プラスチックケースのシールドについて

質問

車載機器（例：ＧＰＳレーダーのように、液晶画面・ボタン・ハーネスを付ける為のコネクタがムキ出し）の
プラスチックケース設計における、シールドについて勉強しています。

静電気、電磁波対策として、ケース設計時にシールドを考えなくてはならないと思います。
電子回路、Ｐ板、ハーネスにも対策をすべきだとは思いますが、今回はプラケースについてお願い致します。

試しに、ETCをバラしてみたのですが、コネクタ周り、CPU周り以外にケースにメッキ処理が施されていました。
これは、電磁波を反射させる為だと思います。

１．静電気等には逆効果なのではないでしょうか？？？

２．なぜコネクタとCPU周りにはメッキ処理をしないのでしょうか？？？

３．そもそも、メッキ処理ってどれほど意味があるのでしょうか？
　　やらないよりはマシ程度なのでしょうか？
　　だって、カード挿入口、液晶画面等にはメッキ出来ないし、ケースにはとスイッチやコネクタの隙間があるし・・・
　　そこから電磁波が入ったら、意味がないですよね？？？

４．今回バラしてみたETCには、静電気対策がしてあるようにはみえません・・・
　　人が触れる、スイッチ部などには何か対策をすべきではないのでしょうか？？？
　　（スイッチ部にスポンジのようなモノがついてますが、おそらくカタカタ音がならないようにする為だと判断しました。）
　　薄型ETCなので、スイッチとケースの隙間からＰ板までの距離も短いし・・・

５．Ｐ板の周りにGNDパッドが縁取ってあり、ケースのメッキと接触するようになっています。
　　ＧＮＤなら静電気が落ちても大丈夫なのでしょうか？
　　接触放電で４ｋＶ、気中放電で８ｋＶぐらいと何かで読んだ記憶があるのですが・・・

素人の質問で申し訳ありません。
基礎からちゃんと勉強しろ！と言われそうですが、先輩方のアドバイスをお願い致します。
また、勉強出来るサイト等ありましたら教えて下さい。

回答No.4

KEN_2 · ベストアンサー

以前（かなり昔・・・）無線機関係の開発に関係していた者です。
シールド関係や電波カブリで苦労した記憶があります。

>ケースにメッキ処理が施されていました。
メッキ処理では厚みが不足しシ－ルド効果は期待出来ないので、おそらく通称「エラメット塗装」とよばれている高純度アルミニウムの厚膜蒸着ではと推定されます。

シールド効果の高い厚膜蒸着の「エラメットプロセス」（ELAMET(R)）
http://www.dynatec-vp.com/prod/prod_file_vp/prod_file_vp.html

個々の質問の回答より、全体のポイントに付いて回答します。

アルミニウム金属の厚膜蒸着ですので、シールド効果があり「EMI対策」では必須の処理となります。
約20年前の技術で、小型の無線機器では必ず採用されていると考えています。

１．回路やPCBパターンで静電気が流れての誤動作を改善するのは勿論ですが、人体からの静電気放電や電磁誘導のノイズ誤動作はシールドケースが必須です。

２．シ－ルドケースの効果は絶大で、回路に回り込まない分EMI対策となります。

３．シ－ルドケースの場合加工コストと形状の問題から小型機器では採用出来ません。
＊依ってエラメット塗装で処置してきました。

４．>２．なぜコネクタとCPU周りにはメッキ処理をしないのでしょうか？
＊RFコネクタの事と判断しての推定では、送信時の電波カブリを避ける目的と思います。
　RFコネクタのGND側がシールドに接続されていると、電波の回り込みで誤動作やS/N劣化を生じる傾向があります。
　また、静電シールド的にもループが形成されるので避けるのが一般的です。
　「CPU周り以外に・・・」の上部を避けているのはデジタルノイズの放射から誘導を軽減する目的で使用した経験があります。

５．５．>ＧＮＤなら静電気が落ちても大丈夫なのでしょうか？
　>接触放電で４ｋＶ、気中放電で８ｋＶぐらいと・・・
＊実使用で想定される発生条件です。落ちなくするか、落ちても問題が生じなくするかの対策方法で、GNDパッドに逃がすのが常套手段です。
　なお、上記の試験条件規格はEC指令を始めとして、国際規格やJISでもEMC指令で強制されています。

# ノイズや電波機器の誘導など複雑な要因が絡みますので、EMC対策関係を勉強されるとより理解出来るのでは？と思います。

回答No.6

acuna

通常の電磁シールドには、プラスティック筐体の内部に、無電界ニッケルめっきで囲うのが通常かと思います。

アース電位が信頼できて、着実に電流を流せれば、ワンポイントアース（基本中の基本）。

アースにノイズが乗る環境なら、シールドで囲い、シグナルグランドには繋がない。

シグナルグランド、筐体アースと電磁波シールドの違いを理解する為には、

最低、交流回路・電子回路・高周波回路の理論を勉強しないと、大失敗すると思いますよ。

知っていると、なんでもないことです。でも、対策は、環境によるので、大変難しいです。

以前、ＥＭＣ規格取る為に、徹夜で電波暗室に何度もこもりました。
若かりし日のことですが、今思い出しても、辛かったな。

回答No.5

tosibo-ff

通常シールドは電磁波対策です。１.アース電位にしておけば静電気に対しても効果はあります。２対策のしやすさ対効果の問題だと思います。３.ETCに対する悪影響を防ぐためにはメッキ程度で十分効果があるからです。４普通しません。５.グランドに落とせばだい丈夫です。あくまでもシールドは影響が出るほどの強い電磁波を防ぐためのものなのです。

回答No.3

tadys

このような静電気等の電磁的干渉問題はケースバイケースなので具体的な実物で議論しないと単なる一般論で終わってしまいます。

＞１．静電気等には逆効果なのではないでしょうか？？
場合によります。注意深くやれば効果はあります。不注意にやれば逆効果になる事もあります。

＞．なぜコネクタとCPU周りにはメッキ処理をしないのでしょうか？
分かりません。

＞３．そもそも、メッキ処理ってどれほど意味があるのでしょうか？
注意深く設計し、適切にシールドしてあればメッキは必要ないかも知れません。
しかし設計に時間がかかったりシールドにコストが掛かったり大きさの制限があったりする場合はメッキのほうが適切かもしれません。

＞４．今回バラしてみたETCには、静電気対策がしてあるようにはみえません・・・
現物を見てみないと分かりません。静電気の対策部品は小さいものもありますから見落としているのかもしれません。
そもそも静電気が流れないようになっていれば対策の必要もありません。

＞５．　ＧＮＤなら静電気が落ちても大丈夫なのでしょうか？
場合によります。
電気が流れる経路がないのであれば問題ありません。電線に鳥がとまっても感電しないのと同じ事です。

参考URLでも読んで下さい。

参考URL：

http://homepage3.nifty.com/tsato/compliance.html

回答No.2

ultra1long

>静電気がケース内部のメッキ部分に飛び、ケース内部メッキ部とＧＮＤパッドが接触しているので、
回路のＧＮＤに静電気が流れてしまうのかなと思ったのですが・・・？

ケースのインピーダンスが回路のGNDに対し十分低ければ、回路に流れる電流は小さいでしょう。
それより、ケースが無いと、回路に直接、静電気が飛ぶことが多くなると思います。

>飛ぶと仮定させて下さい。誤動作しないようにするのは、回路・Ｐ板設計での話ですよね。
飛んだとしてもケースで何か出来る事はないのかなと思いまして。

・回路でなく、ケースに飛ぶようにする。
・ケースのインピーダンスを小さくする。
・ケースの空間との静電容量を大きくする（＝面積を大きくする）。
などではないでしょうか。

回答No.1

ultra1long

１．通常、逆効果にはならないでしょう。逆効果と考える根拠が分からないのですが・・

２．分かりません。

３．高い周波数領域では、鋼板と同じような効果が得られるはずです（表皮効果）。開口部については、メッキだから出来るわけではありませんよね。どちらも開口部の長さと波長との関係でシールド効果が落ちるでしょう。

４．静電気が飛ばない、あるいは、飛んでも誤動作しなければ良いだけです。

５．静電気がシールドに落ちた場合、影響ある場合もあるでしょう。ただし、一般的に、回路に落ちる場合、影響は大きいでしょうが、シールドに落ちる方が、影響ははるかに小さいでしょう。

下記をご一読されるのも良いかもしれません。http://homepage3.nifty.com/tsato/dtemc/
http://homepage3.nifty.com/tsato/dtemc2/

補足

ご回答有り難うございます。

＞１．通常、逆効果にはならないでしょう。逆効果と考える根拠が分からないのですが・・

静電気がケース内部のメッキ部分に飛び、ケース内部メッキ部とＧＮＤパッドが接触しているので、
回路のＧＮＤに静電気が流れてしまうのかなと思ったのですが・・・？

＞４．静電気が飛ばない、あるいは、飛んでも誤動作しなければ良いだけです。

飛ぶと仮定させて下さい。誤動作しないようにするのは、回路・Ｐ板設計での話ですよね。
飛んだとしてもケースで何か出来る事はないのかなと思いまして。

補足について回答して頂ければ、有り難いです。
宜しくお願い致します。