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プリント基板のレイアウトが高密度化し、電子機器組立ラインの自動化レベルが向上するにつれて、従来のEMI接地方法は限界に達しつつある。
手動で接着された導電性フォームと半田付けされたベリリウム銅フィンガーストックは、より高度なソリューションに徐々に置き換えられつつあります。 SMT EMIシールドガスケット別名SMT EMIガスケットまたはソフトSMDコンタクト。
なぜこの技術は、スマートフォン、車載電子機器、5G機器、医療機器などの接地ソリューションとして急速に普及しつつあるのでしょうか?
この記事では、SMT導電性フォームとは何か、その仕組み、そしてなぜそれが現代のEMIシールド設計を変革しているのかを解説します。
導電性発泡材料を初めて使用する場合は、まず以下の資料をお読みになることをお勧めします。
EMIフォームとは?EMIフォーム完全ガイド
SMTとは表面実装技術の略で、現代の電子機器製造における中核的なプロセスである。
SMT実装では、自動ピックアンドプレース機が部品をPCBパッド上に直接配置します。その後、基板はリフローはんだ付け炉を通過し、そこではんだペーストが溶けて部品をPCBに永久的に接合します。
スマートフォン、ノートパソコン、EVコントローラー、通信機器など、現代のほぼすべての電子機器は、SMT(表面実装技術)による実装に依存している。
しかし、従来の導電性フォームはこのプロセスに耐えることができない。
従来のFOF(ファブリック・オーバー・フォーム)導電性フォームは、内部コアとして一般的にPUフォームまたはPORONを使用しています。これらの材料は、260℃に達するリフロー温度に耐えることができません。さらに、従来の導電性フォームには、PCB実装用のハンダ付け可能な端子がありません。
その制約により、 SMT EMIシールドガスケット— 自動SMT実装用に特別に設計された導電性接地部品。
従来の導電性フォームと導電性ファブリック構造のより詳細な比較については、以下を参照してください。
導電性フォームガスケットと導電性ファブリック:主な違いを解説
SMT EMIガスケットは通常、3つの主要な層で構成されています。
ソフトSMDコンタクトは、PUフォームの代わりに、260℃までのリフローはんだ付け温度に耐えながら優れた弾力性を維持できるシリコンストリップまたはシリコンフォームスポンジを使用しています。
シリコーンコアは、銅、ニッケル、錫、または金でメッキされた導電性PIフィルムで覆われています。この外層により、表面抵抗は低く、通常0.03Ω以下となります。
ガスケットの底部には、リフローはんだ付け時にプリント基板に直接取り付けるための導電性はんだ端子が設けられています。
ソフトSMDコンタクトは、標準的なSMT電子部品と同様に、テープアンドリール包装で納品されます。
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これにより、手動による設置手順を省きながら、非常に信頼性の高いEMI接地を実現します。
直接比較してみると、その利点は明らかになる。
| 比較対象品目 | SMT EMIシールドガスケット | 従来の導電性フォーム | BeCu スプリングフィンガー |
|---|---|---|---|
| インストール | 完全自動化されたSMT | 手動接着剤取り付け | SMT実装 |
| 肉体労働 | なし | 必須 | なし |
| リフローはんだ抵抗 | はい(260℃) | いいえ | はい |
| 弾性回復 | 非常に良い(90%以上) | 良い | 過負荷に弱い |
| 衝撃吸収 | 素晴らしい | 素晴らしい | 限定 |
| 空間の柔軟性 | 高度にカスタマイズ可能 | カスタマイズ可能 | 標準サイズは限定されています |
| 高周波シールド | 10MHz~10GHz | 30MHz~3GHz | 100kHz~1GHz |
| 組み立て効率 | 非常に高い | 低い | 高い |
SMTの基礎知識をさらに深めるには、以下をお読みください。
PCB接地におけるSMT EMIガスケットと導電性フォームの比較
すべてのSMT EMIガスケットが同じ内部設計を採用しているわけではありません。現在主流の構造は以下のとおりです。
| 構造タイプ | 主な特徴 | 代表的な用途 |
|---|---|---|
| 包装された押出成形シリコーン | 高精度でカスタマイズ可能なプロファイル | 一般的なPCB接地 |
| オープンセルシリコーンフォーム | 高圧縮、低反発力 | 薄型電子機器 |
| 標準シリコーンフォーム | 経済的な接着剤ベースの設計 | リフローしないアプリケーション |
| 押出成形発泡シリコーンスポンジ | 崩壊防止内部構造 | 構造的接地 |
| 導電性シリコーン押出成形 | 直接導電性シリコーンボディ | 高耐久性環境 |
それぞれの構造は、異なる圧縮性、遮蔽性、および組み立て要件に対応しています。
関連する構造革新については、以下を参照してください。
導電性フォームの総合ガイド:SMTガスケットからエアループガスケットまで
今日、SMT導電性フォームは、信頼性の高いプリント基板接地を必要とする様々な業界で広く使用されている。
プロジェクトで使用するSMT導電性フォームを評価する際には、以下のパラメータに注目してください。
ご使用のSMTラインの温度プロファイル(通常230~260℃)との互換性を確認してください。
最適な接触抵抗と弾性を得るためには、一般的に25~30%の圧縮率が推奨されます。
PCBパッドの寸法は、サプライヤーが推奨するはんだ付けフットプリントの仕様と一致させる必要があります。
テープアンドリール包装が自動ピックアンドプレース装置に対応していることを確認してください。
自動車用途の場合、サプライヤーはIATF16949認証を取得している必要があります。
医療関連プロジェクトでは、ISO13485規格への準拠が求められることが多い。
電子機器業界は、以下の方向へと進んでいます。
従来の接地ソリューションでは、こうした要求を満たすことがますます困難になってきている。
SMT EMIシールドガスケットは、以下の要素を兼ね備えています。
そのため、現在入手可能な最も効果的な最新のプリント基板接地ソリューションの一つとなっている。
2006年に設立された蘇州コンリダ精密電子は、SMT EMIシールドソリューションの大手メーカーです。
Konlidaは、以下を含む完全な社内機能を提供します。
当社のSMT EMIガスケット製品は、以下の認証を取得しています。
世界中で、高信頼性が求められる自動車および医療用電子機器アプリケーションをサポートしています。
標準的なSMT EMIシールドガスケット製品が必要な場合でも、カスタム設計の導電性接地ソリューションが必要な場合でも、Konlidaは試作品から量産まで、包括的な技術サポートを提供します。
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