초소형화의 도전 극복

소형화된 장치에 대한 수요가 매우 큽니다. 최신 자동차 기술부터 스마트 팩토리 혁신까지, 사용자와 소비자는 광범위한 장비에서 더 많은 기능, 더 뛰어난 성능, 그리고 더 작은 크기를 요구하고 있습니다.

증가하는 기능성과 소형화된 디자인에 대한 요구를 충족하기 위해, 구성 요소들은 크기를 줄일 수밖에 없었으며, 현재 세대의 보드 간 커넥터는 0.5mm 이하의 피치를 제공합니다. 이러한 저프로파일 애플리케이션이 일반화됨에 따라, 설계자들이 직면하는 문제는 현실적인 성능을 유지하면서 가능한 한 작은 커넥터 패키지를 구현하는 방법입니다.

실질적인 한계

미세 피치 커넥터와 관련된 실질적인 과제가 있습니다. 첫 번째는 기계적 강도입니다. 피치가 0.5mm인 미세 피치 커넥터의 경우, 충분한 간격을 확보하기 위해 각 접점 사이의 공간이 줄어들며 접점 자체는 더욱 작아야 합니다. 이러한 접점은 일반적으로 금속 평판에서 접점을 형성하는 스탬핑 공정을 통해 제조됩니다. 두께가 0.5mm보다 작은 접점은 섬세하며 특별한 취급이 필요합니다.

커넥터에는 각 접점 간의 분리를 유지하고 사용 중 손상을 방지하기 위해 보호 기능을 제공하는 절연체 본체가 필요합니다. 이러한 절연체는 미세 피치 커넥터에서 유용하도록 매우 얇아야 하는 다양한 플라스틱 재료로 성형됩니다. 접점과 커넥터 하우징이 모두 이렇게 얇은 재료로 제조되므로 디자이너는 일상적인 사용에 충분히 견고하도록 보장해야 합니다.

PCB에 부품을 배치할 시기가 되면, 커넥터는 매우 높은 정확도로 배치되어야 합니다. 접촉 피치가 단지 0.5mm라면, 배치 허용 오차는 더욱 작아집니다. 커넥터가 두 개의 평행 보드 간 연결을 제공하는 경우에도 정확한 배치는 매우 중요합니다.

PCB 트레이스와 접점의 놀라울 정도로 세밀한 간격은 그것들이 전달하는 전기 신호에도 영향을 미칩니다. 서로 매우 가까운 평행 트레이스는 크로스토크 위험을 초래할 수 있는데, 이는 한 신호 트레이스가 다른 트레이스에 의해 간섭을 받는 현상입니다. 고속 통신이 점점 일반화됨에 따라, 신호 무결성(Signal Integrity, SI)에 대한 연구는 대단히 중요해지고 있습니다.

케이블, 커넥터 및 PCB 트레이스를 통해 전송되는 고속 신호는 모두 서로 간섭할 가능성이 있습니다. 이러한 채널 간 간격이 좁을수록 서로 간섭할 가능성이 높아지며, 전송 속도가 높아질수록 이러한 경향은 더욱 강해집니다. 제조업체는 미세 피치 커넥터를 설계할 때 이러한 상호 작용을 이해해야 합니다.

이 작은 커넥터는 최신 세대의 소형 장치 요구를 충족하기 위해 전력을 제공해야 합니다. 보다 일반적인 설계에서는 전력 및 신호 커넥터를 별도로 장착할 수 있습니다. 이는 열 관리 목적으로 유용할 수 있으며, 열이 보다 고르게 분산되도록 하고 회로의 민감한 신호 부분을 전원으로부터 분리하는 데 도움이 됩니다. 하지만 PCB가 점점 더 소형화됨에 따라 별도의 커넥터를 장착할 공간이 줄어들고, 설치 시 요구되는 정밀도가 크게 증가합니다. 이것은 특히 병렬 또는 메자닌 PCB에 동시에 결합해야 하는 경우 조립 오류에 대한 허용 오차가 매우 작아지는 상황에서 더욱 그렇습니다.

혁신적인 솔루션

따라서 제조업체는 작고 실용적인 단일 패키지에서 전력과 고속 신호를 전달할 수 있는 최신 세대의 커넥터를 제작해야 하는 필요에 직면해 있습니다.

Molex는 휴대폰과 웨어러블 시장을 위한 저프로파일 커넥터 솔루션 개발에 수년간 매진해 왔습니다. 그들의 최신 혁신 기술은 초미세 피치 커넥터의 한계를 뛰어넘고 있습니다. Quad-Row 커넥터는 길이 3.2mm, 높이 0.6mm 크기의 패키지에 최대 36개의 접점을 제공합니다. 이 작은 크기를 실현하는 방법은 놀랍도록 간단하며, 0.35mm 피치로 이루어진 네 줄의 접점을 배치하고 각 줄을 엇갈리게 배열하여 효과적인 피치를 단 0.175mm로 만드는 방식입니다. 그 결과, PCB 디자이너에게 더 관리하기 쉬운 풋프린트를 제공하고 제조 과정에서 더 큰 허용오차를 가능하게 합니다. 커넥터 양 끝에 있는 전력 요소는 최대 3 Amps의 전류를 50볼트에서 전달할 수 있으며, Quad-Row가 까다로운 조건에서도 실용적인 솔루션이 될 수 있도록 기계적 강도를 제공합니다.

디자이너들은 또한 사물인터넷(IoT)에 필요한 고속을 제공할 수 있는 미세 피치 커넥터를 필요로 합니다. 작은 커넥터는 전자기 간섭(EMI)을 방지하기 위한 차폐와 같은 기능을 위한 내부 공간이 부족합니다. 이는 5G 통신에 필요한 우수한 신호 무결성을 유지하는 데 중요합니다. 이러한 과제를 극복하기 위해 5G25 시리즈 커넥터는 고주파수(25GHz)의 요구를 충족시키기 위해 업계 최고의 SI(신호 무결성) 성능을 제공합니다. Molex의 독점적인 접점 차폐 기술과 RF 단자의 분리는 미션 크리티컬한 5G 애플리케이션에 필요한 높은 수준의 SI 성능을 유지합니다.

전자 기기는 점점 더 작아지고 있습니다. 몰렉스(Molex)와 같은 커넥터 제조업체는 차세대 소형화된 기기가 필요로 하는 속도와 전력 능력을 제공하는 동시에 최신 기술을 최대한 활용할 수 있도록 크기가 충분히 작은 솔루션을 개발하고 있습니다. 몰렉스와 애로우(Arrow)는 고객에게 소형화되고 혁신적인 솔루션을 제공하기 위해 협력하며, 미래 기술 디자이너를 위한 최상의 선택을 제공하겠다는 약속을 공유하고 있습니다.