信頼性を考慮した設計
EVAFLEX®およびMINIFLEX®シリーズは、独自のロック構造により高い信頼性を実現しています。ホールドダウン構造がコネクタの実装強度を高めるほか、独自のコンタクト設計により、FPCが挿入されていない状態で誤ってアクチュエータを操作した場合でも、コネクタの損傷を防ぎます。
MINIFLEX®のアクチュエータ式ロック機構は、コンタクトとFPCパッドとの間に一定で再現性の高い接触圧を与え、接触抵抗の安定化に貢献します。また、アクチュエータの採用により、FPCのZIF (Zero Insertion Force) 接続が可能となり、挿し過ぎを防止するとともに、確実な保持力を確保します。さらに、コンタクトの変形や座屈を防ぎ、高い接続信頼性を実現します。
FPC/FFCコネクタのアクチュエータは、FPC/FFCを保持し、安定した電気的接触を維持するための機構です。また、振動や衝撃による接続部への影響を抑制し、高い接続信頼性と安定した伝送性能の実現に貢献します。
MINIFLEX®シリーズは、ホールドダウン構造によりコネクタ側壁部の強度を高め、コネクタの堅牢性を確保します。また、図2に示すように、組立工程中のアクチュエータの不意な脱落を防ぎます。 加えて、MINIFLEX®シリーズは、FPCが挿入されていない状態でアクチュエータを操作しても、コネクタが損傷しにくい設計となっています。図3~図5に示すように、このような操作を行った後でも、コンタクトギャップ、挿入力、保持力にほとんど変化は見られず、安定した接続信頼性を維持します。
MINIFLEX®のアクチュエータは、全極に均一な接触圧力を与えることで、高い接続信頼性を実現します。接触不良や微摺動摩耗の発生を抑制するとともに、温度変化による長期的な接続特性の変化を低減し、安定した電気接続を維持します。さらに、アクチュエータを閉じられた状態では保持力が大幅に向上し、組立時のFPC抜けや、自動車・産業機器の振動環境、携帯機器の落下衝撃などに対して優れた耐久性を発揮します。
MINIFLEX® 3-BFNは、湾曲形状のアクチュエータを採用しています。この形状により、ハーフロック状態の発生を防止するとともに、ロック状態の視認性を向上しています。また、図1に示すように、上面からロックの状態を容易に目視確認することができます。

ホールドダウンを搭載することにより側壁部の強度を高め、優れた機械的信頼性を実現しています。図2に示すように、ホールドダウンを基板にはんだ付けすることで、FPC挿入時に発生するハウジング側壁部への負荷を軽減し、コネクタの損傷を防止します。さらに、一部の製品では、アクチュエータの偶発的な脱落を防止する効果もあります。
表1は、MINIFLEX®シリーズにおいて、ホールドダウン部を基板にはんだ付けした場合としない場合の側壁強度試験の結果を比較したグラフです。試験荷重は、コネクタ側壁が破損するまでに耐えられる最大荷重を表しています。ホールドダウン機構を採用することで、側壁強度は約10倍向上し、コネクタの堅牢性が大幅に強化されることが確認されています。
| (N) | ホールドダウン機構無し | ホールドダウン機構有り | ||
| 外側からの試験 | 内側からの試験 | 外側からの試験 | 内側からの試験 | |
| AVG. | 2.353 | 2.257 | 23.790 | 21.720 |
| MAX. | 2.45 | 2.40 | 24.25 | 22.21 |
| MIN. | 2.24 | 2.12 | 23.41 | 21.24 |
表1. MINIFLEX®シリーズコネクタにおけるホールドダウン機構の有無による側壁強度の比較
お客様の生産工程においては、FPCが挿入されていない状態でアクチュエータが意図せず開閉されるケースが少なくありません。I-PEXのMINIFLEX®は、このような製造現場での誤操作を考慮した設計を採用しており、誤操作が発生した場合でも高い信頼性と安定した性能を維持します。
図3は、FPCが未挿入の状態でアクチュエータを開閉した場合のMINIFLEX®のコンタクトギャップの変化を示しています。アクチュエータの操作前後におけるコンタクトギャップの変化は極めて小さく、FPCが未挿入の状態で操作された場合でもコネクタの信頼性が維持されることを示しています。
図4は、FPCが未挿入の状態でアクチュエータを開閉した際のFPC挿入力の変化を示しています。挿入力の変化は極めて小さく、FPCが未挿入の状態で操作を行った後でもコネクタの信頼性に影響がないことが確認されています。
図5は、FPCが未挿入の状態でアクチュエータを開閉した際のFPC保持力の変化を示しています。保持力の変化は極めて小さく、FPCが未挿入の状態でアクチュエーターの操作を行った後でもコネクタの信頼性や性能にほとんど影響を与えないことが確認されています。
記事:I-PEX独自のノウハウを活かしたFPCコネクタ(MINIFLEX®シリーズ)の空閉じ対策