더욱 작고, 강력하고, 사용하기 쉬운 기기를 요구하는 고객의 목소리가 계속해서 커지고 있습니다. 따라서 이러한 기기 제조에 사용되는 부품들도 같은 혁신 과정을 따라야 합니다. 이 문서에서는 향상된 기능과 소형 설계를 중심으로 Molex의 최신 연결 솔루션에 대해서 알아보겠습니다.
소형 기기에 대한 수요가 매우 높습니다. 최신 자동차 기술부터 스마트 팩토리 혁신에 이르기까지 사용자와 소비자들은 더 많은 기능, 높은 성능, 소형 크기의 많은 장비를 요구하고 있습니다.
향상된 기능과 소형 설계에 대한 요구에 발맞추기 위해 부품의 크기도 축소되어 왔으며 현재 세대의 보드 대 보드 커넥터는 0.5mm 이하의 피치를 제공합니다. 이러한 로우 프로파일 부품이 널리 사용되기 시작하면서 설계자들은 실질적인 성능을 그대로 유지하면서 커넥터 패키지를 최소화할 방법을 찾느라 어려움을 겪고 있습니다.
실용적 한계
정밀 피치 커넥터는 실용성 측면에서 풀어야 할 과제가 있습니다. 첫 번째는 기계적 강도입니다. 커넥터의 정밀 피치가 0.5mm인 경우 접점 자체의 크기를 줄여서 접점 사이 간격을 충분히 확보해야 합니다. 일반적으로 접점은 스탬핑 공정에서 판금을 사용해 제조됩니다. 두께가 0.5mm 미만인 접점은 매우 정밀하며 특별한 처리 공정이 필요합니다.
또한 커넥터에는 각 접점을 분리하여 사용 시 손상되지 않도록 보호하는 절연체가 필요합니다. 이러한 절연체는 다양한 플라스틱 소재로 성형되며 정밀 피치 커넥터에서 사용하려면 매우 얇아야 합니다. 접점과 커넥터 하우징이 이렇게 얇은 소재로 제조되기 때문에 설계자들은 일상에서 사용하는 데 문제가 없도록 견고하게 설계해야 합니다.
PCB를 다양한 부품으로 채워야 한다면 커넥터의 배치 정확도도 매우 높아야 합니다. 접점 피치가 0.5mm라면 배치 공차는 더욱 줄어듭니다. 커넥터가 두 병렬 보드를 연결하고 있을 때는 배치 정확도도 매우 중요합니다.
PCB 트레이스 및 접점의 매우 정밀한 피치는 전달하는 전기 신호에도 영향을 미칩니다. 병렬 트레이스가 아주 가깝기 때문에 누화, 즉 신호 트레이스가 서로 간섭을 일으킬 위험도 존재합니다. 고속 통신이 일반화되면서 신호 무결성(SI) 연구에 대한 중요성도 커졌습니다.
케이블, 커넥터 및 PCB 트레이스를 통해 전송되는 고속 신호는 모두 서로 간섭할 가능성이 있습니다. 이러한 채널이 가까울수록 서로 영향을 미칠 가능성이 높으며, 이 경향은 전송 속도가 높을수록 커집니다. 제조업체는 정밀 피치 커넥터를 설계할 때 이러한 상호작용을 이해해야 합니다.
또한 이렇게 작은 커넥터는 최신 세대의 컴팩트 기기 요건에 따라 전력을 공급할 수 있어야 합니다. 기존 설계에서는 전원 커넥터와 신호 커넥터를 따로 장착할 수 있습니다. 그러면 열을 더욱 고르게 분산시키고 회로에서 신호에 민감한 부품을 전원과 떨어뜨리기 위한 열관리에 효과적일 수 있습니다. 하지만 PCB의 소형화로 인해 커넥터를 따로 장착할 공간이 줄어들고 설치 시 정밀도의 필요성이 더욱 커졌습니다. 특히 어셈블리 오류 공차가 매우 작아진 병렬 또는 메자닌 PCB와 동시에 결합해야 하는 경우에는 더욱 그렇습니다.
혁신 솔루션
이에 따라 제조업체들도 작고 실용적인 단일 패키지에서 전력을 공급하거나 고속 신호를 전송할 수 있는 최신 세대 커넥터를 개발할 필요성을 느끼고 있습니다.
Molex는 수년 동안 휴대전화 및 웨어러블 시장에서 사용되는 로우 프로파일 커넥터 솔루션을 개발해왔습니다. Molex의 최신 혁신 기술은 정밀 피치 커넥터의 한계를 뛰어넘고 있습니다. Quad-Row 커넥터는 길이가 3.2mm이고 높이가 0.6mm인 패키지에서 접점을 최대 36개까지 제공합니다. 0.35mm 피치에 4행의 접점을 사용하고 각 행을 엇갈리게 배치하여 0.175mm에 불과한 효과적인 피치를 만듦으로써 아주 손쉽게 소형화에 성공했습니다. 그 결과 PCB 설계자가 설치 공간을 더욱 쉽게 관리할 수 있게 되었으며 제조 과정에서 공차가 더 커졌습니다. 각 커넥터 단부의 전력 소자는 50V에서 최대 3A까지 공급할 수 있으며, 안정적 기계적 강도를 제공하여 까다로운 조건에서도 Quad-Row가 실용적인 솔루션이 될 수 있습니다.
설계자에게는 사물 인터넷에 필요한 빠른 속도를 전달할 수 있는 정밀 피치 커넥터도 필요합니다. 소형 커넥터에는 전자기 간섭(EMI) 차폐 등의 기능을 탑재할 내부 공간이 부족합니다. 하지만 이는 5G 통신에서 뛰어난 신호 무결성을 유지하는 데 매우 중요합니다. 5G25 시리즈 커넥터는 이러한 문제를 극복하기 위해 업계 최고의 SI 성능을 제공하여 고주파수(25GHz) 요구 사항을 충족합니다. Molex에서 독점적으로 선보이는 RF 단자의 접점 차폐 및 격리가 미션 크리티컬 5G 응용 분야에서 요구하는 높은 SI 성능을 유지합니다.
전자 기기는 계속해서 소형화를 향해 나아가고 있습니다. Molex 같은 커넥터 제조업체들도 차세대 소형화 기기에서 요구하는 속도와 전력 성능을 제공할 뿐만 아니라 설계자가 최신 기술을 최대한 활용할 수 있도록 충분히 작은 솔루션을 개발하고 있습니다. Molex와 Arrow는 파트너십을 통해 고객에게 혁신적인 소형화 솔루션을 전달하고 미래 기술의 설계자에게 탁월한 선택 옵션을 제공하고자 함께 노력하고 있습니다.
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