถคำนึงถึงราคาและความต้านทานต่ำ เราจึงใช้ปรากฏการณ์สกินเอฟเฟกต์ในการออกแบบตัวนำสายเคเบิล ปัจจุบัน SAS 6G ใช้ตัวนำทองแดงชุบดีบุกเพื่อให้ได้ประสิทธิภาพทางไฟฟ้า ในขณะที่ SAS 12G และ 24G เริ่มใช้ตัวนำชุบเงิน
เมื่อมีกระแสสลับหรือสนามแม่เหล็กไฟฟ้าสลับไหลผ่านตัวนำ ปรากฏการณ์การกระจายกระแสที่ไม่สม่ำเสมอจะเกิดขึ้นในตัวนำ เมื่อระยะห่างจากผิวของตัวนำเพิ่มขึ้น ความหนาแน่นของกระแสในตัวนำจะลดลงอย่างรวดเร็ว นั่นคือ กระแสในตัวนำจะกระจุกตัวอยู่ที่ผิวของตัวนำ เมื่อมองจากหน้าตัดที่ตั้งฉากกับทิศทางของกระแส ความเข้มของกระแสในส่วนกลางของตัวนำแทบจะเป็นศูนย์ นั่นคือ แทบไม่มีกระแสไหลเลย จะมีกระแสไหลเล็กน้อยเฉพาะบริเวณขอบของตัวนำเท่านั้น กล่าวโดยง่าย กระแสจะกระจุกตัวอยู่ที่ส่วน "ผิว" ของตัวนำ ดังนั้นจึงเรียกว่าปรากฏการณ์ผิว (skin effect) และปรากฏการณ์นี้เกิดจากสนามแม่เหล็กไฟฟ้าที่เปลี่ยนแปลงไปสร้างสนามไฟฟ้าหมุนวนภายในตัวนำ ซึ่งหักล้างกระแสเดิม ปรากฏการณ์สกินเอฟเฟกต์ทำให้ความต้านทานของตัวนำเพิ่มขึ้นตามความถี่ของกระแสสลับที่เพิ่มขึ้น ส่งผลให้ประสิทธิภาพการนำไฟฟ้าของสายไฟลดลง และสิ้นเปลืองทรัพยากรโลหะ แต่ในการออกแบบสายเคเบิลสื่อสารความถี่สูง สามารถนำหลักการนี้มาใช้ประโยชน์ได้ โดยใช้วิธีการชุบเงินบนพื้นผิว เพื่อให้ได้ประสิทธิภาพตามที่ต้องการ ในขณะเดียวกันก็ลดการใช้โลหะลง จึงช่วยลดต้นทุนได้
ข้อกำหนดด้านฉนวนกันความร้อน
วัสดุฉนวนต้องมีความสม่ำเสมอ ซึ่งเป็นชนิดเดียวกับตัวนำ เพื่อให้ได้ค่าคงที่ไดอิเล็กตริก S และค่าแทนเจนต์ของการสูญเสียไดอิเล็กตริก Angle ที่ต่ำลง สายเคเบิล SAS มักจะหุ้มด้วย PP หรือ FEP และสายเคเบิล SAS บางชนิดก็หุ้มด้วยโฟมด้วยเช่นกัน เมื่อระดับการเกิดโฟมมากกว่า 45% การสร้างโฟมด้วยสารเคมีทำได้ยาก และระดับการเกิดโฟมก็ไม่คงที่ ดังนั้นสายเคเบิลที่มีขนาดเกิน 12G จึงต้องใช้วิธีการสร้างโฟมด้วยวิธีการทางกายภาพ
หน้าที่หลักของชั้นเอนโดเดอร์มิสที่เป็นโฟมทางกายภาพคือการเพิ่มการยึดเกาะระหว่างตัวนำและฉนวน ต้องรับประกันการยึดเกาะในระดับหนึ่งระหว่างชั้นฉนวนและตัวนำ มิฉะนั้นจะเกิดช่องว่างอากาศระหว่างชั้นฉนวนและตัวนำ ส่งผลให้ค่าคงที่ไดอิเล็กตริก £ และค่าแทนเจนต์ของการสูญเสียไดอิเล็กตริก Angle เปลี่ยนแปลงไป
วัสดุฉนวนโพลีเอทิลีนถูกอัดขึ้นรูปไปยังปลายหัวฉีดผ่านสกรู และถูกแรงดันบรรยากาศกระทำอย่างฉับพลันที่ทางออกของหัวฉีด ทำให้เกิดรูและฟองอากาศเชื่อมต่อกัน ส่งผลให้ก๊าซถูกปล่อยออกมาในช่องว่างระหว่างตัวนำและช่องเปิดของแม่พิมพ์ ทำให้เกิดรูฟองอากาศยาวตามพื้นผิวของตัวนำ เพื่อแก้ปัญหาทั้งสองข้างต้น จำเป็นต้องอัดขึ้นรูปชั้นโฟมไปพร้อมกัน... ชั้นผิวบางๆ จะถูกบีบเข้าไปในชั้นในเพื่อป้องกันไม่ให้ก๊าซปล่อยออกมาตามพื้นผิวของตัวนำ และชั้นในสามารถปิดผนึกฟองอากาศเพื่อให้มั่นใจถึงความเสถียรที่สม่ำเสมอของตัวกลางในการส่ง เพื่อลดการลดทอนและการหน่วงเวลาของสายเคเบิล และรับประกันความต้านทานลักษณะเฉพาะที่เสถียรในสายส่งทั้งหมด สำหรับการเลือกชั้นในนั้น ต้องเป็นไปตามข้อกำหนดของการอัดขึ้นรูปผนังบางภายใต้เงื่อนไขการผลิตความเร็วสูง กล่าวคือ วัสดุต้องมีคุณสมบัติแรงดึงที่ดีเยี่ยม LLDPE เป็นตัวเลือกที่ดีที่สุดที่ตรงตามข้อกำหนดนี้
ข้อกำหนดด้านอุปกรณ์
ลวดแกนหุ้มฉนวนเป็นพื้นฐานของการผลิตสายเคเบิล และคุณภาพของลวดแกนมีผลอย่างมากต่อกระบวนการในขั้นตอนต่อไป ในกระบวนการเลือกใช้ลวดแกน อุปกรณ์การผลิตจำเป็นต้องมีฟังก์ชันการตรวจสอบและควบคุมแบบออนไลน์ เพื่อให้มั่นใจถึงความสม่ำเสมอและความเสถียรของลวดแกน และควบคุมพารามิเตอร์ของกระบวนการ รวมถึงเส้นผ่านศูนย์กลางของลวดแกน ความจุในน้ำ ความเป็นศูนย์กลาง เป็นต้น
ก่อนการเดินสายแบบดิฟเฟอเรนเชียล จำเป็นต้องให้ความร้อนแก่สายพานโพลีเอสเตอร์แบบมีกาวในตัว เพื่อละลายและยึดติดกาวร้อนบนสายพานโพลีเอสเตอร์นั้น ส่วนที่ให้ความร้อนจะใช้เครื่องทำความร้อนแบบแม่เหล็กไฟฟ้าที่ควบคุมอุณหภูมิได้ ซึ่งสามารถปรับอุณหภูมิความร้อนได้อย่างเหมาะสมตามความต้องการจริง โดยทั่วไปแล้ว เครื่องทำความร้อนจะมีวิธีการติดตั้งแบบแนวตั้งและแนวนอน เครื่องทำความร้อนแบบแนวตั้งสามารถประหยัดพื้นที่ได้ แต่สายไฟต้องผ่านล้อปรับหลายตัวที่มีมุมกว้างก่อนเข้าสู่เครื่องทำความร้อน ซึ่งง่ายต่อการเปลี่ยนแปลงตำแหน่งสัมพัทธ์ของลวดแกนฉนวนและสายพานหุ้ม ส่งผลให้ประสิทธิภาพทางไฟฟ้าของสายส่งความถี่สูงลดลง ในทางตรงกันข้าม เครื่องทำความร้อนแบบแนวนอนจะอยู่ในแนวเดียวกันกับสายไฟคู่ ก่อนเข้าสู่เครื่องทำความร้อน สายไฟคู่จะผ่านล้อปรับเพียงไม่กี่ตัวที่มีบทบาทในการจัดแนว การพันสายไฟจะไม่เปลี่ยนแปลงมุมเมื่อผ่านล้อปรับ ทำให้มั่นใจได้ถึงความเสถียรของตำแหน่งการพันของลวดแกนฉนวนและสายพานหุ้ม ข้อเสียเพียงอย่างเดียวของเครื่องอุ่นล่วงหน้าแบบแนวนอนคือมันใช้พื้นที่มากกว่า และสายการผลิตจะยาวกว่าเครื่องม้วนที่มีเครื่องอุ่นล่วงหน้าแบบแนวตั้ง
วันที่โพสต์: 16 สิงหาคม 2565
