導電性フォームの高度な製造と品質管理
導電性フォームの製造：原材料から信頼性の高いEMI保護まで
高性能導電性フォームは、民生用電子機器、車載電子機器、通信モジュール、航空宇宙システムにおけるEMIシールドおよび接地の主要部品です。コンパクトなアセンブリで安定した電気性能を実現するには、精密な材料工学と厳密に管理された製造システムが必要です。
このガイドでは、生産フロー全体を概説し、Konlidaの技術力に焦点を当て、プロセス制御、先進的なイノベーション、そして実際のアプリケーションを体系的に解説します。関連コンポーネント技術については、 「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」をご覧ください。
完全な製造ワークフロー：材料から機能部品までの4つの段階
1. 原材料の選択と準備
導電性繊維
ポリエステル繊維基板は、電気めっきまたは無電解めっき（Ni、Cu、Ag、Au、または炭素系層）によって金属めっきされています。表面抵抗は0.05Ω/平方インチ以下に抑えられており、安定したEMI減衰性能を確保しています。
導電性PIフィルム
ポリイミドフィルムは、25 ± 1 μmの銅、ニッケル、またはスズ層を真空コーティングしたものです。これらのフィルムは、最高300℃の耐熱性と優れたはんだ付け性を備えており、 「PCB EMIシールド：ポイント保護からシステムレベル絶縁まで」で解説されているような精密EMIガスケット構造に広く使用されています。
フォームコア材料
• シリコンフォーム：放射線架橋され、高温で膨張して均一なオープンセルまたはクローズドセル構造（15～200 kg/m³）を形成し、さまざまな圧縮力プロファイルをサポートします。
• 改質 PE フォーム: 押し出し加工とその後の金属メッキを経て 3D 導電性フォームに使用されます。
2. 精密ラッピングおよび成形プロセス
| プロセスタイプ | コアテクノロジー | 応用 | 制御メトリック |
|---|---|---|---|
| シリコン押出ラッピング | 連続シリコーン押出成形により導電性PIフィルムを包み込む | 高信頼性EMI接地用SMTガスケット | 寸法公差 ±0.1 mm |
| オープンセルフォームラッピング | 導電性布で包まれたプレフォームフォームを熱圧縮 | 低圧ウェアラブル | 圧縮偏差≤15% |
| 中空D型成形 | 中空の管状に直接成形された導電性布 | AIR LOOP軽量フォーム | 50%の軽量化、70%の力の軽減 |
これらのラップ構造は、制御された圧縮、安定したインピーダンス、および熱サイクル下における高い耐久性を提供します。
3. ダイカットと自動組立
導電性フォームストリップは、回転式またはフラットベッドツールを使用して、最小寸法 1.2 × 1.2 mm までダイカットされます。
Konlida は、自動ピックアンドプレース組み立てのためのリールツーリール パッケージングを可能にし、手動による配置を排除して、スマートフォン、ウェアラブル、大量生産モジュールに見られる大量生産ワークフローをサポートします。
SMT導電性フォームの統合
SMT 導電性フォーム デバイスは、標準リフローはんだ付けにより最高 260°C で実装され、鉛フリー プロセスと完全に互換性があります。
長期にわたる SMT 操作中の腐食メカニズムに関するより詳しい情報については、 「導電性シリコーンゴムの隠れた腐食: マイクロスケールの電気化学が EMI の信頼性をどのように低下させるか」を参照してください。
4. 信頼性試験と品質検証
電気性能
• 表面抵抗≤0.05Ω/平方
• 広帯域周波数範囲で60～90 dBのシールド効果
環境信頼性
• 塩水噴霧：48時間腐食なし
• 熱サイクル：-40°C～125°C
• 湿熱老化：85°C/85%RHで1000時間
Konlidaのコアプロセスイノベーション
1. グラデーション金属コーティング技術
Cu/Ni/Sn 多層構造により、接着力が向上した堅牢な導電性インターフェースが形成され、接触抵抗が 30% 低減し、GHz レベルの EMI シールドが 80 dB 以上に強化されます。
2. 完全統合型製造
Konlida は導電性 PI フィルムとシリコンフォームコアの両方を社内で生産しており、原材料から完成部品までのエンドツーエンドの管理を可能にしています。
利点
• 20%のコスト削減
• カスタマイズされたサンプルは7日以内に配送されます
3. 自動化された大量生産
Konlida の蘇州工場では、年間生産量が 10 億個を超える 30 の専用導電性フォーム ラインを稼働しており、Apple、Huawei、Xiaomi、大手 EV メーカーなど大手 OEM をサポートしています。
品質管理システム：すべてのステップに信頼性を組み込む
ISO 9001 および IATF 16949 の認証を取得している Konlida は、4 段階の品質フレームワークを維持しています。
受入材料検査
• XRFによる金属メッキの厚さ
• 重量測定によるフォーム密度の検証
工程内モニタリング
• ラッピング張力制御
• リアルタイムリフロープロファイル記録（260°C ±5°C）
完成品検証
• 100%マシンビジョン外観検査
• 圧縮回復率 ≥90%
• 耐食性試験のための塩水噴霧サンプリング
クライアントコラボレーション
• 完全なCPK機能レポート
• EMCテストと圧縮力の最適化のサポート
業界アプリケーションとカスタマイズされたエンジニアリングソリューション
1. 衛星端末（極めて高い信頼性）
ニーズ: 高温耐性、耐振動性、塩水噴霧安定性。
ソリューション: 押し出しシリコンで包まれた SMT フォームは、260°C のリフローと 1000 回の熱サイクルを経て検証され、75 dB を超えるシールドを維持します。
2. 折りたたみ式スマートフォン（軽量・超薄型）
要件: 低圧縮力 ≤1 N/mm²、厚さ <0.5 mm。
ソリューション: AIR LOOP 中空フォームは重量を 50% 削減し、柔軟な FPC ルーティングに対応します。
3. EVバッテリーパック（熱磁気結合環境）
ニーズ: EMI シールドと熱拡散の同時実現。
解決策: グラファイト層を備えた 3D 導電性フォームは、1.5 W/m·K の Z 軸熱伝導率を実現します。
将来の技術ロードマップ
• 磁性ナノ粒子のドーピングにより吸収力が向上し、高周波共鳴が低減
• 2026年に全自動ロールツーロール生産を計画
• インターフェース耐久性を向上させた次世代導電性接着剤の産学連携研究開発