ＥＭＣ対策技術の基礎とノイズ対策への実践的ノウハウおよびその応用

EMC対策技術の重要性

製造業において、製品の品質や信頼性を確保するためには、EMC（Electromagnetic Compatibility）対策が不可欠です。
EMC対策とは、製品が外部からの電磁妨害に対して影響を受けず、自ら発生する電磁ノイズが他の製品や通信機能に悪影響を及ぼさないことを指します。
ノイズ対策が不十分な場合、製品の誤動作や通信障害を引き起こす可能性があり、製品の市場競争力を大きく損ねることとなるのです。

EMC対策技術の基礎知識

ノイズの発生源

ノイズの発生源は、大きく内部と外部に分かれます。
内部発生源は、デジタル回路や電源回路、モーターなどから発生するものです。
外部発生源としては、雷や放射線、他のデバイスからの影響が考えられます。
これらを把握することが対策の第一歩です。

ノイズの伝導経路

ノイズは以下の経路を通じて伝搬します。
1. 伝導ノイズ：配線を通じて伝わるノイズ
2. 放射ノイズ：空間を通じて伝わるノイズ
3. 電磁誘導：磁束変動により、閉回路に電流が誘導されることによるノイズ

これらの伝導経路に対して、対策を講じることがノイズ低減の鍵となります。

ノイズ対策への実践的ノウハウ

設計段階での対策

設計段階での対策が最も重要です。
プリント基板の設計では、グラウンドの設計が鍵を握ります。
グラウンドを適切に配置し、ノイズ電流の回路を短く取ることで、伝導ノイズの影響を抑えることができます。

シールドケースの利用も効果的です。
シールドケースを適切に配置することで放射ノイズを抑制し、外部からのノイズの侵入を防ぐことができます。

製造段階での対策

不良の原因の多くは、製造段階での管理不足に起因します。
製造現場では、静電気対策が重要です。
静電気は、ノイズの発生源になるだけでなく、半導体部品の破壊や故障を引き起こす可能性があります。
静電気除去装置の設置や、作業員への静電気対策品の着用は、切り離せない管理事項です。

また、トルク管理や配線の固定方法なども、ノイズ低減に寄与します。

テスト・評価段階での対策

製品が完成した後のテスト・評価段階でも、EMC対策は続きます。
電磁波暗室を用いたシミュレーションや測定を行い、実際の使用環境でのノイズ耐性を確認します。
不足がある場合には、設計にフィードバックを行い改善を図ります。

ノイズ対策の応用例

IoTデバイスへの応用

IoTデバイスの多くは、電磁ノイズに非常に敏感です。
通信機能が途絶えると製品としての価値を失ってしまいます。
ここでのEMC対策は、通信に用いるアンテナの位置や、デバイス全体のシールド設計が重要になるでしょう。

自動車産業への応用

近年、自動車は非常に多くのデジタル機器を搭載しています。
自動運転技術の普及に伴い、EMC対策は欠かせない要素です。
車載機器間の干渉を防ぐために、車両全体を一つのシステムとして捉えた設計が必要です。

未来に向けてのEMC対策

デジタル技術の進化と共に、EMC対策の重要性はますます高まっています。
特に、5G通信網やAI技術の進歩に対応するため、製造業の現場でも新たなEMC技術が求められることでしょう。

また、積極的なエコ技術導入も求まれます。
電磁ノイズを抑制しつつ、消費エネルギーを低減する設計が、持続可能な社会を支える鍵となります。

製造業に携わるすべての方々にとって、EMC対策は品質と信頼性を保つための基盤技術です。
この分野での知識を深め、実践することで、より良い製品作りに貢献していきましょう。