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コネクタ選定チェックリスト:RF、基板対基板、ワイヤ対基板の各ファミリを設計に適合させる

PCB設計におけるコネクタの選定作業のほとんどは、コネクタカタログを開く前に完了しています。そのため、コネクタ選定チェックリストは部品番号ではなく設計から始まります。レイアウトが確定するまでに、通常、次の3つの事項が既に決定されています。RF経路が伝送する必要のあるインピーダンスと周波数、筐体が許容するスタック高さと基板外形、そして出荷後にユニットを開封する必要があるかどうかです。
これら3つはオプションではなく入力として扱ってください。DCから6GHzまで50Ωのパスは同軸インターフェースを指し示し、単価がどうであれ、リボン、ヘッダー、端子台といった製品は候補から外されます。2枚の平行基板間の1.2mmのギャップは好みではなく、どの基板間ピッチが現実的かを決定するものです。アセンブリを現場で修理する必要がある場合、コストの話になるずっと前に、永久的に半田付けされた基板ペアは候補から外れます。
それらの回答を1か所にまとめておくことが、チェックリストを再利用する価値を高める理由です。設計段階で既に決定された事項を記録することで、適切な比較が可能なほど候補リストを絞り込むことができます。
コネクタファミリーを排除するコネクタ選択基準(順不同)
これらの入力項目が確定したら、コネクタの選択基準によって順に選択肢を絞り込んでいきます。以下の3つの質問を順番通りに行わないと、厄介なケースが発生します。つまり、電気的要件を満たしている部品が、発注書にきれいに記載できず、フットプリントと異なる図面が添付された状態で届く、といったケースです。
信号、電力、またはその両方。
まず最初に問われるのは、実際に接点を通過するものが何であるかということです。インピーダンス制御された信号専用経路は同軸ケーブルにつながり、電源専用経路は端子台やより太いヘッダーにつながります。混合経路の場合は、通常、ピン数やメッキに関して妥協が必要になります。この一問で、候補の半分は除外できます。
基板間接続、または基板とケーブル間の接続。
製品寿命の間、2枚の基板間で固定されたままの接続は、基板間接続およびFFC/FPC接続に分類されます。一方、ヒンジを迂回したり、シャーシの壁を貫通したり、保守のためにプラグを抜いたりする必要がある接続は、ワイヤ対基板接続またはケーブルアセンブリの領域に属します。この問題を後回しにすると、コストがかさみます。なぜなら、プラグイン可能なハーネスを想定しているにもかかわらず、はんだ付け接続を指定している設計は、図面上ではなく、生産ライン上で修正されることになるからです。
現在の状況、そして交尾の頻度。
電流によって最小接点サイズが決まり、間接的にピッチも決まります。嵌合頻度によって接点の形状が決まります。組み立て時に一度だけ嵌合するコネクタと、技術者がモジュールを交換するたびに嵌合するコネクタは、たとえピッチが1.27mmでフットプリントが同じであっても、異なる製品です。
順番が重要なのは、それぞれの答えが次の答えを絞り込むからです。ピッチを先に決めてから電流を逆算していくと、0.5mmの部品が本来耐えられない荷重に対して指定されてしまうことになります。
生き残るもの:用途別コネクタ選定
これら3つの質問の後、通常は1つのファミリー、場合によっては2つのファミリーが残ります。以下の表は、用途別のコネクタ選定の際に役立つ比較表です。最後の列は、注文前に書面で確認しておくべき項目です。
| ファミリー | 標準的なピッチ/インターフェース | 電流プローブ | 典型的な交尾生活 | ご注文前にご確認ください |
|---|---|---|---|---|
| RF / 同軸 | 50Ωインターフェース(SMA、SMB、IPEX、FAKRA)、DC~6GHz | 信号経路、最大1A | 約500サイクル(標準) | インピーダンス、上限周波数、および接点メッキ。KH-SMA-K513-G |
| ボード間 | 0.5 mm(2.5 mm XHもここでカウントされます) | 接触あたり約0.5A | 約20~30サイクル(標準) | スタック高さと位置合わせの許容誤差。KH-WB105-F20E-04L、KH-XH-11A-Z |
| ワイヤーツーボード | 20 mm | 3A/250V | 約30サイクル(標準) | ワイヤーゲージとロック保持機構。KH-A2504-10AW |
| FFC/FPC の仕様 | 0.5 mm / 1.0 mm | 接触あたり約0.5A | 約20~30サイクル(標準) | 挿入方向と曲げ半径。KH-FFC-A0.5-10P、KH-FFC-V0.5-10P |
| ピンとメスヘッダー | 1.27 mm(同系列では2.0 / 2.54 mm) | 1.0A / AC 500V | 約50サイクル(標準) | 積層高さと選択的金メッキ。KH-1.27FH-1X10P-H4.3 |
| 端子台/産業用 | 20 mm | 8 A / 300 V、AC 2000 V/分 | 約50サイクル(標準) | 沿面距離と端子トルク。KH-15EDGRC-3.81-10PG |
上記のピッチ、電流、耐電圧、温度範囲、接触抵抗および絶縁抵抗の数値は、公表されているデータに基づいています。 Kinghelm データシートを参照してください。嵌合寿命は、保証された仕様ではなく、業界標準の参考範囲であり、部品番号ごとに確認することをお勧めします。
サンプルまたは発注書を送付する前に確認すべきコネクタ選定チェックリスト
候補リストは注文ではありません。下記のコネクタ選定チェックリストは、購買担当者がサプライヤーとの会話ではなく、サプライヤーの文書に基づいて回答できるようにするためのものであり、入荷検査の際に確認すべき基準となります。
| チェック | 提出する価値のある証拠 |
|---|---|
| 投球、ポジションカウント、着地パターン | データシートの図面と、レイアウトに合わせた3Dファイルまたはフットプリントファイル |
| スタック高さとアライメント許容値 | 寸法公差付き図面、およびスタックが重要な嵌合サンプルペア |
| 電流ディレーティング | 接点電流定格は、25℃ではなく、動作周囲温度で測定してください。 |
| 接触抵抗、絶縁抵抗、耐電圧 | データシートまたはテストレポートからの定格値 |
| めっきおよび接触材料 | めっきの厚さと基材は書面で明記されている。 |
| 動作温度とリフロープロファイル | 定格範囲+推奨リフローカーブ |
| 交尾生活とキーイング | 定格サイクルと位置カウントのための誤嵌合防止機能 |
| 保持力と振動 | 挿入および引き抜き力、ならびにラッチまたはロックの詳細 |
| RoHSとREACH | 一般的な声明ではなく、最新の声明 |
| サンプルとバッチの一貫性 | 製造工程からのサンプルと、受入検査基準 |
ボード・トゥ・ボードが生き残ったものなら
基板間接続は、電気的および機械的な解決策が同時に決定されるため、もう1つのステップが必要です。後々の変更を最も多く引き起こす数値はピッチではなく、スタック高さの許容値です。固定された0.9 mmスタック用に設計された0.5 mmコネクタは、パネル全体で累積された0.3 mmのPCB厚さとソルダーマスクのばらつきを吸収できません。アライメントも同じルールに従います。0.5 mmピッチで20~40箇所では、わずか数ミリメートルのずれでも、最初の挿入時にコンタクトが曲がってしまうのに十分です。
基板間コネクタが最終候補に残った場合、適切な基板間コネクタの選び方に関するガイドでは、スタック高さ、コプレーナ型、直角型などのオプションについてより詳しく解説しています。
レイアウトを確定する前に、候補リストについてセカンドオピニオンが必要な場合は、当社のエンジニアがお客様の図面に基づいて、スタック高さ、電流ディレーティング、嵌合寿命をレビューいたします。上記のいずれのファミリについても、サンプル申請ページからサンプルをご請求いただけます。技術的なご質問は、お問い合わせフォームからお問い合わせいただくのが最も迅速です。




