SET 테스트를 거친 상호 연결 장치로 군사/항공 우주 COTS 과제 해결

무인 항공 시스템(UAS), 소형화된 위성 및 기타 군사/항공 우주 분야의 발전과 혁신이 가속화되고 있습니다. 이러한 혁신으로 인해 상호 연결 장치의 선택이 점점 더 중요해지고 있습니다. 기존의 MIL 사양 부품은 충분한 신호 밀도가 부족할 수 있으며, 오늘날의 개발 주기에 맞지 않는 긴 리드 타임으로 인해 부담이 되는 경우가 많습니다.

이러한 격차를 해소하기 위해, 최근 설계자들은 상용 기성품(COTS)과 수정된 COTS 부품을 선택하고 있습니다. 좋은 제품을 선택하는 비결은 극한의 환경을 견딜 수 있는 상용 상호 연결 장치를 찾는 것입니다.

다행히 Samtec 등의 벤더들은 이 문제를 적극적으로 대응해 왔습니다. Samtec의 군사 및 항공 우주 솔루션은 'Sudden Service(초고속 서비스)'의 빠른 가용성으로 유명한 상용 상호 연결 장치를 제공하며, 이 제품들은 매우 까다로운 극한 환경 테스트(SET)를 거치게 됩니다. 그 결과 상용 등급의 가용성과 군사용 등급의 신뢰성을 결합한 제품 라인업이 탄생하게 되었습니다.

Samtec의 SET 소개

SET 이니셔티브는 상업적 표준을 훨씬 뛰어넘는 수준으로 테스트를 수행합니다. 그 시작인 Samtec의 Extended Life Product(ELP) 인증은, 현장 및 보관 조건을 시뮬레이션하여 2,500회의 결합 주기와 혼합 유동 가스에 대한 10년간의 노출을 통해 부품을 검증합니다. SET는 제품에 해당하는 MIL-STD-810G 및 VITA 47 표준에 대한 테스트를 수행함으로써 이를 확장합니다.

• VITA 47.1 기계 및 환경: 모듈 삽입, 작동 충격(OS2 등급), 진동(클래스 VS3) 및 정전기 방전(ESD) 내성을 포함합니다.
• VITA 47.3 습도 및 열: 작동 및 비작동 주기 모두에서 VITA 47.1 클래스 C4 표준을 초과하는 100% 상대 습도 및 온도에서 견딜 수 있도록 테스트되었습니다.
• 높은 고도: 70,000피트에서 유전체 내전압(DWV)을 측정합니다.

SET 테스트는 NASA 클래스 D 임무에 대한 요구 사항을 지원하며, 그 중 일부는 NASA의 ASTM E595-77/84/90 가스 방출 요구 사항에 따라 테스트됩니다. 모든 SET 테스트 결과는 공개적으로 제공되므로, 설계자는 상호 연결이 본인의 응용 제품에 적합한지 손쉽게 판단할 수 있습니다.

Samtec의 SET 프로그램, URSA I/O 초고강도 케이블 조립품 시스템 추가

SET 인증 상호 연결 장치는 미세 피치 기판 간 커넥터부터 고성능 전력 커넥터에 이르기까지 광범위한 솔루션을 포괄합니다. 가장 최근에 라인업에 추가된 제품 중 하나는 B1SDT 케이블 조립품과 P1M 기판 장착 커넥터로 구성된 URSA I/O 초고강도 케이블 조립품 시스템입니다. 이 커넥터는 탁월한 신뢰성과 높은 결합 주기를 위해 핀당 여러 접점을 제공하는 쌍곡면형 접점을 중심으로 구현되었습니다. 전자파 장해(EMI) 차폐, 캡티브 패널 나사, 스트레인 릴리프 등의 옵션을 통해 견고한 설계를 완성할 수 있습니다.

B1SDT 케이블 조립품은 2열 구성의 1.00mm 피치로 상호 연결 장치당 80개 접점을 지원하며, 단일 1 RU 패널에서 총 1,160개의 I/O에 이르는 신호 밀도를 제공합니다. 일반적인 케이블은 10.00인치 케이블이며, B1SDT-10-28-H-10.0-1(그림 1)은 28AWG 전선으로 20개 접점을 제공합니다.

그림 1: 10인치 URSA B1SDT-10-28-H-10.0-1 케이블 조립품은 28AWG 전선으로 20개 접점을 제공합니다(이미지 출처: Samtec).

이에 대응하는 P1M 커넥터는 스루홀 또는 표면 실장 구성으로 제공되며, 세로 또는 직각 방향 중 선택할 수 있습니다. 한 가지 예로 20접점, 직각, 표면 실장 커넥터인 P1M-10-01-S-D-RA-TR(그림 2)을 들 수 있습니다. P1M 제품군의 모든 제품과 마찬가지로 이 커넥터도 핫스왑 기능을 제공합니다.

그림 2: URSA P1M-10-01-S-D-RA-TR은 직각, 표면 실장 구성의 20접점 커넥터입니다(이미지 출처: Samtec).

종합해보면, URSA I/O 시스템은 높은 커넥터 밀도, 빈번한 유지보수 주기, 그리고 강한 진동 조건이 동시에 존재하는 지상 관제소, 레이더 처리 장치, 선박용 전자 장치와 같은 응용 분야에 매우 적합한 솔루션입니다.

SET 프로그램에 추가된 1.27mm Tiger Eye 케이블-기판 시스템

Samtec은 최근 1.27mm Tiger Eye 케이블-기판 시스템도 SET 라인업에 추가했습니다. Tiger Eye는 멀티 핑거, 열처리 베릴륨 구리(BeCu) 접점 설계가 특징입니다. BeCu의 스프링 속성은 수천 번의 결합 주기 동안 접점이 모양을 유지하도록 보장합니다. 결합 표면은 각 핑거의 평평하고 매끄러운 면에 있으므로, 도금의 마모를 최소화하고 접점 저항 성능을 강화하며 전체 도금 수명을 연장합니다.

이 시스템에는 100핀을 지원하는 극성 2열 설계의 SFSDT 케이블 조립품과 TFM 커넥터 헤더가 포함되어 있습니다. 금속 래치 및 스크루 다운 옵션과 테프론 코팅 케이블을 갖추었기 때문에, 항공 전자 후면판 배선, 무기 시스템 및 손으로 배선한 케이블이 진동과 열 스트레스에서도 안정적인 성능을 제공해야 하는 여러 응용 제품에 이상적입니다.

예를 들어, SFSDT-25-28-G-08.00-DR-NDX(그림 3)는 50개 접점, 양단형, 8인치의 케이블 조립품으로 28AWG 전선이 포함됩니다. 이 제품은 안전한 기판 장착을 위한 용접 탭이 있는 50접점 스루홀 커넥터 헤더인 TFM-125-02-S-D-WT(그림 4)와 결합됩니다.

그림 3: Tiger Eye SFSDT-25-28-G-08.00-DR-NDX는 50접점, 양단형, 8인치 케이블 조립품으로, 28AWG 전선이 포함됩니다(이미지 출처: Samtec).

그림 4: Tiger Eye TFM-125-02-S-D-WT는 기판에 안전하게 장착할 수 있는 용접 탭이 있는 50접점 스루홀 커넥터 헤더입니다(이미지 출처: Samtec).

결론

결론은 간단합니다. 설계에 빠른 처리 시간과 극도의 신뢰성이 모두 필요한 설계의 경우, SET 인증 부품이 좋은 출발점이 될 수 있습니다. 설계자는 추후 사양 부족으로 인해 제품화하지 못하는 것에 대해 염려할 필요 없이 상업적 규모의 제작에 따른 모든 이점을 누릴 수 있습니다. URSA I/O 및 Tiger Eye 시스템은 성능 저하 없는 성능, 즉각적인 가용성, 가장 혹독한 환경도 처리할 수 있는 검증된 능력을 제공하여 이를 증명합니다.