情報通信機器でのシールドケース設計と電磁波対策技術

情報通信機器におけるシールドケース設計の重要性

情報通信機器は、日常生活やビジネスのあらゆる場面で利用されており、その性能は私たちの生活に大きな影響を与えています。
そうした機器において、シールドケースはデバイスの信頼性を確保するための重要な要素のひとつです。
シールドケースは、外部からの電磁波干渉（EMI）を防ぎ、同時に内部の信号が外部へ漏れるのを防止する役割を果たします。

電磁波干渉は、機器の正常な動作を妨げ、データ通信の不安定化を引き起こす可能性があります。
そのため、シールドケースは機器の設計段階で特に重視されるべきです。
強固なシールドが施されていることは、受信感度や送信精度の維持、機器全体の長寿命化を実現するうえで不可欠です。

シールドケース設計のポイント

シールドケースを設計する際には、いくつかの重要なポイントを考慮する必要があります。

材料の選定

シールドケースの材料選定は、性能に直結する重要な要素です。
代表的な材料には、銅、アルミニウム、スチールなどがあります。
これらの材料は、いずれも高い導電性を持っており、電磁波を反射・吸収する能力に優れています。

銅は非常に高い導電性を持ち、優れたシールド性能を発揮します。
しかし、価格が高く、重量も重いのが難点です。
アルミニウムは軽量で加工性に優れ、コストパフォーマンスも良好なため、汎用性があります。
スチールは磁性を持つため、特定の用途での使用が期待されますが、腐食に弱い点には注意が必要です。

形状設計

シールドケースの形状も性能に影響を与えます。
ケースは可能な限り密閉されていることが望ましく、隙間や穴が少ない方がシールド効果を高めます。
特に、頑丈な接合部と確実なアース接続は、電磁波の漏れを防ぐために重要です。

また、ケース設計においては、熱の放出をどのように処理するかも考慮する必要があります。
過剰な熱は、電子部品の寿命を短縮する原因となりますので、効果的な放熱設計も合わせて検討してください。

電磁波対策技術のトレンド

近年の情報通信機器では、電磁波対策技術も進化を遂げています。

EMIシールドガスケットの利用

EMIシールドガスケットは、シールドケースの接合部や境界に使用することで、隙間からの電磁波漏れを防ぐ役割を持っています。
これにより、より強力なシールド効果を得ることが可能です。
ガスケットには導電性ゴムや金属編み込み素材などが使用されており、機器にあわせた最適な素材を選定できます。

信号ラインのフィルタリング

電磁波対策には、伝送信号そのものにフィルタを設けることも有効です。
フェライトビーズやチョークコイルなどを用いることで、高周波ノイズを効果的に削減できます。
これにより、外部からの電磁干渉を抑制するだけでなく、機器内部のノイズ干渉も低減させることが可能です。

産業用情報通信機器の電磁波対策事例

実際の産業用情報通信機器においても、様々な電磁波対策技術が活用されています。

医療機器

医療機器は、精密でデリケートな操作が求められるため、電磁波対策が極めて重要です。
シールドケースに加え、信号ラインに対する厳密なフィルタリングが行われています。
また、病院内の他の機器との干渉を防ぐため、機器全体が周波数管理されているケースも珍しくありません。

自動車用通信システム

自動車に搭載される情報通信機器においても、電磁波対策は必須です。
車両間通信やカーナビゲーションシステムなどの信頼性を確保するため、各種EMI対策が施されています。
耐久性を兼ね備えたシールドケースや、振動環境に対応したガスケット使用などが特徴的です。

シールドケース設計における最新技術

技術の進化に伴い、シールドケース設計においても様々な新技術が取り入れられています。

ナノ材料の応用

シールドケースにナノ材料を用いることで、高性能と軽量化を両立する取り組みが進んでいます。
ナノカーボンチューブなどの材料を導入することにより、従来材料では難しかった極度な薄型化を実現することが可能です。

3Dプリンティング

3Dプリンティング技術は、シールドケースの設計や試作過程に大いに貢献しています。
設計の自由度が増し、より迅速かつ効率的なプロトタイプ製作が可能になっています。
これにより、より高度なカスタマイズが施されたシールドケースの開発が期待されています。

まとめ

情報通信機器のシールドケース設計と電磁波対策は、機器の性能や信頼性にとって欠かせない要素です。
シールドケース設計をしっかりと行うことで、電磁波干渉を効果的に遮蔽し、機器の性能を最大限に引き出すことができます。
現場での採用例や最新の技術動向を参考に、最適な設計を心掛けることで、より優れた製品を市場に送り出すことが可能になるでしょう。