JAE|일본 항공 전자, 자동차 시장을 위한 신뢰할 수 있는 MA01 시리즈 플로팅 커넥터 출시 - 까다로운 문제 해결!

현재 자동차 시장은 차량의 안전 성능을 보장하기 위해 더 많은 고성능 온보드 ECU(온보드 전자 제어 장치)를 설치해야 하는 ADAS(첨단 운전자 지원 시스템)와 무인 시스템에 집중하고 있습니다. 이러한 고성능 ECU 내부에는 더 많은 정보 처리가 필요하며, 내부에 여러 개의 PCB가 사용되기 때문에 보드 간 커넥터의 필요성이 증가했습니다. 또한, ECU 내부에 사용되는 보드-투-보드 커넥터는 자동차의 안전 성능에 중요한 역할을 하기 때문에 연결에 대한 높은 신뢰성을 확보할 필요가 있습니다. 이번 시간에는 자동차 시장에서 직면한 여러 가지 어려운 문제와 MA01 플로팅 커넥터 솔루션을 소개합니다.

------------------------------------------------------------------------------------------------1, 문제 사례가 발생할 수 있습니다.사례 1: 로봇을 사용하여 자동 조립을 실현하고 싶습니다사례 2. 조립 작업성을 높이고 싶습니다사례 3: 고속 전송 및 접점 신뢰성을 높이고 싶습니다사례 4: 외부 요인으로 인한 전도 결함을 해결하고 싶습니다. 사례 5: 자동 조립 시 흡착면과 검사에 어려움이 있습니다.

사례 1: 로봇으로 조립을 자동화하고 싶습니다로봇으로 조립을 자동화하려면 어떤 유형의 커넥터를 사용해야 하나요? 보드 간 커넥터에는 "리지드"와 "플로팅"의 두 가지 유형이 있습니다. "리지드 커넥터"는 연결부가 고정되어 있는 반면, "플로팅 커넥터"는 움직일 수 있어 기판 실장 또는 로봇 조립 중에 발생할 수 있는 오정렬을 흡수할 수 있습니다. 또한 동일한 보드에 두 개 이상의 보드 간 커넥터를 사용하는 경우에도 플로팅 커넥터는 실장 오류를 흡수할 수 있어 보드 레이아웃 및 회로 설계의 자유도가 높아집니다. 플로팅 기능이 없는 리지드 커넥터의 경우 실장 중 오정렬이 발생하면 결합 시 커넥터가 손상될 수 있으며, 결합에 성공하더라도 납땜부에 가해지는 응력에 의해 진동, 충격 또는 열이 발생하면 납땜이 균열되어 전도 불량으로 이어질 수 있는데, MA01 시리즈 플로팅 커넥터는 자동 로봇 조립의 문제를 해결해 줍니다.

사례 2: 조립 작업성 향상 보드 간 커넥터는 블라인드 방식으로 조립됩니다. 느낌으로 삽입하기 때문에 커넥터가 잘못 정렬되거나 비스듬히 삽입되는 경우가 드물지 않습니다. 커넥터의 설계가 이러한 블라인드 삽입 또는 비스듬한 삽입을 고려하지 않으면 기판 조립 과정에서 접촉 컬링이 유발될 수 있습니다. 또한 커넥터의 기능이 향상됨에 따라 신호 핀의 수가 증가하고 결합 어셈블리가 더 복잡해집니다. 어셈블리의 작업성이 떨어지면 접점이 구부러져 신호 전송을 방해할 뿐만 아니라 장시간 유지보수가 필요합니다. MA01 시리즈 플로팅 커넥터에는 측면 및 세로 방향 모두에서 각진 삽입 및 삽입을 위한 가이드 포스트가 장착되어 있어 커넥터의 기울기를 제한하고 접점 이탈 및 말림을 방지할 수 있습니다. 또한 가이드 포스트는 삽입 시 가이드 역할을 하며, 가이드 포스트를 사용하여 삽입 오프셋을 XY ± 1.0mm로 제어하여 블라인드 삽입 또는 자동 로봇 조립에 적합합니다(그림 1 참조). 또한 단자의 접촉면으로 파단면이 아닌 압연면을 사용함으로써 도금의 마모를 방지할 수 있으며, 많은 코어 수에도 낮은 삽입 및 탈착력과 우수한 조립 조작성을 실현할 수 있습니다(그림 2 참조).

사례 3: 고속 전송 및 접촉 신뢰성 확보 시간이 지남에 따라 우리가 일상에서 사용하는 제품도 크게 변화하고 있습니다. 우리에게 친숙한 가전제품의 경우 브라운관 TV는 액정 디스플레이로 대체되었고, 디지털 화질은 아날로그 화질을 대체하며 대세로 자리 잡았습니다. 자동차 시장도 이와 같은 방식으로 진화하고 있으며, 온보드 카메라와 첨단 주행 시스템(ADAS)을 탑재한 자율 주행이 실현을 눈앞에 두고 있습니다. 이러한 변화로 인해 자동차에서 처리하는 정보의 양이 증가하면서 더 빠른 정보 처리가 요구되고 있습니다. 따라서 고속 신호 전송을 지원할 필요성은 자동차에 사용되는 커넥터의 기본 요구 사항이 되었습니다. MA01 시리즈 플로팅 커넥터는 신뢰성이 높은 이중 접점 구조를 특징으로 하며 8Gbps+(10GBASE-KR, PCIeGen3에 해당)를 지원하여 기존 플로팅 커넥터보다 높은 접점 신뢰성과 빠른 전송 속도를 제공합니다.

사례 4: 외부 요인으로 인한 전도 장애 해결 보드 간 커넥터를 사용할 때 원인을 알 수 없는 접촉 또는 전도 장애로 골머리를 앓은 적이 있으신가요? 자동차 산업은 고성능화됨에 따라 핵심 부품의 전자 제어에 대한 수요가 급증하고 있습니다. 커넥터 고장 시 대형 사고로 이어질 수 있는 가능성을 고려하면 커넥터는 높은 신뢰성이 요구됩니다. 자동차의 대표적인 고장은 주로 접촉 부위에 이물질이 부착되어 발생하는 경우가 많습니다. 접점 부위의 이물질 부착은 회로 기판 조립 과정에서 발생하는 것으로 추정됩니다. 커넥터의 접촉부에는 먼지, 가스, 플럭스 등 이물질이 혼입되어 있는지 육안으로 확인하기 어렵고, 커넥터가 매립된 상태에서는 접촉 상태를 외부에서 확인할 수 없기 때문에 고장을 감지하기 어렵습니다. 또한 대부분의 기판 간 커넥터는 그림 1과 같이 단일 접점 구조로 되어 있어 이물질이 커넥터에 부착될 경우 접촉 불량으로 이어질 수 있습니다. 이러한 문제를 방지하기 위해 MA01 시리즈 플로팅 커넥터는 이중 접점 구조를 채택하여 접점 중 하나에 이물질이 부착되어도 다른 접점은 접촉 상태를 유지하여 높은 접점 신뢰성을 보장합니다. (설치 시 플럭스 침입을 방지하기 위한 조치도 취했습니다. 자세한 내용은 사례 5 참조)

사례 5: 자동 실장 시 흡입 표면 및 검사의 어려움 SMT형 커넥터를 기판에 실장할 때 자동 실장기는 흡입 노즐을 통해 커넥터를 실장 영역으로 운반합니다. 따라서 노즐이 커넥터를 픽업할 수 있도록 커넥터의 한쪽에 "픽업 표면"을 고정해야 합니다. 많은 커넥터의 모양이 불규칙하기 때문에 픽업 표면을 고정하기가 어렵기 때문에 대부분의 경우 폴리이미드 테이프를 사용하여 픽업 표면을 제공합니다. 흡입 표면을 형성하기 위해 테이프를 붙일 때 테이프가 붙는 면적이 작기 때문에 테이프의 접착 강도가 진공 노즐의 흡입력을 견디지 못해 오류가 발생할 수 있습니다. 또한 리플로우 납땜을 한 앵글 커넥터의 납땜 부분(단자 부분)이 잘 보이지 않는 문제를 경험한 적이 있으신가요? 플로팅 커넥터 MA01 시리즈에서는 마운터가 커넥터를 흡입할 때 오류가 발생하지 않도록 보호 커버가 '흡입면'을 제공하고, 커버가 조립부 전체를 덮어 외부에서 플럭스, 먼지, 이물질이 케이스4로 유입되는 것을 방지합니다(그림 1 참조). 또한 앵글 커넥터의 납땜 부분의 이미지 인식을 위해 납땜 부분(단자부)을 위에서 쉽게 검사할 수 있도록 형상화하여 이미지 인식의 문제를 해결하였습니다(그림 2 참조).

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