内部リンク製品リスト(カタログの実型番)
- SlimStack 超薄型 BTB → /product/2039560203
- SEARAY 高密度・高速 BTB → /product/465565145
- Impel バックプレーン BTB → /product/1713151107
- EXTreme Ten60Power 電源+信号 BTB → /product/464373276
- iGrid 狭ピッチ BTB → /product/5016462400
- Milli-Grid 2mm BTB ヘッダ → /product/877581218
- C-Grid III 2.54mm BTB → /product/901301128
基板対基板(Board-to-Board、略称 BTB)コネクタは、2 枚の PCB を垂直または平行に直接相互接続する部品で、コードや基板対ワイヤ変換を不要にします。そのためスマートフォン、ウェアラブル端末、車載 ECU、サーバーバックプレーン、産業用制御基板の至るところに使われています。基板対ワイヤコネクタと比べ、BTB はピン密度が高く、寄生パラメータが低く、スタック高をよりコンパクトにできるという利点があります。一方で選定は「空間・信号・電流」の 3 要素を総合的に勘案する依存度が高くなります。本稿では、多くのシリーズの中からエンジニアが迅速に適切な型番を絞り込める、実践的な選定の手順を整理します。
一、ピンピッチが密度の上限を決める
ピッチは BTB 選定の最初の分水嶺です。一般的な仕様は 0.4mm、0.5mm の極細ピッチから、0.8mm、1.0mm を経て、2.0mm、2.54mm のスルーホール/表面実装ヘッダまで及びます。ピッチが小さいほど単位面積あたりのピン数が増え、極めてスペースが限られた民生機器に適します。例えば Molex SlimStack シリーズ は超薄型・狭ピッチで知られ、マザーボードとドーターボード間の高密度相互接続によく使われます。ただし注意:ピッチが小さいほど PCB 実装精度・共面性の要求とリワーク難度に対する許容度が下がり、量産歩留まりコストが大きく上昇します。基本原則は——必要な総ピン数を満たす範囲で、可能な限り大きいピッチを選び、実装余裕を残すことです。
二、積層高(スタックハイト)は物理的スペースに硬性制約される
積層高とは 2 枚の基板間のクリアランスです。超薄型機器では 0.6–1.5mm に抑える必要があり、バックプレーンや電源基板では 5–20mm 許容される場合があります。Molex iGrid シリーズ は狭ピッチ・低積層高の基板対基板ソリューションを提供し、密に積層されたモジュールの相互接続に適しています。選定時は筐体の三次元図から使用可能な積層高を逆算し、約 10%–15% の公差バッファを確保して、最終組立時にコネクタへ余分な曲げモーメントがかかるのを防ぎます。
三、信号レートと高速差動伝送
相互接続が MIPI、PCIe、USB、SerDes などの高速信号を担う場合、BTB のインピーダンス連続性、クロストーク、リターンロスが重要になります。完全なグランドシールドを持つ高密度アレイ型コネクタが信号整合性をより確実に保証します。Molex SEARAY シリーズ は高速差動対に対応した高密度の代表例で、多数の高速チャネルを要する基板間相互接続に多く使われます。サーバー・通信のバックプレーン用途では Molex Impel シリーズ が高密度バックプレーン接続に優れます。実践上の指針:単端信号は接触抵抗と絶縁耐電圧に注目し、差動対はコネクタの公称インピーダンス(通常 100Ω または 90Ω)が自社の積層設計と一致することを確認してください。
四、定格電流と電源ピン割り当て
BTB は信号だけを流せるわけではありません。ある基板が別の基板に給電する場合、コネクタ内に専用の電源ピンを割り当て、ピンあたりの通電能力と温度上昇を検討します。電源ピンが多いほど、太いほど、許容電流は大きくなります。Molex EXTreme Ten60Power シリーズ は大電流電源ピンと信号ピンを同一コネクタに集積し、「給電+通信」を一体にする基板間相互接続に適しています。経験則:電源ピンは対称に配し、ペアで使用すること。またメーカーの降格(デレーティング)曲線(温度が高いほど許容電流は低い)に従い、信号ピンで「こっそり」負荷を流してはいけません。
五、機械構造:位置決め・ラッチ・寿命
狭ピッチ BTB はズレによるピン曲がりを起こしやすいため、多くの製品にガイドポスト(案内柱)や自己位置決め構造があります。振動環境(車載・産業)では、誤脱落を防ぐためラッチ(lock)や摩擦ロックが必要です。Molex Milli-Grid シリーズ は 2.0mm ピッチの信頼性の高い基板対基板ヘッダソリューションを提供し、繰り返しの組立分解や振動に耐える機械強度と抜挿寿命を備えます。同類の Molex C-Grid III 2.54mm ソリューション はよりゆとりあるピッチで汎用性と保守性を両立します。選定時は抜挿回数仕様(30、50、100 回などのサイクル)が装置の保守要件を満たすか確認してください。
選定パラメータ早見表
上記 5 次元を 1 つの対照表に凝縮し、一次スクリーニングを迅速に行えるようにします:
| 選定次元 | 重要指標 | 該当シリーズ(カタログ型番) | 適用シーン |
|---|---|---|---|
| ピンピッチ | 0.40mm 極細 | SlimStack(2039560203) | スペースが極限、最高密度を志向 |
| ピンピッチ | 2.0mm | iGrid(5016462400)/ Milli-Grid(877581218) | 密度と実装歩留まりのバランス |
| ピンピッチ | 2.54mm | C-Grid III(901301128) | 汎用、保守容易、低コスト |
| 積層高 | 超薄型・低積層 | SlimStack / iGrid | コンパクトな積層モジュール;10%–15% 公差を確保 |
| 高速信号 | 差動対/高密度 | SEARAY(465565145)/ Impel(1713151107) | バックプレーン、SerDes、PCIe、MIPI 等 |
| 大電流 | 電源ピン集積 | EXTreme Ten60Power(464373276) | 給電+通信を一体にする基板間相互接続 |
| 機械環境 | 振動/繰返し抜挿 | Milli-Grid / C-Grid III | 車載、産業;ラッチと案内が必要、寿命長 |
ヒント:同じ次元に対象となるシリーズは複数あるのが普通です。最終的には「信号レート+電流+機械環境」の交差で範囲を絞り、その後試作して検証します。
六、実践選定 5 ステップ
- 2 枚の基板の信号リストを作成:高速差動対は何対、単端信号は何本、電源総電流はいくらか。
- 筐体から使用可能な積層高と基板面積を逆算し、ピッチの上限を決定する。
- 信号レートに応じ、シールド/差動最適化シリーズが必要か判定する。
- 電流に応じて電源ピンを割り当て、必要なら電源・信号一体型を選ぶ。
- 機械環境(振動、抜挿回数)を確認し、ラッチと位置決め方式を決定して試作検証する。
七、よくある誤り
- 安易な狭ピッチ追い求め:密度は満たしても実装歩留まりと修理コストが制御不能に。
- 信号ピンでの大電流負荷:局部過熱、接触抵抗のドリフト。
- 積層高公差の無視:組立応力がはんだ接合部に伝わり、長期信頼性が低下。
- 高速シーンでピン数だけ数えてインピーダンスを見ない:アイパターンが閉じ、装置デバッグに手間取る。
まとめ
基板対基板コネクタの選定とは、本質的に「密度・高さ・レート・電流・機械」の 5 次元のバランスを見つけることです。まず空間と信号リストを決め、次にレートと電流でシリーズを合致させ、最後に機械環境で締めくくります。本稿が挙げた実型番を手がかりに、エンジニアはパラメータ表を対照するだけで一次スクリーニングを迅速に完了し、その後試作検証へ進めます。