ヒロセ、AI およびエッジコンピューティングに対応した PCIe Gen6 対応の IT18 BGA メザニンコネクタを発売

ヒロセ電機は、AI およびエッジコンピューティング時代の高速、高密度の組み込みコンピューティングモジュール向けに設計された COM-HPC 準拠の BGA メザニンコネクタである IT18 シリーズを発表しました。

このコネクタは、コンパクトなフォームファクタで PCIe Gen6 および高速イーサネットを処理できる信頼性の高い薄型相互接続を必要とする産業および組み込みシステムの設計者をターゲットとしています。

主な機能と利点

COM‑HPC 標準への準拠 – IT18 は、PICMG COM‑HPC モジュール標準を満たすように設計されており、新規および既存の COM‑HPC キャリアボードと CPU モジュールの導入を簡素化し、カスタムコネクタのリスクを軽減します。
AI ワークロード向けの高速機能 – 32 GT/秒の PCIe Gen5 および 64 GT/秒の PCIe Gen6 PAM4 に加え、4 つの 25 Gbps レーンを使用する 100 Gbps イーサネットをサポートし、GPU、アクセラレータ、ストレージ、エッジシステムの高速ネットワーキングへの高帯域幅リンクを可能にします。
高密度 400 位置レイアウト – 400 コンタクトを備えた 0.635 mm ピッチにより、比較的小さな設置面積で大きな信号数を実現でき、基板サイズを拡大することなく複雑なモジュールのピン配置をサポートできます。
薄型スタッキングオプション – 5 mm と 10 mm のスタッキング高さが用意されているため、設計者はシステムの制約に応じて Z 高さ、エアフロー、機械的堅牢性を最適化できる柔軟性が得られます。
ピンインボール構造による信頼性の高い BGA 終端 – ピンインボール構成は、はんだ接合の堅牢性と取り付け信頼性を向上させることを目的としています。これは、温度サイクルや振動にさらされる産業用アプリケーションにとって重要です。
ルーティングと信号の完全性の向上 – 最適化されたライン間隔と、追加のグランドビアを組み込んだフットプリントレイアウトにより、制御されたインピーダンスルーティングとクロストーク抑制がサポートされ、PCIe Gen6 データレートでのアイダイアグラムの維持が可能になります。
機械的補強機能 – 溶接（保持）タブは、コネクタと PCB 間の接合を強化し、取り扱い、組み立て、システム動作中にはんだボールにかかるストレスを軽減します。
アセンブリ保護用の金属キャップ – コネクタには、リフロー中に本体を保護し、変形のリスクを軽減し、製造取り扱い中の異物による汚染を防ぐ金属キャップが付属しています。
ライセンスを取得した COM‑HPC コネクタ – IT18 は Samtec から正式にライセンスを受けた COM‑HPC コネクタであり、エコシステムの互換性を確保し、モジュールとキャリアのインターフェイスにおける相互運用性の懸念を軽減します。

一般的なアプリケーション

IT18 シリーズは、制約のある産業環境で高いスループットと信頼性が必要とされる組み込みコンピューティングモジュールをターゲットとしています。

リアルタイム制御、データロギング、監視システム用の産業用 PC と組み込みコントローラ
エッジでの高速センサーフュージョン、動作計画、AI 推論を必要とする産業用ロボットや人型ロボット
AGV と AMR。コンパクトなエッジコンピューティングモジュールがナビゲーション、SLAM、フリート調整アルゴリズムをローカルで実行します。
画像処理、処理、ユーザーインターフェースのサブシステム間の高帯域幅データ転送の恩恵を受ける医療機器
シャーシ内の PCIe とイーサネットを使用した高速データ収集やプロトコルアナライザなどのテストおよび測定機器
プロセスチャンバーの近くに設置された決定論的で信頼性の高いコントローラーに依存する半導体製造ツール
高密度の高速 I/O とコーデックをコンパクトなモジュールに収める必要がある放送機器やプロフェッショナル AV 機器
モジュール式で簡単にアップグレード可能な COM‑HPC フォームファクタに強力な CPU / GPU を統合したゲームおよびアミューズメントデバイス

一般に、COM‑HPC モジュールを使用し、モジュールとキャリアボード間に PCIe Gen5/Gen6 または 100G イーサネットを必要とする設計は、IT18 シリーズの候補となります。

技術的なハイライト

IT18 コネクタは、次世代 COM-HPC モジュールと高速シリアルインターコネクトの要件に基づいて設計されています。

機械的およびレイアウトの特性

ピッチとピン数 :0.635 mm ピッチ、400 ポジション、電源、グランド、高速差動ペア、側波帯信号、管理ラインの高密度マッピングをサポート
スタッキング高さ :5 mm と 10 mm が利用可能で、薄型ファンレスシステムや、ヒートシンクとエアフローチャネルを備えたより広々とした設計での使用が可能です。
BGA スタイルの終端 :PCB 側のボールグリッドアレイインターフェイス。自動 SMT アセンブリおよびピンインボール構造によるリフロー向けに設計されており、接合部の堅牢性が向上します。
溶接タブ :基板の屈曲、挿入、輸送中に機械的負荷を分散し、はんだ接合部を保護するための PCB への追加の機械的アンカー
金属キャップ :リフロー中にコネクタをカバーするために提供され、変形を防ぎ、嵌合前に接触領域に塵や粒子が侵入するのを防ぎます。

高速性とシグナルインテグリティの側面

サポートされているインターフェース :
- レーンあたり 32 GT/秒の PCI Express Gen5。
- レーンあたり 64 GT/s PAM4 の PCI Express Gen6
- それぞれ 25 Gbps の 4 つのレーンを介した 100 Gbps イーサネット
オープンピンフィールドレイアウト :コンタクトフィールドは柔軟なピンマッピングをサポートしているため、OEM は COM-HPC 仕様プロファイルまたは独自のバリアントに沿って差動ペア、電源ゾーン、制御信号を割り当てることができます。
最適化されたルーティングスペース :狭いピッチと慎重に管理されたライン間隔により、高速ペアをファンアウトしてリファレンスプレーンを維持するために、PCB 層に十分な配線クリアランスが確保されます。
クロストーク抑制 :推奨される設置面積では、追加のグランドビアと制御されたビアとトレースの間隔が実装され、PCIe Gen6 速度で重要となる近端および遠端のクロストークを低減します。

設計者は、詳細な SI パフォーマンスとアイダイアグラムへの準拠について、メーカーが推奨するランドパターン、ビア構造、データシートのスタックアップガイドラインを常に参照する必要があります。