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の信頼性をいかに損なうか
高温多湿の環境で稼働する通信基地局や新エネルギー車では、先進的な導電性シリコーンゴム（導電性ゴム、導電性フォームゴムとも呼ばれる）であっても、18～24 か月後には EMI 性能が急激に低下する可能性があります。
故障解析では、金属表面に白い綿状の酸化物が付着したり、導電性繊維の端が黒ずんだり、接触抵抗が急激に増加したりすることがよくあります。驚くべきことに、問題は材料の経年劣化そのものではなく、マイクロスケールの電気化学的腐食です。これは、隠れた、しかし重大な信頼性への脅威です。
この記事では、マイクロ凝縮、異種金属接触、および DC バイアスがどのようにして導電性ゴム界面に局所的なガルバニ電池を形成し、イオン移動、酸化物堆積、そして最終的には EMI シールドの障害につながるのかについて説明します。
SMTガスケットの精密実装技術：リフローはんだ付け適合性と微小応力制御機械的な信頼性に焦点を当てたこの記事では、電気化学的な側面に焦点を当てます。水、電気、金属が出会うとき、EMI の信頼性の真のテストが始まります。
電気化学的腐食の「三要素モデル」
腐食は、次の 3 つの条件が共存した場合にのみ発生します。
電解質の存在: 凝縮した水分が薄い液膜を形成します (RH > 60%)。
異種金属: ニッケル - 銅導電性布がアルミニウムハウジングと接触すると、電位差 (ΔV > 150mV) が発生します。
DC バイアス パス: 接地の差により、腐食を促進する微小電流が発生します。
この時点で、インターフェースは小型のガルバニ電池のように動作します。
陽極（アルミニウムハウジング）： Al → Al³⁺ + 3e⁻（酸化、白色のAl(OH)₃を形成）。
カソード（ニッケル-銅層）： O₂ + 2H₂O + 4e⁻ → 4OH⁻（アルカリ環境が銅の腐食を加速する）。
腐食経路：孔食から遮蔽破損まで
微細孔浸透- 水分は導電性の布地を通してフォームの金属コーティングに浸透します。
イオンの移動– Cu²⁺ イオンと Ni²⁺ イオンはバイアス下で移動し、導電性フィラメントまたは絶縁酸化物を形成します。
接点の劣化– 酸化物がインターフェースに蓄積し、抵抗が増加し、EMI シールドが低下します。
ケーススタディ:ある自動車の T-Box テストでは、高温多湿にさらされた後、接触抵抗が 0.2Ω から 8.7Ω に上昇し、300MHz～1GHz 帯域でシールド効果が 20dB 低下しました。
工学的対策：導電性から電気化学的絶縁まで
材料レベルのソリューション
ニッケル銅コーティングを銀メッキ（酸化傾向が低い）に置き換えます。
導電性生地とフォームの間にナノ酸化物拡散バリアを追加します。
構造設計戦略
等電位接地: ハウジングと PCB の接地を揃えて DC バイアスを排除します。
疎水性シーリング：接合部に撥水コーティングを施し、皮膜の形成を防ぎます。
環境保護
シーリングを IP54 から IP67 にアップグレードして、湿気の侵入を防ぎます。
残留湿気を吸収するために内部乾燥剤を追加します。
腐食リスクの検出と早期警告
電気化学インピーダンス分光法 (EIS):低周波でのインターフェース抵抗の変化を検出します。
マイクロ X 線回折 (μ-XRD): Cu₂O や Al(OH)₃ などの腐食生成物を識別します。
加速DCバイアス耐湿熱試験（85℃/85％RH + 5V）：長期劣化をシミュレートします。
EMI障害：隠れた電気化学事故
導電性シリコンゴムの故障は、多くの場合、材料の欠陥ではなく、システムレベルでの電気化学的相互作用の見落としが原因です。
Konlida は顧客と協力してインターフェース腐食リスク評価モデルを開発し、電気化学的安定性を EMI シールド材料の選択における新たなベンチマークにしています。
SMTガスケット製造性を考慮した設計：自動化生産ラインへのシームレスな統合を保証配置と圧縮の精度を重視していますが、真の信頼性とは、水、電圧、金属の電気化学的な三角関係、つまり精密電子機器の究極のテストに耐えることだということを覚えておいてください。