커넥터란?
커넥터는 전기 연결로 전자 회로/전기 회로를 형성하는 부품입니다.
「커넥터」란 「연결하는 것」이라고 하는 의미입니다만, 오늘 다양한 것에 사용되고 있습니다.
수도관이나 에어 실린더를 연결하는 커넥터, 웹 데이터를 커넥터, 최근에는 사람이나 일을 연결하는 일이나 직함도 커넥터라고합니다.
우리 일리소전자공업이 제조 판매를 하고 있는 것은, 전기를 연결하는 「일렉트리컬 커넥터」라고 하는 것으로, 커넥터라고 불리는 것 중에서도 가장 인기있는 것입니다. 이 「있는 것」과 「있는 것」사이에서 전기를 연결하는 커넥터에 대해, 그 성립으로부터 어떻게 변화·진화해 왔는지, 그리고 이리소 전자 공업의 대처를 소개합니다.
커넥터에 대한 더 광범위한 설명
- 커넥터 신뢰성을 향상시키는 옵션
- 커넥터를 기판에 실장하는 방법에 대하여
- WtoB 커넥터 · IF 커넥터 정보
- 기판 대 기판 커넥터의 접속 형태 및 플로팅 기능
- 컴프레션 터미널 정보
- FPC/FFC 커넥터의 종류와 특징
커넥터의 탄생
커넥터는 언제 어떤 목적으로 탄생했습니까?
그 시작은 제 2 차 세계 대전 중이라고합니다.
전쟁을 배경으로 한 군수로 다양한 전자 기기가 차례로 개발되었습니다. 개발된 장비는 까다로운 환경에서 사용됩니다. 그러나 고장이 있을 때마다 '장치 세트'를 수리 공장에 반입해야 했습니다. 특히 대형 장비는 어렵습니다. 매번 힘든 비용이 들고, 일각을 다투는 경우에도 힘든 노력과 수고, 시간이 걸렸습니다. 그리고 백업을 해도 모두 "장치 세트"일 필요가있었습니다.
그 때, 수리의 간편화로서 「깨진 곳만 교환하고 싶다」라는 동기 부여가 발생했습니다. 거기서, 납땜으로 접속되어 있던 부분을 「착탈 가능한 전기 접속」으로 하고 싶다고 생각해, 그것을 실현하는 것으로서, 커넥터가 발명되어 사용되기 시작했다고 합니다.
최초로 개발된 커넥터는 납땜 결선된 전선을 분리 가능하게 한 것이었다. 그 후, 프린트 기판의 보급이나 다양한 전자 부품의 발명과 발달과의 시너지 효과로, 크게 형태를 바꾸어 갔습니다.
커넥터 다양화
눈에 닿기 쉬운 외부 커넥터
커넥터는 기기나 유니트끼리를 연결하는 밖에서 사용되는 것과 기기나 유니트의 내부, 주로 기판이나 부품간을 접속하는 것으로 분류됩니다. 전선을 접속하는 형태로 태어난 커넥터입니다만, 기기 밖에서 연결하는 형태가 현재도 주류가 되고 있습니다. 고기능화가 진행되어, 콘센트에 연결하는 것을 비롯해, USB나 네트워크용의 커넥터 등, 여러분도 눈에 띄는 기회가 많은 것이 다수 있습니다.
기기 내에서 사용되는 내부 커넥터
한편, 기기 내부에서 사용되는 것에서는, 프린트 기판의 보급이 에포크 메이킹(획기적인 발명)이 된 것도 있어, 그것에 더해지는 옵션으로서 몇가지 다른 형태의 것이 발명되어 보급되어 왔습니다. 예를 들면, 기판과 기판을 연결하는 「기판 대 기판 커넥터(BtoB)」, 「보드 투 보드」라고 불리는 커넥터나, 부드러운 프린트 기판으로서 발명된 FPC(플렉시블 프린티드 회로). 또한 FPC의 대체를 보다 전선적인 제법으로 만든 FFC(플렉시블 플랫 케이블)를 통해 연결하는 커넥터가 탄생했습니다.
일리소 전자 산업 커넥터
일리소전자공업에서는 '기판 대 기판 커넥터(BtoB)' 커넥터와 'FPC 커넥터'를 주력 제품으로 제조 판매하고 있습니다.
기기의 외부에 대해서도, 자동차 부품의 「인터페이스 커넥터」라고 불리는 것을 커스텀 중심으로 개발하거나, 최근에는 전선용의 커넥터도 상시하기도 하고 있습니다.
그럼에도 불구하고 장비 내부의 연결 솔루션 제공이 일리소 전자 산업의 특징이며 강점 이라고 생각합니다.
"확실히 연결"이란 무엇입니까?
그러면, 일리소전자공업이 「확실히 연결한다」라고 하는 기능을 제공하는데 있어서, 어떠한 대처를 하고 있는지에 대해 소개합니다.
어느 정도의 나이는 분은, 옛날의 전자 기기로 「두드리면 낫다」라고 하는 현상을 아시는 분이 많다고 생각합니다. 그것은, 커넥터의 결함과 커넥터 실장부도 포함한 개소의 땜납의 크랙이 원인인 것이 대부분입니다. 이것은 「확실히 연결한다」 「확실히 연결한다」를 실현할 수 없는 일례라고 해도 좋을 것입니다.
커넥터의 원칙은 "저 저항이 낮고 안정된 전기 연결을 실현하는 방법"입니다. 커넥터가 확실히 연결해야 할 것은 그 탄생 시절부터는 기기의 크기, 기능의 다양화, 고기능화가 진행되어 필요한 에너지나 통신하고 싶은 정보량의 증가 등 끊임없이 변화를 계속하고 있습니다. 부품 구성은 복잡해졌으며 고밀도 실장과 다양한 형태의 조립이 필요했습니다. 고기능화는 방대한 에너지를 필요로 하는 동시에 온도 상승도 불가피한 과제가 되고 있습니다.
연결의 다양화에 대응
이러한 끊임없는 변화·진화 속에서, 일리소전자공업이 생각하는 「확실히 연결한다」란,
① 다양한 주변 환경에서
② 전기와 함께 부품이나 기구도 연결하는 것을 염두에 두면서
③ 증대하는 정보와 에너지를 연결
그렇게 됩니다.
이를 실현하기 위한 대처로서, 이번은 고내열 커넥터, 커넥터에 있어서의 2점 접점 접속, 플로팅 기구를 가진 기판 대 기판 커넥터(BtoB), 및 플로팅 커넥터에 있어서의 고속 전송에의 대응에 대해 개요를 소개합니다.
일리소 전자공업이 추구하는 기술
고내열 커넥터
고 내열 커넥터 요구 배경
최근, 커넥터에 대한 내열 요구는 점점 올라오고 있습니다. 왜 내열성이 필요하고 그 요구가 더 엄격 해지고 있습니까?
이유는 설치 환경에 있습니다.
최근의 디바이스의 고기능화·고주파화에 의해, 반도체 등으로부터의 발열량이 해마다 증가하고 있다. 그 밖에도, 예를 들면 자동차에서는 엔진 주위는, 특히 고온이 됩니다. 이러한 주변 부품으로부터 받는 영향에 의해, 커넥터는 고온하에서 접속이라고 하는 기능을 완수하지 않으면 안 되어 왔습니다.
또한 커넥터 자체의 통전에 의한 발열도 있습니다. 커넥터는 통상 30℃ 상승이 되는 전류값을 정격으로 하고 있습니다만, 이러한 모두를 예상한 내열성을 가지는 것이 필요합니다.
고온에서 안정적인 연결에 필요한 것
내열성에서 특히 중요한 것은 고온 환경에서 접촉 저항을 유지하는 것입니다. 커넥터의 단자, 소위 연결부는 주로 구리 합금으로 이루어져 있습니다. 접촉 저항은 단자간의 접촉하는 압력에 의존합니다만, 통상, 페어의 커넥터의 한쪽 혹은 양측에 스프링 기구를 가지는 것으로 성립시키고 있습니다. 금속은 고온화에서는 "어닐링"이라는 연화 현상이 진행됩니다. 원래 커넥터 단자는 금속으로서 어느 정도의 「변형」을 가지는 것으로 스프링성을 유지합니다만, 고온화에서는 「변형」이 취해져 가고 스프링성이 약해져 버립니다.
이 약해지는 과정에서, 소정의 제품 수명간에 일관된 적정한 접압을 또한 한정된 공간·비용 내에서 실현할 필요가 있습니다. 너무 강하면 감합이 어려워지기 때문에 초기의 접압은 그다지 강하지 않을 것. 한편, 어닐이 진행되어도 필요한 접압을 유지하는 것. 이를 위해서는 적절한 금속 재료를 선택하는 것 외에도 다양한 연구를 거친 터미널 모양의 설계 기술이 중요합니다.
일리소전자공업에서는 지금까지 쌓아온 많은 노하우와 평가수법, 또 CAE를 적절히 실시함으로써 수많은 고내열 커넥터를 출시해 왔습니다. 당사 제품은 125℃ 정격 대응이 최대 정격이 되어, 기판 대 기판 커넥터(BtoB), FPC 커넥터의 양쪽 모두 갖추고 있습니다.
2점 접점 커넥터
2점 접점 커넥터의 두 가지 이점
다음에 2점 접점에 대해입니다.
그 이름에서 알 수 있듯이 하나의 터미널이 여러 개 (여기서는 두 점)의 접점을 가진 구조를 호출합니다. 2점 접점의 이점은 두 가지입니다.
첫 번째는 중복 연결. 2점 중 1점이 빠져 버린 경우에도, 다른 한편으로 접속이 담보할 수 있는, 즉 접촉 결함의 리스크를 경감할 수 있습니다.
두 번째는 이물질 제거. 모든 2점 접점 단자가 아니라, 소정의 구조를 가지고 있는 경우에만 성립하는 메리트입니다만, 상대측 단자에 이물질이 부착해 버린 경우 등, 전단의 단자가 그것을 긁어내는 것으로, 후단의 접점에서의 접속을 확실한 것으로 할 수 있습니다.
2점 접점에 의한 이물 제거
이것을 실현하기 위해서는, 감합시의 동일 직선상으로, 각각 독립한 스프링을 가진 단자가 전후에 늘어서 있을 필요가 있습니다. 가위 같은 2점 접점도 있습니다만, 중복 접속은 확보할 수 있어도 이물 제거는 기대할 수 없습니다.
일리소전자공업에서는 이물 제거에 무게를 두고 있으며, 대부분의 2점 접점의 커넥터는 해당 구조의 단자를 가지고 있습니다. 지금까지 많은 고객의 문제 해결에 기여해 왔습니다.
이 동영상에서는 실제로 2점 접점의 단자가 이물질을 제거하고 있는 모습을 보실 수 있습니다.
2점 접점 커넥터에 관해서는, 2-POINT CONTACT의 페이지에서도 자세히 소개하고 있으므로, 꼭 함께 봐 주세요.
플로팅 커넥터
다음은 플로팅 커넥터, 이동 가능한 기판 대 기판 커넥터 (BtoB)에 관한 것입니다.
기판끼리를 접속할 때에, 복수의 커넥터로의 접속이 필요한 경우나 기구 부품과의 겸용으로 강제적으로 커넥터 위치가 강제되어 버리는 경우 등, 실장시의 「위치 어긋남」에 의한 응력이, 커넥터부, 특히 SMT의 부분에 집중해 버리는 일이 있습니다. 그러한 경우, 원래 조립하기 어려움도 있고, 조립되어도 크리프 응력에 의해 솔더부에의 크랙 등의 결함이 발생하는 요인이 됩니다.
일리소 전자공업의 로봇 적합 커넥터는 자동 조립에 최적
일리소전자공업의 주력 제품이기도 한 플로팅 커넥터는 단자부에 XY방향으로 가동에 응하는 스프링을 가지는 것으로, 이 위치 어긋남에 관한 문제를 해결합니다.
그리고 적절한 유입 기구와 조합함으로써 제품의 조립·조립성도 향상하기 위해 자동 조립 프로세스에 최적이며, 수작업에서도 작업성은 현격히 개선됩니다.
로봇 적합 커넥터 Auto-ILock도 전개
자동 조립에 관해서는 1 액션으로 끼울 수 있는 Auto I-Lock 이라는 FPC/FFC 커넥터도 준비하고 있습니다.
심플한 삽입 액션으로의 FPC/FFC와의 끼워맞춤은, 자동 실장에 최적이며, 매뉴얼에서의 작업도 용이하게 되어 안정합니다. 또 삽입시의 클릭감은 불완전 삽입의 포카요케도 됩니다.
또한 일리소 전자공업에서는 플로팅 커넥터의 진화계로서 Z축 방향으로도 가동을 가능하게 한 Z-Move를 준비하고 있습니다. 진동에 의한 단자의 미끄럼 마모 대책으로서도 유효합니다.
고속 전송 커넥터
고속 전송 요구 증가
음, 마지막은 고속 전송에 대한 노력입니다.
전자기기의 고기능화, 복잡화에 따라 커넥터가 연결해야 하는 전기신호의 정보량은 시대와 함께 점점 커지고 있습니다.
즉 전기 신호의 주파수가 증가하고 있으며, 그에 따라 전기 신호의 "길이"파장이라고 불리는 것이 점점 짧아지고 있습니다.
이것이 의미하는 것은 더 작거나 짧은 전송로에서 신호의 영향이 커졌다는 것입니다. 결과적으로, 과거 Km 단위의 전화선의 전송으로 일어나고 있던 것과 같은 문제가, 헤세이에는 m 단위로, 영화의 현재에서는 mm의 오더로 발생하게 되어 왔습니다.
즉, 지금까지는 기판의 트레이스, 전선이나 케이블에 주의를 기울였던 것처럼, 커넥터와 같은 보다 작은 부품에도 보다 세세한 배려가 필요해져 왔습니다.
기구와 전송 특성의 양립
커넥터는 「기구」를 가지고 있기 때문에, 전선이나 기판의 트레이스에 비해, 보다 복잡한 구조를 하고 있습니다.
앞에서 설명한 플로팅 커넥터는 특히 복잡한 구조를 갖지 않을 수 있습니다.
그러나 고속 전기 신호는 특히 선로가 되는 금속부가 심플한 구조가 고성능화하기 쉽습니다. 따라서 복잡한 구조를 가지면서도, 고속 전송에 견딜 수 있는 성능을 실현하는 방법이라는 점이 기술력의 출현이 되는 것입니다.
신호 무결성 및 커넥터
이러한 신호 전송의 고속화를 배경으로, 약 20년 전부터 「시그널 무결성(신호의 무결성을 담보하자)」이라는 생각이 퍼져 왔습니다. 그 신호 무결성이라는 사고 방식 중에서 커넥터는 "일부 버짓을 받아 연결한다"라는 기능을 실현하는 것입니다. 그림과 같이 드라이버 출구에서 수신기에 이르기까지 신호 무결성을 고려하는 데는 여러 가지 요인이 있습니다.
그 중 하나는 커넥터의 성능입니다. 규격 등으로 명확하게 버짓 나누기가 되지 않은 케이스에서는 커넥터 단독의 성능으로 일의적으로 대응 전송 속도를 결정하는 것은 엄밀하지 않습니다. 그렇다고는 해도, 고객이 선택하실 때, 보다 선택하기 쉽도록 「기준」을 전하고 싶다고 생각하고 있습니다.
따라서 일리소전자공업에서는 자체 정의를 그 기술적 배경과 함께 공개하고 각 커넥터의 대응 데이터 레이트를 붙이고 있습니다. 우선은 기판 대 기판 커넥터로부터 이 대처를 시작하고 있으므로, 흥미가 있는 분은 이쪽을 봐 주세요.
이쪽의 내용에 관해서는, 꼭 고객으로부터 다양한 피드백을 주시면 좋겠다고 생각하고 있습니다. 만약, 눈치채는 점등 있으면, 문의 폼 으로부터 의견을 보내 주세요.
고속 전송 대응 제품의 개발을 지원하는 것
이와 같은 대처를 하기 위해서는, 물론 고속 전송에 대응한 제품이 필요합니다. 그것들을 만들어 내기 위해서는 평가·해석·시뮬레이션이라고 하는 노하우가 중요해지고 있습니다. 일리소전자공업에서는 주파수 도메인, 타임 도메인의 각종 파라미터 평가, 근사계 측정, 비트 오류율의 측정에 더해, 전자계 및 회로 시뮬레이션 등···, 그것과 쌍을 이루는 기구·기계면의 평가 시뮬레이션을 충실시키고 있습니다. 이러한 실제 평가와 시뮬레이션을 조합하여 고객으로부터 지금까지 받은 피드백을 축적하여 고속 전송 대응품 개발의 토대로 하고 있습니다.
여기에서 당사의 고속 전송 커넥터에 대한 다양한 대처를 볼 수 있습니다.
커넥터에 대한 더 광범위한 설명
커넥터의 성립으로부터 변화·진화, 그리고 이리소전자공업의 대처에 대해 소개했습니다.
다음 기사에서는 커넥터에 대한 광범위한 기술 설명과 당사 제품을 소개합니다. 꼭 봐 주세요.
커넥터 신뢰성을 향상시키는 옵션
커넥터의 접속 신뢰성을 높이는 옵션으로서 「2점 접점 접속」과 「정전 실드/GND 단자」를 소개합니다.
커넥터를 기판에 실장하는 방법에 대하여
커넥터의 기반에의 실장 방법에 대해서, 타입의 소개와 각각의 특징을 설명합니다.
WtoB 커넥터 · IF 커넥터 정보
WtoB 커넥터·IF 커넥터란 무엇인가, 커넥터에의 전선의 설치 방법이나 당사의 제품에 대해 설명합니다.
기판 대 기판 커넥터의 접속 형태 및 플로팅 기능
기판 대 기판 커넥터의 접속 형태의 종류, 납땜부에의 크랙 등을 방지하는 플로팅 기능, 플로팅 커넥터의 진화계 내진동 솔루션 Z-Move에 대해 설명합니다.
컴프레션 터미널 정보
컴프레션 터미널의 기구나 선택 방법, 높은 작업성이나 신뢰성을 실현하는 옵션등에 대해 설명합니다.
FPC/FFC 커넥터의 종류와 특징
FPC/FFC 커넥터란 무엇인가, ZIF 커넥터와 NON-ZIF 커넥터에 대해서, 각각의 특징이나 이점등에 대해 설명합니다.