전자 제품 소형화 추세에 대비하기 위한 커넥터 라인업 구축

소형화는 전자 제품과 관련된 거의 모든 제조 사례에서 중요한 엔지니어링 과제가 되었습니다. 오늘날의 설계 엔지니어들은 제한된 공간 내에서 성능을 극대화하기 위해, 기존의 크기 또는 더 작은 폼 팩터에 더 많은 성능을 포함시키는 방식을 채택하는 경우가 점차 많아지고 있습니다.

성능 극대화의 의미는 시장마다 차이가 있을 수 있지만, 통상적으로 더 빠른 통신, 더 높은 데이터 처리량, 더 안전한 기능, 개선된 사용자 경험의 조합으로 이루어집니다.

예를 들어, 소비자들은 가볍고 반응 속도가 빠르면서 어디서든 휴대가 편리한 모바일 장치를 원합니다. 전기 자동차(EV)를 설계하는 자동차 제조업체는 매 충전에서 최대 주행 거리를 달성하기 위해 전체 중량을 최적화해야 합니다. 웨어러블 의료 장치를 사용하는 하는 환자들은 커넥티드 기능에 영향을 주지 않으면서도 높이가 낮은 동시에 내구성과 편의성을 갖춘 장치를 필요로 합니다.

커넥티드 기능은 모든 사용 사례에서 핵심적으로 고려해야 할 사항입니다. 전원부터 신호까지 모든 전기 커넥터 유형은 시스템 또는 장치 내에서 효율적인 데이터 교환을 지원합니다. 늘어난 기능을 수용하면서 커넥터를 충분히 축소시킬 수 없는 경우, 더 작고 효율적인 설계를 달성할 수 없습니다. 특히 커넥터의 피치는 기계적 크기에 큰 영향을 미치며, 소형화된 설계의 경우 피치를 줄이면서도 끊임없이 진화하는 속도와 성능 요구 사항을 충족하는 더 높은 밀도를 지원해야 합니다.

또한 특정 응용 제품에 적합한 유형의 커넥터를 설계하는 일은 폼 팩터와 전반적인 성능에 상당한 영향을 미칠 수 있습니다. 다목적 기능, 유연성, 신호 무결성 차폐, 열 관리 및 용량 최적화에 대한 필요성 등, 소형 상호 연결에 영향을 미치는 요인은 다양합니다.

조립 관련 문제 해결

제조 외에도, 보다 간소화된 부품으로 작업할 때 극복해야 할 또 다른 연결 문제가 있습니다. 이러한 과제에는 다음이 포함됩니다.

• 조립 문제: 초소형 커넥터는 쌀 한 톨 정도로 크기가 작기 때문에 사람이 조립하기에 어려울 수 있습니다. 이로 인해 인쇄 회로 기판(PCB)에서 결합력을 측정하고 레이아웃 형상을 시각화하기가 어렵습니다. 약간 더 큰 커넥터도 눈에 잘 띄지 않을 수 있어, 정렬이 잘못되어 안전 또는 성능 문제가 발생할 가능성이 높아집니다.
• 성능 유지: 또한 소형 커넥터는 상대적으로 더 약해, 주의해서 다루지 않으면 파손되기 쉽습니다. 따라서 수작업이든 기계를 사용하든 조립이 더 복잡하고 시간이 많이 소요됩니다. 핀 손상과 추가 비용 발생을 방지하기 위해서는 커넥터를 함께 누를 때의 힘을 신중하게 조정해야 합니다.
• 대량 생산: 공장 라인의 작업자가 매일 수천 개의 커넥터를 처리해야 하는 경우, 위에서 언급한 문제가 기하급수적으로 늘어날 수 있습니다. 많은 양을 처리하기 위한 반복적인 동작은 조립 실수나 근골격계 문제로 이어져 생산성이 저해될 수 있습니다. 실제로, 연구에 따르면 조립과 관련된 반복적인 동작에 따른 부상으로 인해 고용주가 매년 수십억 달러의 손해를 보고 있는 것으로 드러났습니다.

다양한 요구 사항 해결

많은 산업과 응용 제품이 소형화의 영향을 받고 있으며, 모든 요구 사항을 충족할 수 있는 '모든 사례에 맞는' 커넥터는 존재하지 않습니다. 따라서 설계자는 응용 제품의 특정 요구 사항을 지원하기 위해 다양한 커넥터 옵션에 액세스할 수 있어야 합니다.

Molex는 광범위한 설계 요구 사항을 수용하여 다음을 포함한 포괄적인 소형 및 마이크로 커넥터 포트폴리오를 제공합니다.

Micro-Fit 커넥터: 이 소형 연결 솔루션은 최대 125°C의 작동 온도를 견딜 수 있으며, 전선 간 및 전선 기판 간 구성으로 전력을 공급할 수 있습니다. 3.00mm 피치가 특징이며, 다양한 회로 크기와 케이블 길이로 제공됩니다. Micro-Fit 1451320303(그림 1)과 같은 단자 위치 보증(TPA) 기능(옵션)은 단자 백아웃 가능성을 줄이고, 낮은 결합력(LMF) 설계로 인체공학적 설계를 지원합니다.

그림 1: 단자 백아웃 위험을 줄이기 위해 단자 위치 보증 기능을 통합한 Molex Micro-Fit(1451320303). (이미지 출처: Molex)

• Nano-Fit 커넥터: 전선 기판 간 및 전선 간 구성으로 제공되는 이 다목적 전력 커넥터는 2.50mm 피치, 완전 보호 헤더 단자, 적절한 결합을 지원하는 색상 코딩 및 키잉 옵션, TPA가 특징입니다.
• HDMI 커넥터: 사용 가능한 공간이 부족한 경우 더 작은 공간에서 속도와 적응성을 향상시킬 수 있는 연결 솔루션입니다.
• Quad-Row 커넥터: 공간 제약이 있는 스마트폰, 스마트워치, 가상 현실 장치 등에 적합한 이 커넥터는 Quad-Row 2033900323(그림 2)와 마찬가지로 엇갈린 회로 레이아웃을 특징으로 하며, 신호 접점 피치가 0.175mm에 불과해 4열에 걸쳐 핀을 배치할 수 있습니다.

그림 2: Molex Quad-Row 2033900323 32접점 커넥터는 공간 집약적 응용 제품을 위한 엇갈린 회로 레이아웃을 제공합니다. (이미지 출처: Molex)

• Easy-On 평면 연성 케이블(FFC) 커넥터 및 연성 인쇄 회로(FPC) 커넥터: 액추에이터, 피치 크기 및 회로 크기의 광범위한 조합으로 제공되는 이 커넥터는 공간이 부족할 때 안정적이고 견고한 연결성과 설계 유연성을 제공합니다. 예를 들어, 초소형 LA75 계열 FPC 커넥터 는 0.30mm 피치를 제공하며 패키징 공간 제한이 있을 때 이상적입니다.
• Mini50 커넥터: 밀폐형 또는 비밀폐형 1열 및 2열 리셉터클로 제공되는 이 커넥터는 운송 차량 내부 환경에서 더 많은 저전류 전기 회로를 수용하도록 설계되었습니다. 자동차 엔지니어들에 의하면, 기존 USCAR 0.64mm 커넥터에 비해 50%의 공간을 절약할 수 있습니다.
• SlimStack 커넥터: 다양한 시장의 공간 집약적 응용 제품을 위해 설계된 미세 피치, 낮은 높이의 기판 간 커넥터입니다. 다양한 피치 옵션과 적재 높이로 제공되어 적응성을 최적화할 수 있습니다.
• PicoBlade 커넥터 시스템: 1.25mm 피치를 제공하는 이 다목적 커넥터(예: PicoBlade 0533980367 PCB 헤더(그림 3))는 다양한 응용 제품에 적합하며, 소비자 가전, 자동차 및 산업 시장에서 일반적으로 사용됩니다.

그림 3: PicoBlade 계열 53398 PCB 헤더는 1.25mm 피치를 제공합니다. (이미지 출처: Molex)

• Pico-Clasp 커넥터: 이 커넥터는 전선 기판 간 응용 제품 및 안전한 결합에 적합하며, 1.00mm의 피치를 제공하고, 다양한 회로 크기로 제작됩니다.
• Micro-Clasp 커넥터: 2.00mm 피치의 이 소형 전선 기판 간 커넥터는 안정적인 연결을 위한 이중 접점 설계를 특징으로 합니다.
• CLIK-Mate 커넥터: 핀 수가 많은 소형 폼 팩터를 필요로 하는 응용 제품을 위해 설계된 이 전선 기판 간 커넥터는 포지티브 잠금 설계와 다양한 회로 크기를 제공합니다.

결론

전자 제품 제조의 소형화로 인해, 크기는 작으면서도 더 많은 기능을 처리할 수 있는 커넥터가 요구됩니다.  Molex는 설계자가 목표를 달성하고 여러 산업 분야의 다양한 응용 제품을 위한 소형 폼 팩터의 성능 및 조립 문제를 극복할 수 있도록 다양한 소형화 커넥터를 제공합니다.