小型化の課題を克服する

小型化されたデバイスの需要は非常に高まっています。最新の自動車技術からスマートファクトリーの革新まで、ユーザーや消費者は幅広い機器に対して、より多くの機能、より優れた性能、そしてより小型なサイズを求めています。

機能性の向上やコンパクトなデザインへの要求に対応するため、部品は縮小を余儀なくされ、現世代のボード間コネクタは0.5mm以下のピッチを提供しています。そのような低背型の用途が一般的になるにつれ、設計者が直面する問題は、現実的な性能を維持しつつ、可能な限り小型のコネクタパッケージを実現する方法です。

実用的な限界

微細ピッチコネクタには実際的な課題が伴います。最初の課題は機械的強度です。ピッチが0.5mmの微細なコネクタの場合、接点同士の間に十分なスペースを確保するためには接点自体をさらに小さくする必要があります。これらの接点は通常、金属の平板から形状を形成するスタンピング工法によって製造されます。厚さが0.5mm未満の接点は非常に繊細であり、特別な取り扱いが求められます。

コネクタには、それぞれの接点の間隔を保ち、使用中の損傷を防ぐための保護を提供する絶縁体ボディも必要です。これらの絶縁体は、微細ピッチのコネクタで役立つように非常に薄くする必要があるさまざまなプラスチック材料から成形されます。接点とコネクタハウジングの両方がこのような薄い材料で製造されるため、設計者は日常使用に耐えうる十分な強度を保持するよう注意を払う必要があります。

PCBに部品を実装する際には、コネクタを非常に高い精度で配置する必要があります。接点のピッチがわずか0.5mmの場合、配置の許容差はさらに小さくなります。また、コネクタが2枚の並行基板を接続する役割を果たす場合、正確な配置は特に重要です。

PCB（プリント基板）のトレースと接点のピッチが非常に細かいことは、それらが運ぶ電気信号にも影響を及ぼします。平行したトレース同士が非常に近接している場合、クロストーク（信号トレース同士の干渉）が発生する危険があります。高速通信が一般的になりつつある中、Signal Integrity（SI、信号の整合性）の研究が非常に重要になっています。

ケーブル、コネクタ、PCBトレースを通じて送信される高速信号は、互いに干渉する可能性があります。これらのチャネルが近接しているほど、互いに影響を与える可能性が高くなり、また、この傾向は伝送速度が高くなるほど増大します。メーカーは、微細ピッチコネクタを設計する際にこれらの相互作用を理解しておく必要があります。

これらの小型コネクタは、最新世代のコンパクトデバイスのニーズに対応するため、電力を供給する必要もあります。従来型の設計では、電力コネクタと信号コネクタを別々に取り付けることが可能です。この手法は熱管理の観点から有効であり、熱を均一に分散させるのに役立ちます。また、回路の敏感な信号部分を電力部分から分離することもできます。しかしながら、PCB（プリント基板）が小型化するにつれて、別々にコネクタを取り付けるスペースが減少し、取り付け時に求められる精密さがより重要になります。特に、それらが並列またはメザニンPCBに同時に接続される場合には、組み立て誤差の許容範囲が非常に狭くなるため、この精密さが重要です。

革新的なソリューション

そのため、メーカーは、電力と高速信号を単一のパッケージで提供できる、最新世代のコネクタを開発する必要に直面しています。このパッケージは、小型で実用的である必要があります。

Molexは、携帯電話およびウェアラブル市場向けの超低背型コネクタソリューションの開発に長年取り組んできました。同社の最新の革新技術は、微細ピッチコネクタの限界を押し広げています。Quad-Rowコネクタは、わずか3.2mmの長さと0.6mmの高さのパッケージに最大36接点を提供します。この小型サイズは、一見するとシンプルな方法で実現されており、0.35mmピッチの4列の接点を使用し、各列をずらして有効ピッチをわずか0.175mmにすることで実現されています。この結果、PCB設計者にとってより管理しやすいフットプリントが得られ、製造時の許容度も向上します。コネクタの両端にある電力要素は、最大50ボルトで最大3アンペアの電流を供給可能であり、Quad-Rowを過酷な条件下でも実用的なソリューションとするための機械的強度も提供します。

デザイナーは、IoT（モノのインターネット）が要求する高速度を実現するための微細ピッチコネクタも必要としています。小型コネクタは、電磁干渉（EMI）に対するシールドなどの機能を内部に収容するスペースが不足しています。しかし、これらの機能は5G通信に必要な優れた信号整合性を維持するために重要です。これらの課題を克服するために、5G25シリーズコネクタは高周波（25 GHz）要件を満たす業界トップクラスのSI性能を提供します。Molexの独自の接点シールド技術とRF端子の遮断は、重要な5Gアプリケーションに必要な高いSI性能を維持します。

電子機器はますます小型化しています。Molexのようなコネクタメーカーは、次世代の小型化デバイスが必要とする高速性や電力供給能力を提供するだけでなく、最新技術を最大限に活用するために設計者が使用できるほど小型のソリューションを開発しています。MolexとArrowは、顧客に対して小型で革新的なソリューションを提供するパートナーシップを築き、未来の技術を設計する人々に優れた選択肢を提供するという使命を共有しています。