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民生用電子機器に潜むEMIトラップ:SMTガスケットが大量生産時に故障する理由

民生用電子機器が高周波化、薄型化、そして高密度実装へと進むにつれ、EMIの問題はもはやアンテナやRFチップに限定されなくなりました。現実世界の多くのケースでは、根本的な原因は小さいながらも重要な部品、すなわちSMTガスケットにあります。

Konlida は、 52 件の消費者向け電子機器プロジェクト (2024 ~ 2025 年)を検討した結果、厳しい真実を特定しました。

大量生産中の SMT ガスケット障害の 80% 以上は、材料の欠陥ではなく、隠れた PCB 設計エラーが原因です。

これらの問題は試作段階で表面化することはほとんどなく、立ち上げ時、落下試験時、または熱老化時に発生し、多くの場合、修正ごとに 100,000 米ドルを超える再設計コストが発生します。

 SMTガスケット


EMIリスクゾーン1:PCBパッド設計 - 0.1mmの誤差で接地が壊れる

多くのエンジニアリング チームは、正確な位置合わせと均一な圧縮の必要性を無視して、SMT ガスケットに金属スプリング パッドの設計をそのまま再利用しています。

Konlida のSMD-G-KLD シリーズの検証済みテストに基づくと、正しいパッド形状が不可欠です。

SMTガスケットの推奨パッド寸法

SMTガスケットモデルパッド幅(mm)パッド長さ(mm)ギャップ(mm)
SMD-G-KLD-3-3-2-R 3.3 ± 0.1 2.3 ± 0.1 1.0 ± 0.1
SMD-G-KLD-4-4-3-R 4.3 ± 0.1 3.3 ± 0.1 1.0 ± 0.1

一般的な故障メカニズム

  • 隙間が小さすぎる → はんだの吸い上げがガスケットベースを覆う → 接地経路が中断される

  • ギャップが大きすぎる → ガスケットの位置ずれ → 接触抵抗が50%以上変動

システムレベルの接地戦略については、
PCB EMIシールド:ポイント保護からシステムレベルの分離まで
https://www.konlidainc.com/article/pcb.html

KONLIDA SMTガスケット


EMIリスクゾーン2:圧縮比 - 過剰な圧縮はパフォーマンスを低下させる

次のような誤解が広く残っています。
「圧縮率が高いほど、接触が良くなります。」
実際には、過度の圧縮はシリコンベースの SMT ガスケットに永久的な損傷を与えます。

科学的圧縮ガイドライン

パラメータ誤った実践推奨設計
圧縮比>40% 25~30%
結果リバウンド <60%、寿命が短いリバウンド >90%、>10万サイクル
検証なし20%圧縮@70°C × 100時間

測定データ
35%圧縮でリバウンドは72%85°C / 85%RHで500時間後。
28%圧縮ではリバウンドは残った93%同じ条件下で。

この機械的安定性は、高周波デバイスにおいてSMT ガスケットが接着性導電性フォームよりも優れている主な理由です。
もっと詳しく知る:
SMTガスケット | 電子機器向けのコンパクトかつ強力なEMI保護
https://www.konlidainc.com/article/smtgaskets.html

民生用電子機器におけるSMTガスケット


EMIリスクゾーン3:配置ミス - SMTガスケットを「戦場」に設置しない

SMT ガスケットは静的接地コンポーネントであり、動的ショックアブソーバーではありません。

立ち入り禁止の高リスクエリア

  • 折りたたみ可能なヒンジゾーン

  • ラッチまたはスナップフィット領域

  • バッテリーのスライド経路

  • スマートフォンコーナー(落下衝撃の高いゾーン)

推奨される安全な配置

  • シールド缶の内面

  • カメラモジュール固定フレーム

  • USB / FPCコネクタ近くのグランドパッド

設計の経験則:
平坦な表面 · 安定した構造 · 静的荷重

このルールを無視すると、断続的な接地につながることが多く、信号のドロップアウトや Wi-Fi の不安定さなどの問題に直接影響します。
関連分析:
携帯電話やタブレットが信号や Wi-Fi を失い続けるのはなぜでしょうか?
https://www.konlidainc.com/article/signal.html

SMTガスケットの構造


SMTガスケットがGHz周波数でより重要になる理由

5G、Wi-Fi 6E、そしてマルチGHz時代においては、接地インピーダンスが第一の変数となります。わずか0.01Ωの増加でも、EMIシールド効果が大幅に低下し、PCB全体のノイズ結合が増幅される可能性があります。

適切に設計された SMT ガスケットは次のような利点を提供します。

  • 安定した低接触抵抗

  • 生産バッチ全体にわたって一貫した接地

  • 自動SMTアセンブリとの互換性

  • リフロー、経年劣化、振動後の長期信頼性

PCBボード上のSMTガスケット

Konlida EMIエンジニアリングチームからの最終メモ

「GHz帯の信号を保護するには、多くの場合、許容誤差を0.1mm以内に抑えることが重要です。私たちは厳しい要件を恐れるのではなく、チームがこうした隠れたルールを認識していないことを懸念しています。」

無料の設計レビューサポート

PCB レイアウトまたはシールド設計を送信すると、Konlida の FAE チームが48 時間以内に SMT ガスケットの配置と圧縮に関する推奨事項を提供します。

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