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基板間コネクタについての概要、用途、原理などをご説明します。また、基板間コネクタのメーカー12社一覧や企業ランキングも掲載しております。基板間コネクタ関連企業の2025年3月注目ランキングは1位:日本モレックス合同会社、2位:パナソニック株式会社、3位:アール電子株式会社となっています。
基板間コネクタとは、2つのプリント基板上の回路を電気的および物理的に結合させるために使用される部品です。
基板間コネクタはBtoBコネクタとも呼ばれ、接続したい双方のプリント基板上に直接実装されます。その両端にコネクタが取り付けられたケーブルないしは直接コネクタ同士を接続することで、2つの基板を電気的に接続します。プリント基板に搭載するコネクタとしては、通常オス側、メス側のコネクタを夫々用意しますが、基板に加わる物理的な応力強度や扱う信号の周波数等により様々なコネクタ仕様が存在します。
基板間コネクタへの要求は、コネクタ内にどれだけ多くの信号線を高密度に収容できるかということと、更にこれを安定して電気的・物理的に接続状態を維持できるかという信頼性にあります。また基板間コネクタは、用途に応じた信頼性を保ちつつ、小型化、薄型化、軽量化することが求められています。
民生機器や産業用機器においてプリント基板を内部に使用している場合、基板間コネクタが非常に多く使用されています。高性能、高機能化の要求仕様に応えながら小型軽量な機器を実現するためには、部品が高密度に実装された複数のプリント基板を省スペースで接続可能な基板間コネクタが非常に有用な部品であるためです。
産業用機器や車載向け機器にはフローティングコネクタが多く使用されています。産業用ロボットや車載向けには、動作時の振動緩和や位置ずれ起因の応力緩和が信頼性を確保するために必要であるためです。
基板間コネクタの構成はハウジング部分とコンタクトと呼ばれる金属接点からなります。
基板間のコンタクトの接続を安定化するために、例えばフローティングコネクタでは、ハウジングの構造が2重になっています。2重の外側と内側のハウジングが板ばねを介して移動可能であることが原理的な特徴であり、この構造により基板同士のXYや回転方向による位置ずれに伴う応力発生を吸収可能です。
また、プリント基板同士の接続は上下だけではありません。片方の基板を水平に配置し、もう片方の基板を立ててL字型に配置接続するためのコネクタや、薄層化が最優先の場合には横置き基板同士をそのまま同一平面上で接続するような基板コネクタも広く使われています。プリント基板同士を基板コネクタで接続するケースは多々ありますが、長時間振動やねじりなどの応力、衝撃を受けるとコンタクトに疲労破壊が生じる可能性があります。ただし基板間をスタッドでねじ固定するなどすれば、この問題は回避可能です。
基板間コネクタの構造は様々ですが、大きく下記のようなものがあります。
電気を通電する箇所は金属ですが、ハウジングと呼ばれるコネクタの端子部分は樹脂材料やプラスチックで作成されています。金属接点の箇所はメッキ含め、Ni、Pt、Au等の合金やAg、Cuなど、要求仕様に応じて様々な材料が用いられています。
通常のコネクタ端子の構成は、プラグ (オス) とレセプタクル (メス) の2つの種類に区分可能です。これらを接続することにより、電気的に導通し信号を伝達することができます。
コネクタ同士の直接接続の場合、基板へのコネクタ実装位置ずれやクリアランスが大きな課題になるケースがあります。フローティング構造は、このコネクタ同士の位置が多少ずれていても正常に嵌合 (かんごう) 可能な構造です。コンタクト箇所のばね部が伸び縮みすることで、インシュレータの可動部が位置ずれ等に追従する働きを有しています。
コネクタの接点の接続性は接点の接触抵抗値という指標で定量的に把握することができます。基板間コネクタも同様であり、この接続性の信頼性向上には、接触抵抗値が変動しないようにする必要があります。各メーカーはこのために様々な技術的な工夫を盛り込んでいます。具体例をあげると、接点固定のための圧力を大きくしたり、接点を多数点接続にすることや、金属めっきを施すなどが挙げられます。
参考文献
https://search.yahoo.co.jp/image/search?p=%E5%9F%BA%E6%9D%BF%E9%96%93%E3%82%B3%E3%83%8D%E3%82%AF%E3%82%BF%E3%81%A8%E3%81%AF&aq=-1&ai=3dfe172f-5209-4284-af36-f86728cb76cc&ts=2771&ei=UTF-8&fr=crmas
https://www.jae.com/column/01-advantages-of-connectors/
*一部商社などの取扱い企業なども含みます。
| 順位 | 会社名 | クリックシェア |
|---|---|---|
| 1 | 日本モレックス合同会社 |
28.6%
|
| 2 | パナソニック株式会社 |
14.3%
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| 3 | アール電子株式会社 |
14.3%
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| 4 | Tarng Yu Enterprise Co. Ltd. |
14.3%
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| 5 | 第一電子工業株式会社 |
14.3%
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| 6 | 岩崎通信機株式会社 |
14.3%
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