私たちは、電子システム アーキテクチャが反復されアップグレードされるたびに、それに応じてデータ伝送速度が増加することをよく知っています。集積度が向上し続ける環境では、高速クロックとマルチビット変調技術が電源バスに隣接して機能します。この環境で回路の相互接続を管理するには、信号の完全性を確保し、伝送損失を最小限に抑え、ノイズ、反射、クロストークに対する感度を低減し、最新のデータ バスのビット エラー レート (BER) 要件を満たすためにあらゆる努力を払う必要があります。
マルチピン コネクタは多くの人にとって重要な関心事であり、信号の完全性の向上に重点が置かれています。差動信号、シングルエンド信号、および電源信号を組み合わせるマルチピン レイアウトには、注意深いレイアウトとかなりの柔軟性が必要です。さらに、コネクタ接点の設計では、高速データ速度との互換性を確保し、接点寿命を長くする必要があります。
Samtec はあらゆる電子相互接続ソリューションのメーカーであり、前述のさまざまな課題に対処するために、高密度 AcceleRate HD アレイ コネクタ (図 1 を参照) の製品ラインを拡張しました。
図 1: この図は、高速伝送速度と頻繁な抜き差し向けに特別に設計された、オス/メスの AcceleRate HD オープン フィールド アレイ コネクタのペアを示しています。 （画像出典：サムテック）
このシリーズのコネクタは、間隔がわずか 0.635 mm (0.025 インチ)、幅が 5 mm (0.197 インチ) の超高密度マルチカラム設計を採用しています。このシリーズは、最も高いレイアウトの柔軟性を実現できるオープン フィールド アレイ設計を採用しており、このコネクタのエッジ レート コンタクトは、64 ～ 112 ギガビット/秒 (Gbits/s) のバス速度と頻繁な抜き差し操作に適した、高い信号整合性と低い挿入損失を実現できます。
cceleRate HD アレイ コネクタには、10 ～ 100 の範囲で選択可能なコンタクトが 1 列あり、各行は 10 の倍数で構成されます。最大 4 行のコンタクトを収容でき、合計コンタクト ポイント範囲は 40 ～ 400 です。
たとえば、ADM6-100-08.5-L-4-0-A-TR は 400 ビット アレイ コネクタのセットのオス コネクタであり、ADF6-100-07.5-L-4-0-A-TR はメス コネクタです。これらのコネクタは、プリント基板 (PC ボード) の表面実装取り付けに使用されます。サンドイッチ アプリケーションでは、ドーター ボードは PC 基板の上に取り付けられ、サンドイッチ アプリケーションの互換性のあるリード スタイルでサポートされる取り付け高さには、5mm、7mm、9mm、10mm、11mm、12mm、14mm、16mm mm (0.197 インチ、0.276 インチ、0.354 インチ、0.394 インチ、0.433 インチ、 0.472 インチ、0.551 インチ、および 0.630 インチは、必要な取り付けクリアランス要件を満たすことができます。
開針フィールドアレイの利点
コネクタ端子の性能は、その設計だけで決まるわけではありません。接点の物理的な配置と他の接点に対する相対的な位置は、パフォーマンスに影響を与える要因です。たとえば、電力を伝達するために大きな断面のピンを使用すると、前述の相互影響が発生する可能性があります。大電流にはピン径を大きくする必要がありますが、これにより接点間の距離が短くなり、使用できる最大電圧が制限されます。もう 1 つの方法は、ニードル開口部フィールド アレイを使用することです。この場合、各ピンの位置はプリセット機能なしで利用できます (図 2)。ニードルオープニングフィールドアレイの設計により、差動ペア、シングルエンド信号、および電源を同じ相互接続デバイスを介して使用できるため、接地と配線の柔軟性が大幅に向上します。
図 2: ニードル開口部フィールド アレイ コネクタのピン位置は独立しており、設計プロセス中に必要に応じて割り当てることができます。 （画像出典：サムテック）
ピンの割り当ては異なる場合があります。差動信号は、緑色のセクションに示すように、導体間を絶縁するために中央のピンを空白のままにして、隣接するピンを使用してペアにして接続できます。青色のセクションに示すように、中間絶縁ピンの有無にかかわらず、シングル エンド ワイヤを個々のピンに割り当てることができます。より大きな導体直径が必要な電源接続は、赤いセクションに示すように、複数のピンを並列接続することで実現できます。
エッジレート測定子の設計
ADM6-100-08.5-L-4-0-A-TR コネクタや ADF6-100-07.5-L-4-0-A-TR コネクタを含む Samtec の AcceleRate HD コネクタは、高い信号密度と機械的柔軟性を兼ね備え、信号完全性が強化され、最大 64 Gbit/s PAM4 レートでの信号伝送をサポートし、PCIe ® 6.0/CXL ® 3.2 と互換性があります。 PAM4 信号は 4 つの電圧レベルを使用するのに対し、従来のノン リターン トゥ ゼロ (NRZ) 信号は 2 つのレベルを使用するため、設計の難易度は比較的高くなります。これにより、信号振幅の変動が 3 分の 1 に減少し、信号対雑音比 (SNR) が重要な焦点になります。
Samtec は、高度なエッジ レート コンタクト システムを通じて優れた信号整合性を実現することで、この技術的課題を克服しました (図 3)。接触面にフライス加工を施しているのが特徴で、滑らかな挿入性と摩耗の少なさ、靱性の強さが得られ、挿入頻度の高い用途に適しています。
図 3: エッジ レート ピンは磨耗を軽減し、低抵抗の接続を確保するためにフライス加工されています。 (画像出典: Samtec、著者注)
AcceleRate HDコネクタは銅基板、下地にニッケルメッキ、表面に金メッキのプロセスを採用しています。 Edge Rate コンタクトの幾何学的形状は、50 オームおよび 100 オーム (Ω) の相互接続インピーダンス要件に正確に適応できます。コンタクトの薄くカットされたエッジを互いに向かい合うように配置することにより、ワイドエッジ結合とクロストークを可能な限り最小限に抑えることができます。