排針排母コネクタ技術解析

一、定義と基本構造

排針排母コネクタ（Pin Header and Socket Connector）は、電子機器における基板間信号伝送と電力接続のためのコアコンポーネントです。

構造構成：

排針（Pin Header）：単列または複数列の金属ピン、材質は黄銅またはリン青銅メッキ/ニッケルが多く、間隔は標準化されている（例えば2.54 mm、2.0 mm）。

排母（Socket Connector）：排針に対応するソケットで、弾性接触片を含み、挿抜安定性を確保する。

絶縁ベース：通常はPA、PBTなどの高温耐性プラスチックであり、機械的支持と電気的隔離を提供する。

二、核心特徴

1.高密度とモジュール化設計

間隔の多様化：一般的な間隔は2.54 mm（標準）、2.0 mm（コンパクト）、1.27 mm（マイクロ）を含み、異なる回路基板空間の需要に適応する。

ピン数は柔軟：単列は40針に達することができ、二列は80針に拡張でき、複雑な回路接続をサポートする。

スタック拡張能力：複数組の排針列母組み合わせにより、回路基板の垂直または水平スタックを実現し、装置構造を簡略化する。

2.電気性能に優れている

電流負荷：単接点定格電流1-3 A（めっき層の厚さに応じて）、高電流モデルは5 Aに達することができる。

耐圧等級：標準品耐圧500 V AC、特殊設計で1000 Vまで可能。

接触抵抗：≤20 mΩ（金メッキ接点）で、信号の低損失伝送を確保する。

3.機械的信頼性

挿抜寿命：≧500回（ロック構造なし）、ロック付き設計は1000回以上に達することができる。

耐振動性：MIL-STD-202 G標準試験に合格し、車載、工業環境に適用する。

誤挿入防止設計：キー溝の位置決め、異形プラスチックシェルまたはカラーマーカー、逆挿入を防止する。

4.環境適合性

温度範囲：-40℃～+105℃（標準品）、高温モデルは+125℃に達することができる。

腐食防止処理：メッキ（0.2-0.8μm）または錫メッキ、48時間塩霧試験に合格した。

難燃等級：UL 94 V-0級基材、安全規範を満たす。

三、重要な特性比較

特性排針（ヘッド）排母（Socket）

PCB板に取付方式で溶接または圧着ケーブル

接点タイプ剛性ピン弾性リード

典型的な高さ5.0 mm（標準直挿）8.5 mm（プラスチックケース付き）

補強設計オプションの位置決め柱メタルハウジングシールド

四、応用分野の詳細

1.消費電子

事例：スマートホームコントローラ、ドローン制御ボード。

需要：2.0 mmピッチ排針は軽量化を実現し、金メッキ接点は高周波信号の完全性を保障する。

2.工業自動化

ケース：PLCモジュール、センサーインタフェース。

需要：ロック付き列母（例えばJST XHシリーズ）は振動脱落を防止し、高温材質に耐えて職場環境に適応する。

3.通信装置

ケース：5 G基地局無線周波数モジュール、光ファイバスイッチ。

需要：金属遮蔽シェル列母（例えばHirose DF 11）は電磁干渉を抑制し、高速差分信号をサポートする。

4.カーエレクトロニクス

ケース：カーナビゲーション本体、BMS電池管理システム。

需要：USCAR-2基準を満たし、耐振動、防塵設計（IP 67等級）。

5.医療設備

ケース：携帯型モニタ、内視鏡制御ユニット。

需要：医療用級絶縁材料、低挿抜力設計はメンテナンスに便利である。

五、型式選択ガイド

1.パラメータマッチングの原則

電流/電圧：動力線は3 A以上の型番を選び、信号線は1 A標準品を選ぶ。

周波数要求：高周波応用は特性インピーダンス（例えば50Ω/100Ω差分対）に注目する必要がある。

環境要素：湿気環境は優先的にメッキし、高温シーンはLCP材質ベースを選択する。

2.設置上の注意

PCBレイアウト：短絡を避けるために2 mmエッジ間隔を残し、二列針は対称レイアウトの応力集中を防ぐ必要がある。

溶接プロセス：リフロー溶接（ピーク温度260℃±5℃）、手動溶接時間≦3秒/ピンを推薦する。