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ポッティングによる保護と品質性能の実現

筆者： Alex Horton 2024-01-31

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ポッティングに夢中ですか。それなら、読み進めてください。このブログがガーデニングや植物、台所用品に関するものではないことを知って、喜んでくれる人もいるでしょう。どちらかといえば、やはり電子産業とポッティング対応コネクタを使用したポッティングの話です。PCBポッティングは、ポッティング化合物または封止樹脂と呼ばれる液体材料を筐体に充填し、電子回路基板を保護するために使用される方法です。ポッティング化合物は、デバイスの筐体を満たし、ほとんどの場合、回路基板全体とそのコンポーネントを覆いますが、場合によっては、個々のコンポーネントをポッティングするために使用されることもあります。

自分のコネクタがポッティングされたがっているように感じることはないでしょうか。それは納得できます。コネクタはパワーデバイスの中では小さく無防備な部品です。埃、湿気、熱、衝撃、振動にさらされ、そのすべてが接続不良につながる可能性があります。屋外で頻繁に雨にさらされる冷暖房空調設備、80度の炎天下で稼働する電動芝刈り機、意図せず食べ物や液体をこぼしてしまう家庭用ビデオゲーム機を想像してみて下さい。ポッティングは、これらの要因から保護し、長期にわたる高品質な性能を提供するソリューションです。

ポッティングとは、外部ケーシングに充填されたポッティング化合物または樹脂でコネクタの背面を密閉することで、この樹脂が沈降して固体を形成します。Molex のコネクタは、 Micro-One、 Nano-Fitなどの低電力および信号製品ファミリ用のドレインホールなし設計でポッティング認定されており、従来のコネクタにはない多くの利点を提供します。このブログでは、電子機器と過酷な環境は相性が悪いため、ポッティング対応コネクタの利点を探ります。

透明なポッティング化合物がプリント基板全体とコネクタ裏面を覆い、過酷な要素に対抗しています。（画像提供：Molex）

軽量ストレインリリーフ

現代のエンジニアリングや製造業では、スペースの制約が多く、狭い場所に一定数のコネクタやケーブルを収める必要があります。ケーブルとコネクタが共存できる十分なスペースがない場合、コネクタに負担がかかったり、端子が外れたりする可能性があります。Molexは、「寸法 T」（画像を参照）に従うことを推奨しています。「T 」寸法は、結束する場合のコネクタからの長さ、およびワイヤの結束箇所を含む複数のワイヤのねじれ、または曲げ、変形など他の外的要因による著しい偏りを受けず、自然な位置に収まっているリラックスした状態になるための位置を定義しています。T寸法は製品群によって寸法が異なりますが、これらの寸法は各製品仕様書に記載されています。たとえば、 Mini-Fit MAX の6回路の品番は、ケーブルを曲げる前のT寸法が12.70mmです。T寸法を揃えた後、これらの部分をポッティングすると、樹脂がアセンブリ全体に強度を加えるため、軽量ストレインリリーフとなります。ポッティングは、端子接続やケーブルからの圧力を軽減し、信頼性と寿命を向上させます。

Molexでは、ケーブルアセンブリの電気的接続を保護するために、特定の測定後に曲げ半径を許容する「T寸法」に従うことを推奨しています。（画像提供：Molex）

PCBの保持力

ポッティング可能なコネクタは、樹脂がPCB上でヘッダやハウジングが外れるのを防ぐ役割を果たすため、安定性が向上します。ポッティング化合物はコネクタを補強し、振動や衝撃に強くします。保持力を最大化することで、コネクタの機械的ストレスが大幅に軽減され、コネクタの切断や損傷を防ぐことができます。ポッティングは、電動ドリルや洗濯機のように、コネクタが常に動くような用途で価値があります。

電気的絶縁

ポッティング材は、短絡や電気的誤作動の危険性を低減することで誘電体バリアとして機能し、厳しい環境下でも電流漏れを防ぎ、シグナルインテグリティを維持します。ポッティングは、表面をカバーし、全体的な信頼性と耐久性を大幅に向上させることで、この領域での故障の可能性を低減します。

Micro-Lock Plusコネクタは、ポッティング化合物保護層を使用することで、コネクタの電気的故障を低減します。（画像提供：Molex）

製造の簡素化

ポッティングは、新規および既存設計の製造コストとメンテナンスコストを削減するため、密閉型またはIP定格のコネクタに比べて簡単で低コストのソリューションです。製造工程を簡素化することで、手動または自動ポッティングは時間を節約し、コネクタを正確に囲みます。コネクタの最大ポッティング高さに従って、嵌合能力やラッチ設計に干渉しないようにすれば、一貫性と心配要らずの取り付けが可能になります。

CAD図面は、ラッチ設計とコネクタの嵌合が損なわれないようにするための、 Mini-Fit コネクタの最大ポッティング高さを示しています。（画像提供：Molex）

製品ファミリとピッチサイズ（mm)	シリーズ番号	最大ポッティング高さ（mm）
Micro-Lock Plus 1.25	205957、207760	3.00
スポットオン 1.50	201648、201645、201646	5.00
スポットオン 2.00	201201、201197	7.00
MicroTPA 2.00	55487	7.00
Micro-One 2.00	217063	7.00
Mini-Lock 2.50	53517	6.00
Nano-Fit 2.50	105312、105310	4.00
Micro-Fit 3.0	44432	4.10
Micro-Fit+ 3.0	206832	3.45
CP - 3.30	212210	7.50
Ultra-Fit 3.50	172299、172298	6.55
Mini-Fit 4.20	5566、172447	5.50
Mini-Fit MAX 4.20	212520	6.67
Mega-Fit 5.70	76829、172065	7.26

Molexには、ピッチサイズが1.25 mmから最大5.70 mmまでのポッティング用のスルーホールおよび面実装終端オプションがあります。Micro-Lock Plus 1.25mm製品ファミリは、環境保護が必要なアプリケーションのコンタクトおよびラッチエリアを保護する、高さ3.00mmのポッティング材を使用した最小の電線対基板「ポッティング」コネクタです。Molexの Fitファミリは、最大ポッティング高さ7.26mmの低電力および信号オプションで最大のポッティング対応コネクタです。Molexの専門エンジニアリングチームが、ポッティングコネクタをうまく使用するためのデータを提供し、業界をリードする設計サポートを提供します。各製品群に推奨される最大ポッティング高さは、当社独自のポジティブロックがポッティング材に浸漬しないよう壁を追加し、耐久性を確保しています。接続不良を防ぎ、埃や湿気の侵入を防ぎます。

環境への影響

ポッティング認定を受けたコネクタは優れた環境保護を提供し、過酷で厳しい環境でのアプリケーションに最適です。ポッティング化合物の保護層は、湿気、埃、化学物質からコネクタを保護し、腐食も防ぎます。その結果、ポッティング対応コネクタは、極端な温度、湿度、腐食性物質への暴露に耐えることができ、これらの要素において適切な接続を保証します。

ポッティング樹脂をPCBとケースに流し込んだ後のヘッダを示すテスト用CADモデル。（画像提供：Molex）

まとめ

ポッティング認定を受けた低電力および信号用コネクタは、さまざまな電子アプリケーションに推奨される選択肢となる多くの利点を提供します。環境保護や機械的安定性の向上から、電気絶縁の改善や全体的な保護に至るまで、ポッティングコネクタの利点は、電力アプリケーションの長寿命化を実現します。これらの利点を考慮し、ポッティングコネクタを設計に取り入れることで、エレクトロニクスシステムの耐久性と信頼性を高めながら、ますます厳しくなる環境の要求に応えることができます。