金属仕上げの種類: 接触抵抗とその他の電子機器の考慮事項

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コネクタは電子設計において見落とされがちな側面ですが、周囲の世界とやり取りしたり、バッテリーを充電したり、結果を出力したりする場合には、確かに不可欠です。オーディオ コネクタでは、金メッキされたコネクタが「ゴールド」標準であるとよく言われますが、それには十分な理由があります。金接点は、多くの状況において、耐性、耐久性、コストの最適なバランスを提供します。したがって、金は中心的な存在かもしれませんが、それが唯一のコーティングオプションではなく、あらゆる状況に最適というわけではありません。今日は、利用可能なさまざまなコーティング オプションと、それらがさまざまな用途でどのように優れているかを見ていきます。

金属の特性は何ですか?

コネクタの仕上げは、通常、その特性に基づいて2つのカテゴリに分けられます。特性は金属に固有のものであるため、材料は周期表のように分類され、名前もそれを反映して、貴金属接触仕上げと非貴金属接触仕上げになります。利用可能なオプションを詳しく見ると、かなり明らかな違いがわかります。注目すべき点は、抵抗(オームで測定)、嵌合力(材料が自己潤滑性を持っているか、ワイプタイプの接続にうまく反応するか)、酸化と腐食、機械的摩耗、さまざまな温度への反応です。さまざまなコーティングには、用途に合わせてこれらの特性がさまざまに組み合わされています。 

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接触抵抗とサイクル数

ここで触れておきたい具体的な特徴は、サイクル カウントです。サイクル数は、指定された接触抵抗を満たさなくなるまでにコネクタが実行できる嵌合サイクルの数を詳細に示します。サイクル数は、接合面のコーティング材料と厚さに大きく関係します。コーティングが厚ければ厚いほど、または摩耗や腐食に対する耐性が高ければ高いほど、コネクタが指定された接触抵抗内に長く留まることができます。サイクルカウントに達したとしても、コネクタが完成したわけではなく、抵抗が上昇する可能性があることを意味します。より高い接触抵抗に対応できる場合、コネクタが故障したと判断されるまでに処理できるサイクル数が大幅に増加します。

エレクトロニクスのゴールド:高貴な接点仕上げ

ノーブルコンタクト仕上げでは、接触面として金またはパラジウムとそれらの合金を使用します。仕上げは構造材料の上に薄い電気メッキコーティングを施したもので、耐久性の向上とコストの削減に役立ちます。接点を完全に金にすると非常に高価になり、可鍛性があるため変形して接合力が低下する可能性があるためです。金の典型的なコーティングの厚さは、ニッケルまたは銅上で0.4umから0.8umの間です。耐腐食性が高く、酸化しにくいため、ノーブル仕上げは過酷な環境に最適であり、その性能により、信頼性の高いアプリケーションで長いサイクル寿命が得られます。Molexの 0330013004 のような圧着コネクタは金メッキされており、さまざまなコネクタ ハウジングに適合します

材料 抵抗率
ρ (Ω·m) at 20 °C

導電率
σ (S/m) 20 °C

温度係数 (K−1)
1.59×10−8 6.30×107 0.0038
1.68×10−8 5.96×107 0.003862
2.44×10−8 4.10×107 0.0034
ニッケル 6.99×10−8 1.43×107 0.006
パラジウム 10.54×10−8 1×107 0.0042

電子機器における銀:非貴金属接点仕上げ

非貴金属接触仕上げでは、接触面としてスズまたは銀およびそれらの合金を使用します。「銀は貴金属だ」と言う人もいるでしょう。それは事実ですが、銀は環境によっては変色する性質があり、特に硫黄の量が通常よりも多い環境では変色する傾向があるため、金やパラジウムと同等の評価は得られません。また、銀は摩擦係数が高く、摩耗特性が悪いため、挿入力が高くなり、耐久性が低下します。錫にも酸化層の問題がありますが、より長いコネクタワイプを使用することでこの問題を軽減でき、酸化層を削り取って接触を改善できます。非貴金属仕上げにおける挿入力の問題を解決する1つの方法は、コネクタ潤滑剤を使用することです。 

電子機器におけるスズ:工業および商業用途

錫は、コネクタが頻繁に取り外されない産業環境や商業環境でよく使用されます。バッテリーと電源の接点にはそれぞれシルバーとストレートニッケル仕上げが施されています。銀はすべての金属の中で最も抵抗率が低いため、電圧降下と発熱を最小限に抑えながら高電流を流すことができ、高電流用途でも人気があります。現在の銀の取り扱い能力の良い例は、 スーパーセイバー モレックスのシステムは、ブレードあたり34Aを供給できる。 コネクタ

コネクタの仕上げは、システムの使用耐久性に非常に大きな影響を及ぼします。さまざまな特性を持つオプションが多数あります。最初に少し考えておくことで、必要な仕様を満たすシステムに適したコネクタを入手できます。

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