SET試験済み相互接続で軍事/航空宇宙分野の民生品（COTS）課題を解決

私は、無人航空機システム（UAS）や小型衛星、その他の軍事/航空宇宙分野における進歩を注視してきましたが、イノベーションが加速していることは明らかです。こうしたイノベーションにより、相互接続の選択がますます重要になっています。従来の軍用規格部品は、十分な信号密度を備えていない場合があり、またリードタイムが長いという課題を抱えていることが多く、今日の開発サイクルに適合しません。

このギャップを埋めるため、設計者が民生品（COTS）や改造COTS部品を採用する傾向がみられます。重要なのは、過酷な環境に耐えられる民生の相互接続部品を見つけることです。

幸いなことに、Samtecなどのベンダーはこの課題に真正面から取り組んでいます。同社の軍事および航空宇宙向けソリューションは、「Sudden Service」と呼ばれる迅速な供給体制で知られる商用相互接続を採用し、過酷環境試験（SET）を実施しています。その結果、商用グレードの供給体制と軍事用グレードの信頼性を兼ね備えた製品ラインナップが実現しました。

Samtecの過酷環境試験（SET）について

SETイニシアチブでは、商用規格をはるかに超える水準で製品を試験しています。まず、同社のExtended Life Product（ELP）認証から始まります。これは、2,500回の嵌合サイクルおよび混合気体への10年間の暴露試験を行い、実使用環境や保管条件をシミュレートして部品を検証するものです。SETは、これをさらに拡張し、適用されるMIL-STD-810GおよびVITA 47規格に準拠した試験を実施しており、その内容は以下の通りです。

• VITA 47.1機械および環境試験：モジュール挿抜、動作時の耐衝撃（クラスOS2）、耐振動（クラスVS3）、静電気放電（ESD）耐性を含む
• VITA 47.3湿度および温度試験：動作時および非動作時の両サイクルにおいて、相対湿度100%およびVITA 47.1クラスC4規格を超える温度に耐えることが試験される
• 高高度：70,000フィート（ft.）での絶縁耐圧（DWV）を測定

SET試験は、NASAクラスDミッションの要件に対応し、一部はNASAのASTM E595-77/84/90アウトガス要件に基づいて試験されています。すべてのSET試験結果は公開されており、設計者は、その相互接続が自社の用途に適しているかどうかを容易に判断することができます。

SamtecのSETプログラムにURSA I/O超耐久ケーブルアセンブリシステムを追加

SET認定を受けた相互接続製品は、ファインピッチの基板対基板コネクタから高性能電源コネクタまで、幅広いソリューションに対応しています。ラインナップに最近追加された製品の1つが、B1SDTケーブルアセンブリとP1M 基板実装型コネクタで構成されるURSAI/O超堅牢ケーブルアセンブリシステムです。これらのコネクタは、1ピンあたり複数のコンタクトを持つ双局面タイプのコンタクトを採用しており、極めて高い信頼性と高頻度の嵌合サイクルを実現しています。電磁干渉（EMI）シールド、拘束パネルネジ、ストレインリリーフなどのオプションにより、この堅牢な設計がより確かなものになっています。

2列構成で1.00ミリメートル（mm）ピッチのB1SDTケーブルアセンブリは、1つの相互接続あたり80極をサポートし、1つの1RUパネルで合計1,160I/Oの信号密度を実現します。代表的なケーブルとして、10.00インチ（in.）のB1SDT-10-28-H-10.0-1（図1）があり、28AWGワイヤで20極を提供します。

図1：10インチのURSA B1SDT-10-28-H-10.0-1ケーブルアセンブリは、28AWGワイヤで20極を提供します。（画像提供：Samtec）

対応するP1Mコネクタは、スルーホールまたは表面実装の構成で、垂直または直角の向きで使用可能です。その1例として、P1M-10-01-S-D-RA-TR（図2）が挙げられます。これは20極の直角型表面実装コネクタです。P1Mファミリの全製品と同様、このコネクタもホットスワップ機能を備えたモデルも用意されています。

図2：URSA P1M-10-01-S-D-RA-TRは、直角型表面実装仕様の20極コネクタです。（画像提供：Samtec）

これらのURSA I/Oシステムの特徴を総合すると、高いコネクタ密度、頻繁なメンテナンスサイクル、過酷な振動環境が求められる地上管制ステーション、レーダ処理ユニット、船舶電子機器などのアプリケーションに最適です。

1.27mm Tiger Eyeケーブル対基板システムがSETプログラムに追加

また、Samtecは最近、1.27mm Tiger Eyeケーブル対基板システムをSETラインアップに追加しました。Tiger Eyeは、熱処理を施したベリリウム銅（BeCu）製のマルチフィンガーコンタクト設計を採用しています。BeCuのばね特性により、数千回の嵌合サイクルを経てもコンタクトは形状を維持します。嵌合面は各フィンガーの平らで滑らかな面であり、メッキの摩耗を最小限に抑え、接触抵抗性能と全体的なメッキ寿命を延ばします。

このシステムにはSFSDTケーブルアセンブリとTFMコネクタヘッダが含まれており、100ピンをサポートする極性付き2列設計となっています。金属製ラッチおよびねじ締めオプションに加え、テフロン加工ケーブルを採用しているため、これらのアセンブリは、航空電子機器のバックプレーン配線、兵器システム、および手作業で配線されたケーブルが振動や熱ストレス下でも信頼性の高い性能を発揮しなければならないその他の用途に最適です。

たとえば、SFSDT-25-28-G-08.00-DR-NDX（図3）は、28AWGワイヤ付き、50極、両端接続、8インチのケーブルアセンブリです。これは、基板への確実な取り付けのための溶接タブを備えた50極のスルーホールコネクタヘッダであるTFM-125-02-S-D-WT （図4）と嵌合します。

図3：Tiger Eye SFSDT-25-28-G-08.00-DR-NDXは、28AWGワイヤ付き50極、両端接続、8インチケーブルアセンブリです。（画像提供：Samtec）

図4：Tiger Eye TFM-125-02-S-D-WTは、基板への確実な取り付けを可能にする溶接タブを備えた50極スルーホールコネクタヘッダです。（画像提供：Samtec）

まとめ

私にとって結論は簡単です。プログラムに短納期と極めて高い信頼性の両方が求められる場合、SET認定部品は最適な選択肢の1つとなります。設計者は、仕様が後の認定プロセスを妨げるかもしれないという懸念を抱くことなく、量産レベルの生産がもたらすあらゆるメリットを活かすことができます。URSA I/OおよびTiger Eyeシステムは、この点を裏付けています。これらは、妥協のない性能、即時の入手可能性、そして最も過酷な環境にも対応できる実証済みの能力を提供します。