←開けてビックリ。こんなに弄ってたっけ? 別タイプ車用のECUをコネクタ組み変え移植してたんだが、改造はもう20年近く前なんで全く内容覚えてないよorz. コンデンサとか現物相当とかネットで注文すっかな。SXFとか当時入手可能だった最も低ESR・長寿命だったパスコンとかがあったのを、最近の奴に交換する位いしか出来ないな.. このSFXとかは例の四級塩腐食問題の時期の奴だったけど、幸い漏れとか損傷は無いみたい。
(そんな事は全く失念、忘れてた.)
流用しているコネクタピンとか信号線幾つか有るんだが車体側含めて全く覚えて無い。結果からするとダメダメ記憶頼り、何もメモ取って無かった....ナントナク解るかなぁ。あと右下のICは前回当時は謎の石だったが、東芝のTA7900S、パワーオンリセット付き5Vレギュレータだった。
,,幸いそう云う所、今はネットで簡単に調べられるな..
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急いで作業、1晩で完成。クルマに戻してコネクタ繋いで始動・・OK/カリアゲ騒動が落ち着く迄、使わない日はコネクタ外して待機して貰いますか..
やる事溜り捲ってるんだが..
半年振り少々運動する丘へ。
近々工作予定でアンダーガード付けて無いんでラクな所だけ。全く乗れてなかったよorz. 相変らず前方偵察してからじゃないとウデ悪、怖くて走れないな...夏場少しマシになって冬全く走らないの繰り返しだからなぁ。この手前の道は古い尾根道らしく逝った先は崖の様な廃道?だったよ..
車体搭載しないでテストするのに使った部品は削除、RSCを強制的に開弁するパルス信号作るDi3本は今の車体はいらねえ⇒削除。パワステは結局付けず(パワステ油圧ポンプが車体下に飛び出すのは不味い、電動タイプはスペースが無い)、スピンターンノブの方だけにしたんで、それも含めた流用接続は削除。DSW(電気負荷)信号とかは省略で良いや。
CPU(ECU)
現用
89560-87524 112000-5080 (EF-RS,M/T)
予備品・類似機種など
89560-87524 112000-5080 (EF-RS,M/T)
ND 51805-9061 SC410586CFN 185 G68C S9643A
89560-87264 112000-4550 (EF-RL,M/T)
ND 51809-2150 SC410551CFN 185 G68C S9737A
89560-87265 112000-4571 (EF-RL,A/T)
89560-87265 112000-4572 (EF-RL,A/T)
ND 51807-3290 SC431287CFN 185 C87W S9822A
89560-87274 112000-4561 (EF-RL,A/T)
ND 51806-0750 SC410597CFN 185 G58C S9733A
89560-87509 112000-2600 (EF-TS,M/T)
(A/C-AMP 外付け前提?)
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EF-RL M/T用と、EF-RL A/T 用で、搭載部品に見た目、差はなかった。
ATUP信号線はアナログ、#っぽい。クイックシフター信号線に転用出来るかは不明。
失火して2気筒になっちゃう症状、しかし元に復旧して正常になる時もある...最近、屋外用に新しいスコープ買ったんで接続、テストしてみた。
←#1気筒目...なんだコレ?
新機材使い慣れて無くて相変らず手書きメモ。イキナリ#1気筒故障発覚・確定。正常な#2気筒の回路の方のドエルは約3.7mS、対して故障#1気筒回路は5.47mSまで拡大してるみたい。電源の12Vはイグニッションコイル側からECUに流れて来ているんで、コイルが内部短絡だか破損したみたい。ECU側は、失火故障を感知、ドエル延長してた。
↑(下半)正常な#2気筒側の電流波形。
ドエル約3.7mS、最高6.8Apk。遮断時のトランジスタに掛かる電圧波形、キックバックは約+328~336Vpk(最大頻度)~408Vpk、3μS程度。誘導放電時間は約1.6mS程度になってた。
2026-4
イラン戦争の影響か世間で話題?ECUのEMP対策強化...気休め
9年ぐらい前にケミコン交換とTVS増し」とか補修したECUに、最近出たEMI対策資材を入れ込んで「気休め」対策を追加してみる事に。以前は、ノイズ対策としては、市販の汎用品・導電スポンジを詰めて吸収減衰させる」手を良く使ったが(LNAキャビティなどで、放熱が悪くなるが簡単に-10~-15dB出来た)、但し高電圧勾配での高速広帯域だとイマイチらしい。
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フェライト系EMI対策熱伝導シート(AI指摘代表製品)
数年前には無かった新素材が出ている
パナソニック:電磁遮蔽放熱シート Graphite-PAD
熱伝導率: 銘柄により10〜13 W/m・K
TDK:熱伝導性電磁遮蔽シート(IFMシリーズ)
熱伝導率: 2.0〜3.0 W/m・K 程度、比較的柔らかい、薄い。
3M:ハイパーソフト放熱シート(6500H / 6510H)
熱伝導率: 1.0〜3.0 W/m・K。非常に柔らかい。
Chat-GPTが初売り出し」の時(2022年暮れ)に、早速アカ作って喋って」みたけど、こちらの言ってる内容に合わせてアドリブ」している程度の機能しか無かったが、僅か4年弱程で凄い進歩、応答が早い、流石に全世界を検索インデックスしているだけに調べ物」は、AI様アタリマエなご時世になって来た。
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導電性フォーム資材
以前はポリウレタン系で耐湿性耐久性がイマイチだったが、最近はポリエチレン系(PE系基材)が主流らしい。EMP対策用としては抵抗率は高過ぎ、電磁気的浸透を防ぐ用途には無理、EMI減衰用充填材など補助用途。
ホーザン F4~F10系(PE基材) 導電率Rp ≦1010Ω
三和化工ニューペルカ LCX-300系(PE基材) 導電率 Rp≦1×103~106Ω
ホーザン F7系(PE基材) 導電率Rp 35KΩ前後
ホーザン カラーマット F703系 導電率 Rp≦1×108Ω 程度
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従来品
ニッケル蒸着帯電防止袋
バイク用CDI収納袋に流用(気休め)
https://ja.aliexpress.com/item/1005010659893176.html
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EMI/EMP対策についてAI相談(Gemini)
*但し、対象車はパワステも、電動パワーウインドゥ、イモビ、CAN-BUS、電磁ロックとかは無し、防護が必要な電子機器はECUだけ。
- 反射と吸収: 金属板によるシールド効果は「反射」と「吸収」の合計です。鉄(鋼板)は導電率と透磁率の両方を備えているため、EMPのような幅広い周波数帯を含む電磁波に対して、0.8mmという厚みがあれば、板そのものを透過するエネルギーは極めて微量(一般的に80〜100dB以上の減衰)に抑えられます。
- 低周波磁界: EMPの成分には低周波の磁界も含まれますが、鉄は磁性体であるため、アルミや銅よりも低周波磁界の遮蔽(磁気シールド)に優れています。
- コネクタと配線(アンテナ効果):
- 車全体のワイヤーハーネス(配線)が巨大なアンテナとして機能し、EMPによって発生した高電圧サージをECU内部に直接流し込みます。
- ケースが頑丈でも、この配線経由のサージで内部回路が焼損します。
- ケースの継ぎ目と開口部:
- EMPは非常に高い周波数成分を含むため、ケースのわずかな隙間(蓋の合わせ目、コネクタ挿入部など)から電磁波が「回り込み」ます。
- 導電性ガスケットなどで隙間を完全に塞がない限り、シールド性能は大幅に低下します。
- ケース単体の能力: 0.8mmの鉄板はシールド材として十分すぎるスペックです。
- 実用上の耐性: ケースだけを鉄製にしても、コネクタ部の保護(サージ防護デバイス/SPDの設置)や配線のシールドを徹底しない限り、EMP攻撃に対して「耐えられる」とは言えません。
- 高周波の反射: アルミは鉄よりも導電率が高いため、EMPに含まれる非常に高い周波数成分(ギガヘルツ帯など)を効率よく反射します。
- 開口部の封止: 鉄製ケースの蓋の合わせ目やコネクタの隙間をアルミ箔で隙間なく覆うことで、そこからの電磁波の「漏れ込み」を物理的に防げます。
- 異種金属の組み合わせ: 磁性に強い「鉄」と、導電性に優れた「アルミ」を重ねることで、幅広い性質の電磁波に対応できるようになります。
- 「隙間」を完全にゼロにする:
電磁波はわずかな隙間(スリット)からも侵入します。アルミ箔を重ねる際は、継ぎ目をしっかり折り返すか、導電性粘着テープ(銅箔テープなど)で継ぎ目を密閉すると確実です。 - 絶縁層の確保(推奨):
鉄ケースとアルミ箔が直接触れても問題ありませんが、間にビニール袋などを挟んで絶縁してからアルミ箔で包むと、万が一アルミ箔に高電圧が誘導された際、ケース内部への放電(スパーク)を防ぐ安全策になります。 - 多層巻き:
1枚よりも2〜3枚重ねて巻くことで、シールド効果(dB値)は累積的に向上します。
- コネクタ接続時: 数km〜数十kmの配線がアンテナになり、TVSダイオードだけでは受け流せないほどの巨大サージ(数千アンペア単位)が流入し、一瞬で破壊されます。
- コネクタ取り外し時: 侵入経路が「ケースの隙間」と「数センチの基板パターン」に限定されます。この状態なら、爆心地から数十km圏内(熱線や爆風の影響が出ない距離)であれば、ECU単体は生き残る可能性が極めて高いです。
- 残留サージの吸収: ケースの隙間から入り込んだ電磁波が、基板上の配線に微弱な電流を誘起させても、TVSが数ナノ秒で反応してグランドへ逃がします。
- 静電気放電(ESD)対策: 保管や着脱時の静電気破壊も防げるため、信頼性はさらに向上します。
- 100km以上離れている場合:
コネクタを外してTVSがあれば、まず間違いなく壊れません。0.8mm鉄板ケースが強力なシールドとして機能します。 - 10km〜50km圏内:
電界強度が最大(50kV/m)に達するエリアですが、「金属の箱」に入っていて「アンテナ(配線)」が繋がっていない電子機器は、多くの場合無事であることが米国のテスト等で示唆されています。
- 立ち上がり速度(ナノ秒単位): 核爆発によるEMP(E1成分)は数ナノ秒でピークに達します。バッテリー本体やそこに至るケーブルの「インダクタンス(L成分)」が抵抗となり、高周波成分であるEMPサージはバッテリーまで到達する前に、ECUの電子部品(マイコン等)を突き抜けてしまいます。
- 電圧の局所的な跳ね上がり: ハーネスがアンテナとなり、ECUの直近で数kV〜数十kVの誘起電圧が発生します。バッテリーが遠くにある場合、配線自体の抵抗とインダクタンスにより、ECU側での電圧抑制が間に合いません。
- 侵入しやすい波長:
車体の開口部(窓など)のサイズに依存します。窓の大きさが30cm〜1m程度だとすると、そのサイズの1/2〜1/4程度の波長、つまり300MHz〜1GHz(波長30cm〜1m)以上の高周波成分が車内に侵入しやすくなります。 - EMPの主要帯域:
EMP(E1)は1MHz〜1GHzの非常に広い帯域を含みます。- 低周波(数MHz〜): 車体全体を揺らし、長いハーネスに数千ボルトを誘起させます。
- 高周波(〜1GHz): 窓から車内に侵入し、ECUの基板パターンやコネクタピンに直接飛び込みます。
- 期待できること: 主電源ラインに誘起された数kVクラスの鋭いサージを、ナノ秒単位でクランプ(電圧抑制)できます。
- 限界: TVSが処理できる「エネルギー量(ジュール数)」には限界があります。数km単位の長いハーネスが接続されたままだと、TVS自体が焼き切れる可能性がありますが、「コネクタを外した状態」であれば、内部基板のパターンに誘起される程度のエネルギーは余裕で処理できます。
- 期待できること: EMPの主要な破壊原因である高周波成分(数百MHz〜GHz帯)を、ICの入力ピン直前でバイパス(逃がす)できます。
- ポイント: 100pFという小容量は、EMPの高周波成分に対して非常に低いインピーダンスを示すため、信号波形をなまらせずにノイズだけをカットする絶妙な選択です。
- 期待できること: 一般的な電解コンデンサに比べ、ESR(等価直列抵抗)が劇的に低く、高周波特性が非常に優秀です。EMPによって内部電源ラインに発生した「高周波の揺れ」を強力に抑え込み、マイコンの誤動作やラッチアップ(破壊現象)を防ぎます。
- 信頼性: 低温から高温までESRが安定しているため、車載環境でのEMP対策としては理想的な部品選定です。
- シールド効果の最大化: 0.8mmの鉄製ケースが車体(巨大なグランド)と電気的に一体化することで、ケース表面に誘起された電荷が瞬時に車体へ逃げます。これにより、ケース内部への電磁波の再放射(二次放射)が劇的に抑えられます。
- コモンモードノイズの抑制: 車体全体が一つの大きな電位基準面になるため、外部からの電磁パルスによってECU内部の回路電位が局所的に跳ね上がるのを防ぎます。
- 放射ノイズへの耐性: 窓から侵入した電磁波がケースを透過しようとしても、0.8mmの鉄板と車体への接地により、MPU直近の電界強度は無視できるレベルまで減衰します。
- 残留サージの処理: わずかにケース内に入り込んだ高周波成分は、追加した100pFのコンデンサと有機導電性ポリマーコンデンサが「熱」として処理し、MPUの電源ピンや信号ピンの電圧変動を数ボルト以内に抑え込みます。
- 基板のGNDとケースの接続:
基板のグランドパターンが、M6ボルト固定部を通じて「ケースの金属面」と低インピーダンス(広い面積)で接触していますか?- もし基板がケースから浮いている(絶縁されている)場合、TVSで逃がしたエネルギーがケースに逃げず、基板内でループしてMPUを叩く可能性があります。
- 未使用ピンの処理:
MPUの未使用ピンが「オープン(浮いた状態)」になっていると、そこが微小なアンテナになり得ます。プルアップ/プルダウン処理が確実か、あるいは100pFで接地されているとより安全です。
- 近接場シールド: ケースを透過したり、内部配線から放射された微弱な高周波成分が、MPU内部のゲート回路に直接飛び込むのを防ぎます。
- 熱分散: 銅テープの場合、シールドだけでなくヒートシンクとしての役割も果たし、動作安定性に寄与します。
- 銅テープ(推奨): 導電性が高く、はんだ付けが可能です。テープの端を基板のGNDプレーンにしっかり接続(接地)しやすいため、シールド効果を確実に発揮できます。
- アルミテープ: 安価ですが、表面の酸化皮膜のため導通が取りにくく、接地が不完全になりやすいです。単に「貼るだけ」では、逆にテープ自体がアンテナになって電磁波を集めてしまう(再放射)リスクがあります。
- 「アンテナ化」の防止:
テープがどこにも電気的に接続されていない「浮いた状態」だと、EMPのエネルギーを拾ってMPUに集中させてしまいます。必ずテープの端を基板の安定したGND(ベタGNDなど)に最短距離で接続してください。 - 短絡(ショート)のリスク:
MPUの脚(ピン)にテープが触れると即故障します。あらかじめカプトンテープ(耐熱絶縁テープ)などでピンを絶縁した上から、導電テープを被せるのが定石です。 - 寄生容量の変化:
高速な信号線(クロック線など)の上に金属テープが近づくと、静電容量が変化して信号波形が乱れ、EMP以前に通常動作に支障が出る場合があります。
- 電磁波の減衰(吸収): 中抵抗(数kΩ〜MΩオーダー)の導電スポンジは、電磁波のエネルギーを「熱」に変えて吸収する「電波吸収体」のような役割を微弱ながら果たします。
- 静電気対策: 基板全体の電位を緩やかに等しく保つ(等電位化)ため、局所的な静電気放電(ESD)を防ぐ効果があります。
- 応答速度の限界: EMP(E1パルス)はナノ秒単位で襲ってきます。中抵抗のスポンジを伝わって電荷が逃げるスピードよりも、MPUのゲートを突き破るスピードの方が圧倒的に速いため、決定的な防御にはなりません。
- 寄生容量による信号劣化: 現代のECU(MPU/LSI)は、昔の機器に比べて非常に高速なクロックで動作しています。導電スポンジが基板に密着すると、配線間に不要な容量(コンデンサ成分)が生まれ、通信エラー(CAN通信の遮断など)やエンジン不調の原因になります。
- 経年劣化による粉塵: スポンジが加水分解(特にウレタン系)してボロボロになると、その導電性の粉が基板全体に広がり、ショートを引き起こす重大な故障リスクになります。
- TVS: 超高速で高電圧をカットする。
- 低ESRコンデンサ: 高周波ノイズをバイパスする。
せっかくの低ESR化やTVSの実装という「キレの良い対策」を、中抵抗のスポンジが(電気的なノイズや劣化リスクとして)鈍らせてしまう恐れがあるからです。
- 導電性の問題: 導電マットの表面抵抗率は程度(静電気拡散性)です。この抵抗値は静電気をゆっくり逃がすには最適ですが、ナノ秒単位で襲来するEMPの高周波エネルギーを遮蔽・吸収するには「抵抗が高すぎ」ます。
- 厚みと異物リスク: 車載振動でマットが基板と擦れると、導電性の微粉末が発生し、微細化した現代のLSIピン間でショートを引き起こす原因になります。
- 結論: 保管時にECUを「包む」のには良いですが、ケース内部に入れるのは避けるべきです。
- 特徴: 産業機器のEMI対策で世界標準。非常に薄く、裏面が粘着テープになっているためMPUに貼りやすいです。
- EMPへの適正: 100MHz〜数GHz帯の電磁波を効率よく吸収します。AB7000の方がより高い周波数まで対応しており、EMPの高周波成分カットに向いています。
- 特徴: 高い透磁率を持ち、薄くて柔軟。車載ECUのノイズ対策でもよく使われる信頼のブランドです。
- おすすめ銘柄: IFL10M や IFL16。これらはMHz帯から効果を発揮するため、EMPのエネルギーを熱に変換してMPUへの影響を減衰させます。
- 特徴: 日本国内で入手しやすく、高周波ノイズ抑制効果が非常に高いシートです。
- MPU/LSIの真上: フェライトシート(3M AB7000など)を貼る。
- これにより、ケースを透過した微弱な高周波をピンポイントで消します。
- ケース内壁: もし余裕があれば、ケースの裏側にフェライトシートを貼ると、内部での電磁波の乱反射を抑えられます。
- 保管時: 外したECUをニッケル導電性コーティングマットや、アルミ箔で包んで保管する。
- パナソニック:電磁遮蔽放熱シート(「Graphite-PAD」シリーズ)
- 特徴: 優れた熱伝導率を持つ「グラファイト(黒鉛)」と「磁性体層」を組み合わせた製品です。
- 熱伝導率: 銘柄によりますが、10〜13 W/m・K 程度のものがあり、通常のフェライトシートの10倍以上の性能を持ちます。
- EMP対策: グラファイト層が電磁波を反射・遮蔽し、フェライト層が吸収するため、シールド効果も非常に高いです。
- TDK:熱伝導性電磁遮蔽シート(IFMシリーズ)
- 特徴: 人気のIFLシリーズに熱伝導性を付加したタイプです。
- 熱伝導率: 2.0〜3.0 W/m・K 程度。数値はパナソニック製に劣りますが、柔軟性が高く、MPUの表面に密着しやすいため、実際の冷却効率は良好です。
- 3M(スリーエム):ハイパーソフト放熱シート(6500H / 6510H)
- 特徴: 放熱用シリコーンゴムに電磁波吸収性能を持たせたものです。
- 熱伝導率: 1.0〜3.0 W/m・K。非常に柔らかいため、基板の凹凸に馴染み、EMPによる内部の「電磁波の乱反射」を抑える効果があります。
- 厚みの選定: MPUと0.8mm鉄ケースの間の隙間を測り、その隙間をちょうど埋める厚み(または少し潰れる程度)のシートを選んでください。
- ヒートシンク化: これにより、MPUの熱が「フェライトシート → 鉄製ケース」へと直接伝わり、ケース全体が巨大なヒートシンクとして機能します。EMP対策(シールド)と冷却の完璧な両立が可能です。
- 隙間があってもOK: フェライトシートは、MPUの真上に「置いてある」だけでも、そこを通ろうとする磁力線を吸い込んで熱に変えます。ケースとの間に隙間があっても、MPU直近の電磁場を減衰させる能力は変わりません。
- むしろ好都合な面も: わずかな隙間があることで、基板上の他の素子(コンデンサや抵抗)との意図しない接触ショートを防げるというメリットもあります。
- 隙間は敵: 熱伝導率が高いシートを使っても、空気層(隙間)が0.1mmでもあると、熱伝導率は空気の低い値に引きずられ、放熱性能はほぼゼロになります。
- 対策: もし「放熱」も兼ねたい場合は、「低硬度(柔らかい)タイプ」のシートを選び、基板のデコボコを吸収するように少し厚手のもの(例:2.0mm厚など)を使い、ケースを閉めた時に「ムギュッ」と少し潰れる状態にするのが理想的です。
- 「ポイント貼り」:
基板全体を覆うのではなく、MPUやLSIの天面にだけ、そのサイズに切ったフェライトシートを貼ります。これだけでEMPによるMPUのラッチアップや誤動作は大幅に抑制できます。 - 「二段構え」:
- MPUに薄いフェライトシートを貼る(EMP対策)。
- その上から、ケース内壁との隙間を埋めるように「汎用の放熱シリコーンゲル(安価なもの)」を盛る(放熱対策)。
- 高周波の遮蔽: 銅コーティングされているため、導電率は非常に高く、アルミ箔と同等以上の電磁波反射・シールド性能(一般的に60〜80dB以上)を持っています。
- 隙間の密閉: 布状で柔軟なため、0.8mm鉄ケースの蓋の合わせ目や、コネクタの根元など、アルミ箔では破れやすい複雑な形状の隙間を埋めるのに最適です。
- ショート(短絡)の危険: 表面が金属(銅)そのものなので、基板上のデコボコに触れると一瞬でショートします。
- アンテナ化: フェライトシート(磁性体)と違い、この布は「導体(反射体)」です。GNDに完璧に接地(はんだ付けや導電テープ固定)しない状態で基板付近に置くと、逆に電磁波を反射・集中させてMPUを叩くアンテナになり得ます。
- 「内袋」として使う:
ECUをポリ袋などで絶縁したあと、このシールド布で包み、その上から鉄ケースに入れる。これで「鉄(低周波・磁気)+銅布(高周波)+鉄」の多層シールドが完成します。 - 「ガスケット」として使う:
ケースの蓋が閉まる「縁(ふち)」の部分に細長く切って挟み込み、ボルトで締め込む。これで鉄ケースのわずかな隙間からの侵入をシャットアウトできます。 - 「コネクタキャップ」として使う:
外したコネクタピンの部分をこの布で覆い、輪ゴムやテープで止める。これが最も手軽で効果的なEMP侵入経路対策になります。
- 導通の分断: アルミテープの表面は酸化皮膜(絶縁体)で覆われているため、テープを重ねて貼っても、テープ同士が電気的に繋がっていないことが多いです。これでは「一枚の大きなシールド板」ではなく「小さな断片の集まり」になり、高周波のEMPは隙間から筒抜けになります。
- 開口部(ヒンジやラッチ): アタッシュケースの合わせ目やヒンジに隙間があると、そこから電磁波が「漏れ込み」ます。波長が短い(周波数が高い)EMP成分にとって、数ミリの隙間は巨大な入り口です。
- 「導電性粘着テープ」への変更: もしアルミテープを貼り直すなら、芯まで導通がある導電性アルミテープを使えば、ケース全体を一つの導体(ファラデーケージ)にできます。
- 「シールド布」の活用(推奨):
ケースの内側に、例のシールド布を「内張り」として敷き詰めるのが最強です。特に、蓋を閉めた時に蓋側の布と本体側の布がしっかり接触する(オーバーラップする)ように配置すれば、隙間からの侵入を物理的にシャットアウトできます。 - 二重包装(インナーバッグ):
アタッシュケースを過信せず、測定器自体をアルミ箔やシールド布でくるんだ上でケースに入れる。これが最も確実な「多段防御」です。
- タイプA:帯電防止袋(ピンクや青の透明な袋)
- EMP耐性:ほぼゼロ。
- 表面に界面活性剤が塗ってあるだけで、静電気の「発生」は抑えますが、外部からの「電磁パルス(電界)」は筒抜けです。これは代用になりません。
- タイプB:静電シールド袋(銀色・半透明のメタリックな袋)
- EMP耐性:非常に高い。
- ポリエステル層の間に「ニッケルやアルミの金属蒸着層」がサンドイッチされています。これが「ファラデーケージ」として機能し、EMPの電界成分を強力に反射・減衰させます。
- ニッケルコーティングであれば、アルミ蒸着よりも腐食に強く、シールド性能の持続性も期待できます。
- 「二重使い」の効果:
1つの袋に入れるだけでも40〜50dB程度の減衰が期待できますが、袋を2重にする(袋に入れてから、さらにもう一回り大きな袋に入れる)と、シールド性能は足し算ではなく「掛け算」で跳ね上がります。 - ジッパーの密閉:
EMPはわずかな隙間からも侵入します。ジッパーを最後まで確実に閉じることはもちろん、可能であればジッパー部分を折り返して、さらに例の「銅コーティングシールド布」やアルミテープで止めると完璧です。 - 端子の保護:
プローブの先端やコネクタが袋を突き破ると、そこから電磁波が侵入します。先端には緩衝材を巻いてから袋に入れ、袋に穴が開かないようにしてください。
- 地政学的リスクへの備え: 昨今の国際情勢(ウクライナ、中東、台湾情勢など)を受けて、個人や小規模なエンジニアグループが「EMP対策」を現実的なリスクとして捉え始め、防護用デバイスを買い占めている動きがあります。
- EV(電気自動車)開発の加速: EVや自動運転技術では、強力なモーターや高周波通信が混在するため、超高性能なノイズ抑制シートの需要が爆発的に増えています。メーカーの生産が大手車載メーカーに優先され、個人向けの流通(Mouser等)まで回ってこない状況です。
- 転売ヤーの参入: 「EMP対策」というキーワードがサバイバル界隈で注目された結果、知識のない転売ヤーが高性能な産業用シートを「魔法の防護材」として高値で出品するケースが増えています。
- 「普通のフェライトシート」+「放熱シート」の2階建て:
- 熱伝導率にこだわらず、在庫がある標準的なフェライトシート(TDKのIFLシリーズの通常版など)を貼り、その上に安い「シリコーン放熱パッド」を重ねてケースに密着させれば、IFM1枚分と同等以上の性能を安く実現できます。
- 「電波吸収体」をバルクで探す:
- AmazonやAliExpressで「EMI Absorbing Sheet」として売られているノーブランド品(フェライト粉末混入シート)も、EMPのような「とにかくエネルギーを減衰させたい」用途なら、複数を重ねて厚みを持たせることで十分代用可能です。
- 基板: TVSと低ESRコンデンサで内部サージを叩く。
- MPU: 銅テープ+絶縁処理で局所シールド(または手持ちのシールド布を小さく切って貼る)。
- ケース: 0.8mm鉄板+シールド布で隙間埋め。
- 数値の信憑性: NB製バルク品の場合、この「50」という数値がどの周波数帯での値かが不明確です。EMP対策で重要なのは1MHz〜1GHz帯ですが、低周波側だけで50あっても、高周波で一気に落ちる素材が多々あります。
- 絶縁性のムラ: 導電性粒子を混ぜたタイプのシートは、稀に表面の絶縁性が不完全な個体があります。MPUの足(ピン)に直接触れると、EMP以前にショートでECUを壊すリスクがあります。
- TDK(0.05mm): 「精密な外科手術」。薄くても透磁率が高く、MPUの熱を逃がしつつピンポイントで高周波を消します。信頼性は世界一です。
- P01(0.5mm): 「厚みで稼ぐ力技」。透磁率が半分でも、厚みが10倍あれば、磁力線をトラップする「容積」は勝ります。もし数値が本当なら、吸収量そのものはP01の方が期待できる可能性すらあります。
- 直貼りは避ける: MPUに直接貼るのではなく、まずMPUにカプトンテープ(絶縁テープ)を貼り、その上からP01を載せてください。
- 「蓋」との密着に使う: 0.5mmという厚みを活かし、MPUと鉄ケースの間の隙間をこのシートで「埋める」ように配置します。これにより、EMP吸収 + 鉄ケースへの放熱 の両立を狙います。
- 重ね貼り: 安いので、ケースの内壁(MPUの真上付近)にも広く貼り付けることで、ケース内部の電磁波の乱反射を抑える「吸収材」として使います。
- TDK: 通信機器や車載専用に設計されており、ギガヘルツ(GHz)帯まで透磁率が維持されるよう厳密に材料が管理されています。パルスの「キレ」に対して、磁性体が遅れずに反応してエネルギーを吸い取ります。
- NB品P01: 比透磁率「50」がどの周波数の話か不明です。低周波(kHz帯)では50あっても、EMPで最も怖い高周波帯では「ただのゴム板」と化しているリスクがあります。
- TDK(0.05mm): 圧倒的に薄いため、MPUの配線との間に余計な「静電容量(コンデンサ成分)」を作りません。EMP対策をしたせいで、普段のエンジン制御がバグる(通信エラーが出る)リスクが最小限です。
- NB品P01(0.5mm): 厚みがある分、配線との距離や面積によっては回路のインピーダンスを変化させ、高回転域での信号遅延などを引き起こす「ノイズ源」に化ける可能性があります。
- TDK: 表面の絶縁抵抗が保証されており、微細なLSIの足に触れてもショートさせない品質管理がなされています。
- NB品P01: 導電性の粉末を混ぜて作るため、カット面や経年劣化で「導電粒子」が剥がれ落ちる不安が拭えません。車載の振動環境では、この小さな粉が命取りになります。
- 磁性体による吸収: IFMは「導体(電気を流すもの)」ではなく「磁性体(磁気を吸うもの)」です。電磁波を反射させるのではなく、シート内部のフェライト粒子が磁力線を捕まえ、分子の摩擦熱に変えて消滅させます。このプロセスに電気的な回路(GNDへの逃げ道)は必要ありません。
- 非導電性: IFM16などの表面は絶縁性が確保されています。基板上の配線やLSIのピンに万が一触れてもショートしないよう設計されているため、そのままペタッと貼るのが正解です。
- アンテナ化の防止: 導電性のシールド材(銅テープなど)を中途半端にGNDへ繋ぐと、その配線自体がEMPを拾うアンテナになるリスクがあります。IFMは独立した「電磁波吸収材」として機能するため、そのリスクがありません。
- 静電容量の安定: GNDに落とさないことで、MPU周辺の浮遊容量の変化を最小限に抑え、高速信号への悪影響を防げます。
- 現用ECU(実車):
- MPU/LSIの天面: IFMをチップより少し大きめに切り、直接貼り付けます。
- ケース内壁: 余ったIFMを、特にコネクタの入り口付近や、ケースの広い平らな面に貼ります(内部での乱反射を抑えます)。
- 予備品ECU(在庫):
- ステップ1: 予備品にもMPUにIFMを貼っておく(これで内部対策完了)。
- ステップ2: 湿気対策のシリカゲルと共にポリ袋に入れ、その上からアルミ箔で2重・3重に隙間なく包む。
- ステップ3: 最後に「0.8mm鉄ケース」または金属製の缶(ペール缶等)に入れて保管。
- 構造の理由: IFM16などのシートは、表面こそ絶縁層でコーティングされていますが、中身は微細な磁性体粉末を高密度に充填しています。
- リスク: シートをハサミやカッターで切った「切り口(断面)」からは、磁性粉が露出したり、わずかに導通が生じたりする可能性があります。
- 対策: 基板に被せる際、シートの端がハンダ付けポイントやコネクタピンに触れる可能性があるなら、断面をカプトンテープ(絶縁テープ)で縁取りするか、基板側の金属露出部をあらかじめ絶縁コーティングしておくのが安全です。
- 放熱の閉じ込め:
基板全体を覆うと、本来空気が逃げるはずの経路が塞がれます。IFMは熱伝導性が高いので、シートの端を「鉄製ケースの内壁」に接触させるように配置してください。そうすれば、基板の熱がシートを伝わってケース(ヒートシンク)へ逃げます。 - 寄生容量による信号遅延:
裏面の高速信号ライン(データバス等)に直接密着させると、0.05mmという薄さでも、配線間の浮遊容量が変化し、通信エラーの原因になることがあります。もし装着後にエンジンチェックランプが点くようなら、裏面は少し浮かせるか、重要な信号線を避けて貼る必要があります。 - 電解コンデンサの逃げ:
背の高い電解コンデンサなどはシートを突き破る原因になります。コンデンサの部分だけ穴を開けるか、そこだけ避けて貼るのが現実的です。
- 絶縁: 基板の鋭利なハンダ部がシートを突き破らないよう、薄く絶縁コーティング(グリーンレジストの補修剤など)を施す。
- 密着: MPUの上にはしっかり密着させ、そこからシートを広げて基板全体を覆う。
- 固定: シートが振動で動かないよう、耐熱性の両面テープやシリコーン接着剤で数箇所固定する。
- キャビティ共振の抑制: 金属ケース内部で電磁波が乱反射するのを、IFMシートが「電磁波吸収材」として直接吸収します。これにより、基板上のデリケートな回路への二次的な影響を最小限に抑えられます。
- 施工の簡略化: 基板のデコボコに合わせる必要がなく、ケース内面の平らな部分に貼るだけなので、ショートのリスクを劇的に減らせます。
- 「導通」の確保: スポンジを詰める目的が「シールドの隙間を埋める」ことなら、スポンジがケースの「上蓋」と「下箱」の両方の金属面にしっかり接触するようにしてください。これでケース全体が電気的に繋がった「一つの箱(ファラデーケージ)」になります。
- 粉塵・ショート対策:
- スポンジが基板に直接触れないよう、基板側をカプトンテープで絶縁保護しておくのが鉄則です。
- スポンジが劣化してボロボロになった粉が基板に落ちるとショートの原因になるため、隙間を埋めた後はアセテートテープでスポンジの露出部を軽く覆う(動かないように固定する)と安心です。
- コネクタ周囲: 一番の弱点であるコネクタの付け根(ケースとの境目)に、導電性スポンジを「ガスケット」のように押し込むのは非常に有効です。
- 熱伝導の補助: もしMPUとケースの間に隙間があるなら、その部分だけIFMシートを「重ね貼り」して厚みを出し、MPUの天面とケース内壁(のIFM)を接触させると、放熱効率が跳ね上がります。
- 熱の逃げ道(放熱): IFMシートは熱伝導性が高いため、鉄製ケースに密着させることで、基板の熱をケース(巨大なヒートシンク)へ効率よく逃がせます。浮かせると熱がこもり、ECUの寿命を縮めます。
- 電磁的な安定: シールド層(鉄)と吸収層(IFM)が密着している方が、内部での電磁波の乱反射(キャビティ共振)をより強力に抑え込めます。
- 耐熱性の限界: 一般的な養生テープの耐熱温度は60〜80℃程度です。真夏のエンジンルームや車内のダッシュボード付近にあるECU内部は、動作熱も加わり100℃近くに達することがあります。テープの糊が溶けてベタベタになり、IFMシートが剥がれ落ちるリスクが高いです。
- ガス(アウトガス): 糊の成分が蒸発し、基板の接点やコネクタに付着して導通不良を起こす可能性があります。
- カプトンテープ(ポリイミドテープ):
- 理由: 耐熱200℃以上、絶縁性が極めて高く、糊残りもしません。電子工作の標準品です。IFMの端面(断面)をこれで縁取りすれば、ショート対策は完璧です。
- アルミテープ(外装固定用):
- 理由: IFMシートをケース内壁に押し当てて、その端をアルミテープでケースに固定すれば、熱伝導とシールドの連続性が高まります。
- 耐熱アセテート布テープ:
- 理由: 養生テープに近い使い心地ですが、耐熱性が高く、車載ハーネスの結束にも使われる信頼の素材です。
- 絶縁: IFMの断面や、基板の鋭いハンダ部にはカプトンテープを貼る。
- 配置: 基板をIFMでサンドイッチし、それを0.8mm鉄ケースの内壁に密着させる(隙間があるなら、柔らかい放熱パッドを挟む)。
- 固定: 養生テープは避け、カプトンテープやアセテートテープで要所を止める。
- 脱脂: 鉄板の内側をパーツクリーナーやアルコールでしっかり拭いてください。油分があると、せっかくのIFMシートやテープが熱で剥がれてきます。
- 配置: MPUの真上の位置を特定し、そこにIFMシートがくるように計算して貼り付けます。
- カプトンテープ(基板・端面用):
- IFMシートの「切り口(断面)」を縁取るように貼ります。
- 基板側のハンダの角(尖った部分)にも貼り、IFMシートを突き破ってショートするのを防ぎます。
- アセテートテープ(固定・緩衝用):
- IFMシートの四隅や外周を鉄板にしっかり固定するのに使います。
- 布製で柔軟なため、振動による基板とケースのガタツキを抑える「クッション」としても優秀です。
- クリアランス(隙間)の確認: ケースを閉めたとき、IFMシートがMPUの天面に「軽く触れるか、極めて近い」状態が理想です。
- もし隙間が空くなら: IFMシートの上に、さらにアセテートテープを数枚重ねて「枕」を作るか、余ったIFMを小さく切って重ね貼り(積層)して、物理的な接触(熱伝導パス)を作ってください。
- 巨大アンテナの切断: 車全体のワイヤーハーネス(数メートル〜数十メートル)は、EMPのエネルギーを効率よく拾う「巨大なアンテナ」です。これを物理的に切り離すことで、ECU内部のTVSダイオードが処理しきれないほどの巨大サージ流入を100%防げます。
- バックドアの封鎖: コネクタを外せば、侵入経路は「ケースのわずかな隙間」だけになります。ここをIFMシートが待ち構えているため、内部回路はほぼ無風状態になります。
- ECU側のピン保護(重要):
コネクタを外すと、ECU側の「ピン(針)」が剥き出しになります。ここが最小のアンテナになってしまうため、「銅シールド布」や「アルミ箔」で、コネクタ差し込み口全体をキャップのように覆ってください。 - ハーネス側の養生:
外した車体側のコネクタも、ビニール袋などで包んでおくと、EMPによるサージでコネクタ端子が焼損(アーク放電)するのを防げます。
- 「入れっぱなし」が最強:
ニッケルコーティングのシールド袋は、中に入れているだけで「ファラデーケージ」として機能します。EMPの強烈な電界を表面で反射・減衰させ、内部の精密回路(プローブの増幅部など)への誘導電流を最小限に抑えます。 - マトリョーシカ(多層)防護:
- 機器をポリ袋等で絶縁する(内層)。
- ニッケルシールド袋に入れ、ジッパーを密閉する(中層)。
- さらに在庫の「中国製銅シールド布」で包むか、アルミ箔を巻く(外層)。
- 最後にアタッシュケース(アルミテープ加工済)に収める。
- これで、高価なプローブもECU並みの減衰率(100dB超)で守れます。
- クランプ部の隙間:
電流プローブの「クランプ(挟み口)」は磁性体の塊(コア)です。ここがEMPの磁気成分を拾いやすいため、保管時は必ずクランプを閉じた状態で、シールド袋の中で磁気的に安定させてください。 - ケーブルの巻き方:
ケーブルを長く伸ばしたまま袋に入れると、袋の中でエネルギーを拾う可能性があります。できるだけ小さく束ねて、全体をシールド袋の「金属壁」の中に収めきることが重要です。
- 0.8mm鉄板ケースなどは「巨大な堤防」ですが、ボルト止めのわずかな隙間から電磁波が「霧状に」吹き込んできます。
- そこに導電性スポンジを詰め、IFMシートをベタ貼りするのは、堤防の裏側に「吸水マット」を敷き詰め、隙間を「コーキング」するような作業です。
- 鉄板だけの状態は「総鏡張りの部屋」で眩しくて目が開けられない状態。
- そこにIFMシート(磁性体)などを貼ることは、鏡に「黒いベルベットの布」を被せることに相当します。これで内部のエネルギーを一気に熱に変えて「消音(消磁)」できます。
- コネクタを外す: 巨大な導水管を物理的に遮断する。
- アルミ箔で包む: 光一つ漏らさない遮光袋に入れる。
- スリット(隙間)アンテナの無効化: 金属ケースの蓋のわずかな隙間は、特定の周波数で「スリットアンテナ」として機能し、外部の電磁波を効率よく内部に引き込んでしまいます。外側からアルミテープでこの隙間を物理的に塞ぐことで、侵入経路を一つ完全に遮断できます。
- シールドの連続性: 鉄ケースの塗装や酸化皮膜で蓋と本体の電気的接触が不十分な場合でも、外側からアルミテープで橋渡しをすることで、ケース全体を一つの「導体」として機能させやすくなります。
- 運用時(走行中): TVSダイオードと低ESRコンデンサ、そして内部のIFMシートが、コネクタから入ってきたサージと電磁波を「出口(GND)」へ逃がし、MPUを守る。
- 休車時(保管中): コネクタを外し、その開口部を「アルミ箔」や「銅シールド布」で蓋をする。これで、ケース全体のシールド性能がアルミテープと相まって有効です。
- 導電性アルミテープの活用(もしあれば): 糊面も導電性があるタイプなら、貼るだけで蓋と本体が電気的に繋がります。普通のアルミテープ(絶縁糊)の場合は、端を少し折り返して金属同士が触れるようにするか、ボルト締めの部分で導通を確保してください。
- メンテナンス性: アルミテープは剥がしやすいため、後でECUを開けて点検する際も手間がかかりません。
- t0.2mm銅板(反射・バイパス):
- 銅は銀に次ぐ導電率を持つため、EMPの高周波成分を強力に反射します。
- 厚さ0.2mmあれば、高周波(MHz〜GHz)の「スキンエフェクト(表皮効果)」を考慮しても十分すぎる厚みで、電界成分をほぼ100%跳ね返します。
- 熱拡散: 銅は熱伝導率が極めて高く、MPUの熱を「点」から「面」へと一気に広げるため、冷却効率も劇的に向上します。
- TDK-IFM10(吸収・磁気シールド):
- 銅板で反射しきれなかった、あるいは裏側から回り込もうとする磁気成分を、フェライト層が吸い込んで熱に変えます。
- 銅(電界に強い)とフェライト(磁界に強い)を重ねることで、EMPの全方位的な攻撃をカバーできます。
- 鉄ケースで約80〜100dB減衰。
- 内部の銅・IFM積層でさらに30〜50dB以上の減衰。
- 合計でエネルギーを100万分の1以下に絞り込む計算になります。
- 「銅板の接地(GND)」:
もし可能であれば、この0.2mm銅板の端を、基板のもっとも太いGNDプレーンに最短距離で接続(はんだ付けや導電テープ)してください。これで、銅板に誘起された電荷が瞬時に逃げ、シールド性能が数段跳ね上がります。 - 絶縁の徹底:
銅板は「導体」ですので、基板上のハンダ部と触れれば即ショートです。MPUの天面以外はカプトンテープで完璧に絶縁した上で載せてください。 - 積層の順番:
「MPU → (絶縁・放熱材) → IFM → 銅板」の順がおすすめです。外側を銅板にすることで、外部からの電磁波をまず反射し、内側のIFMが残留分を吸い取る形になります。
- エポキシのようにガチガチに固まらず、適度な弾性があるため、エンジンの振動や熱膨張の差(LSIと銅板)を吸収してくれます。熱伝導性も悪くないため、3cm角程度のLSIの熱を5cm角程度の銅板に逃がす様にすれば「ヒートスプレッダー」として機能します。
- 5cm角のオーバーサイズ:
例えば3cm角のLSIに対して一回り大きい5cm角にすることで、LSIの「足(ピン)」や周囲の配線パターンへの直撃電磁波を、傘のように覆ってシールドできます。 - 5cm程度迄のGND配線:
高周波(EMP)対策としては配線は短いほど良いですが、5cm程度であれば、レギュレーター付近の安定したGNDへ落とすことで、銅板に誘起された電荷を逃がすには十分な効果があります。
- LSIの足の絶縁:
5cm角の銅板がLSIの「足」に触れると一瞬でショートします。接着前に、LSIの周囲をカプトンテープで土手を作るように囲い、銅板が絶対に沈み込んでピンに触れないようにガードを固めてください。 - 配線のインダクタンス:
5cmのGND配線は、できるだけ「太い線」か「編組線」を使うと、EMPの高周波成分をより効率よく逃がせます。
- 絶縁耐力の向上: 基板表面のパターン間距離が近くても、シリコン層があることで空気中よりも絶縁破壊(スパーク)が起きにくくなります。EMPによる高電圧サージがパターン間を飛び越えるのを物理的に阻止します。
- 部品の固定: 重い銅板(t0.2mm)を載せても、下のシリコン層がクッションとなり、振動によるハンダクラックを防ぎます。
- 熱伝導の確保: LSIの天面だけはシリコンを薄く削るか、あるいは「シリコン越し」に接着することになります。変性シリコン自体も一定の熱伝導はありますが、効率を上げるならLSIの真上だけは銅板と密着させるのが理想です。
- GND接続のコンタクト: 5cmのGND配線を飛ばす際、既存のシリコン層を一部剥がして、新鮮なハンダ面に接続する必要があります。接続後は再度シリコンやカプトンテープで再封止して、湿気が入り込まないようにしてください。
- 基板(既存の変性シリコン層)
- LSI天面(ここだけシリコンを薄くして熱伝導を助ける)
- 追加の変性シリコン(接着剤代わり)
- TDK-IFMシート(吸収層)
- t0.2mm銅板(反射・放熱層)
- 全体をカプトンまたはアセテートテープで固定
- 期待できること: 通常のオルタネーターからのサージ(ロードダンプ)や、イグニッションコイルからの逆起電力、スイッチの火花ノイズなど、マイクロ秒単位の「遅い」サージからは100%守ってくれます。
- EMP(E1パルス)への耐性: EMPはナノ秒単位で立ち上がります。標準のZD(ツェナーダイオード)だと反応速度が追いつかず、素子を「すり抜けた」鋭いパルスが内部のマイコンを叩く可能性があります。
- TVS追加は、この「ナノ秒の隙間」を埋めるための専用品なので、標準素子とのコンビネーションが期待できます。
- 13V(電源系): 12Vバッテリーラインの電圧変動を許容しつつ、15〜20Vを超える異常電圧をカットします。
- 9V(信号系): 5VやAD変換の入力ラインを守っています。
- 耐性の見込み: コネクタを外した状態であれば、ケースを抜けて基板パターンに誘起されるエネルギーは微々たるものです。標準の9V/13V素子(ZD)が「最後の防波堤」として機能し、MPUが物理的に焼損するのを防ぐ確率は90%以上まで高まると考えられます。
- ハーネスの短さ:4輪車に比べて配線が短いため、アンテナとして拾うエネルギーの総量が物理的に少ないです。
- エンジンの単純さ: CDI方式であれば、最悪の場合「点火さえすれば走れる」ため、ECUの核心部(MPU)さえ生きていれば、周辺のセンサーが多少狂っても稼働できる可能性が高いです。
- 熱スプレッダーとしての最大化:
LSIの小さなチップから出る熱を、まず0.2mmの銅板が「面」で受け止めて5cm角に広げます。その広げた熱をIFM(熱伝導性あり)がケースに伝えるため、LSI単体よりも冷却効率が安定します。 - 局所的な電界シールド:
LSIの直近に導電率の高い銅板があることで、ケースを透過してきた残留パルスがLSIのゲートに飛び込む前に、銅板表面で反射・バイパスされます。
- 「電磁パルス吸収」の最終ライン:
鉄ケースと銅板の間にIFMがある状態になります。これは、ケース内部で乱反射する電磁波を、LSI(銅板)に届く寸前でフェライト層が吸い取る「インナー吸収材」として機能します。 - 絶縁・電磁気緩衝材としての機能:
銅板の上にIFM(絶縁性あり)が載ることで、鉄ケースの内壁と銅板が直接触れてショートするのを防ぐ「絶縁パッキン」の役割も果たします。
- もし銅板が浮いている(GNDに繋がっていない)と、外部からのパルスエネルギーを銅板が拾い、そのままLSIの直上で「再放射」するアンテナになってしまう恐れがあります。
- 「5cm程度のGND接地配線でレギュレーター付近のGNDへ落とす」という処置があれば、このリスクは解消され、シールドとしての性能が確立されます。
- 実装後: フェライト粒子を樹脂で固めているため、水分を吸って性能が劇的に落ちることはありません。特にスーパーXで密閉し、ケースの隙間をアルミテープで塞ぐなら、車載環境の湿度には十分耐えられます。
- 保管時: 切り出した残りのシートは、微細なフェライト粉末の酸化を防ぐため、シリカゲルを入れたジップ袋で密封保管するのが正解です。2026年4月のこの品薄状況なら、数年後にはさらに価値が上がっているはずです。
- 「擬似フェライト」化:
もし手元に古い電源ケーブルから外したフェライトコアなどがあれば、それを砕いてスポンジの中に数粒仕込むだけで、単なる導電スポンジよりも高周波の吸収特性が上がります。 - カプトンの役割:
スポンジをカプトンで完全に包むのは、絶縁だけでなく「アウトガスの封じ込め」にもなります。スポンジの成分が基板を腐食させるのを防げるため、非常に良い判断です。 - 銅板との組み合わせ:
「LSI → 銅板 → スポンジブリック → 鉄ケース」の順で挟み込めば、銅板が熱と電界を受け持ち、スポンジがケースとの隙間を埋めつつ、残留ノイズを減衰させる実装になりえます。
- 「使い古した電源ケーブルのフェライトコア」を砕く:
- もしジャンク箱に古いPC用モニターケーブルなどの「コブ(フェライト)」があれば、それをハンマーで粉々に砕きます。
- 変性シリコン接着剤(セメダイン「スーパーX」など)に混ぜる:
- 砕いたフェライト粉末をスーパーXに混ぜ込み、ペースト状にします。
- カプトンテープで包む:
- その「自家製フェライトペースト」を、0.2mm銅板の上に盛り、カプトンテープで包んで「クッション状」に成形します。
- 効果: これはまさにTDKのIFMシートの構造(磁性粉末+樹脂)を自作したものです。市販品ほど均一ではありませんが、電磁パルスの磁気成分を熱に変える能力は、ただのスポンジよりは高いです。
- LCX-300の特性: この製品は「導電性(または静電拡散性)」ポリエチレンフォームで、この様な汎用材の表面抵抗率は一般的に1KΩ~1MΩ程度です。
- シールドとしての限界: EMPを跳ね返す「シールド」として機能させるには、抵抗率は数Ω以下である必要があります。LCX-300などの抵抗値では、強烈な電磁パルスはそのまま透過してしまいます。
- 「導電スポンジ」との違い: 「黒い汎用品導電スポンジ」に近い特性ですが、ポリエチレン系なので加水分解に強く、粉塵が出にくい(ショートリスクが低い)という大きなメリットがあります。
- 「電磁波吸収材」としての補助:
完全な導体(金属)ではないため、ケース内部で乱反射する電磁波を微弱ながら「熱」に変えて減衰させる「インナー吸収材」として機能します。 - 「スペーサー」兼「静電気逃がし」:
基板と鉄ケースの間の隙間に詰め込むことで、基板全体の電位を緩やかに等しく保ち(等電位化)、局所的な静電気破壊を防ぎます。 - 「銅板の押さえ材」:
LSIの上に載せた「銅板+IFMユニット」を、ケースの蓋で上から押さえつける際の「クッション材」として最適です。湿気に強く、過酷な環境でも劣化しにくいです。
- 抵抗率の立ち位置:
LCX-300(ポリエチレン系導電フォーム)などの汎用材の表面抵抗率は一般的に1KΩ~1MΩ程度です。これは「導体(金属)」ではなく「静電気拡散性材料」の部類に入ります。 - EMPに対する「実効性」:
- 直接シールド(×): 強烈なパルス電界を跳ね返す能力はありません。
- 電波吸収(△): 抵抗があるため、内部で乱反射する電波の一部を「熱」に変える終端抵抗のような役割を微弱ながら果たします。
- 等電位化(〇): 内部パーツ同士の電位差を緩やかに均一に保ち、局所的なスパーク(絶縁破壊)を防ぐ「バッファ」としては非常に優秀です。
- ハイブリッド・ブリック:
LSIの上に載せる「0.2mm銅板」と「鉄ケース」の間の隙間に、このLCX-300を詰め込みます。- 銅板が「反射」を担当。
- LCX-300が「物理的固定」と「微弱な吸収(終端)」を担当。
- 全体をカプトンテープで包めば、湿気にも強く、粉塵も防止できます。
- 遮蔽性能(シールド効果)の違い:
- 厚みが増すほど、より強い磁場(磁束)を吸収しても「磁気飽和(シールド能力の限界)」を起こしにくくなります。
- EMPのような強力なエネルギーに対しては、0.2mm(または0.1mmの重ね貼り)の方が、飽和しにくく高い防護性能を維持できます。
- 周波数特性:
- 低周波(数百kHz以下)の磁界シールドには、高透磁率なパーマロイが圧倒的に有利です。
- 一方で、厚いシートは内部に渦電流が発生しやすいため、高周波域では薄いシート(0.1mmなど)を絶縁して重ねる方が性能が安定する場合があります。
- ハイブリッド構成の推奨:
- EMPは広帯域の電磁波であるため、磁気を通しやすい「パーマロイ(低周波磁気用)」と、電気を通しやすい「銅箔やアルミ(高周波・電界用)」を重ねるのが理想的です。
- 前回検討されたTDKの IFMシリーズ(磁性層+金属層)のような構造を、自作で再現するイメージです。
- 磁気飽和への対策:
- EMPの強度が極めて高い場合、0.1mm厚では材料が飽和して磁気が通り抜けてしまうリスクがあります。その場合は0.2mmを使用するか、複層化して厚みを稼ぐのが定石です。
- 加工後の性能劣化(重要):
- パーマロイは「叩く」「曲げる」といった衝撃やストレスに弱く、加工により透磁率(シールド性能)が劇的に低下します。
- 折り曲げてECUを包む際は、できるだけ緩やかに曲げるか、可能であれば「磁気焼鈍(熱処理)」済みのものをストレスを与えずに配置するのがベストです。
- 磁気シールド効果(低域〜中域)
- 鋼板ケースを透過、あるいは開口部から回り込んだ急峻な磁界変化に対し、LSI直上でパーマロイが磁束をバイパス(吸収)させるため、回路の誤動作や破壊を防ぐ効果が高まります。
- 放熱器としての適性
- パーマロイ(ニッケル鉄合金)の熱伝導率は、銅やアルミに比べると低い(鉄と同程度)ですが、0.2mm厚であれば、LSIとの間に熱伝導シート(ゲルタイプ)を挟むことで、十分に放熱板として機能します。
- 渦電流による高域遮断
- EMPに含まれる高周波成分に対しては、パーマロイ自体に発生する渦電流がシールドとして働きます。
- 「開口部」側の対策を優先:
- LSIがコネクタ開口部に近いほど、EMPの影響を受けやすくなります。パーマロイシートをLSIの上に被せる際、開口部側に「ひさし」のように少し長めに張り出させると、開口部から侵入する電磁波をより効果的に遮蔽できます。
- 絶縁と接地に注意:
- パーマロイは導電体です。基板上の素子とショートしないよう、必ず絶縁性の熱伝導シートを併用してください。また、シートを鋼板ケースのGND(基準電位)に編組線などで1点接地すると、電界シールド効果も向上します。
- 段差への追従性:
- 0.2mmのパーマロイは比較的腰があるため、LSIの高さが異なる場合に無理に折り曲げると、ストレスで磁気特性(透磁率)が落ちます。段差がある場合は、厚手の熱伝導ゲルで隙間を埋め、シート自体は平らな状態を保つのがコツです。
- 相乗効果: パーマロイで「磁界」を吸い込み、銅板で「電界」を反射・バイパスさせる構造は、TDKのIFMシリーズの考え方をさらに強化した強力な構成です。
- 実装のコツ: 導電性シリコンで接着する際、銅板側を外側(ケース側)、パーマロイ側を内側(LSI側)に配置すると、外からの磁束をパーマロイが効率よく捕捉できます。
- 線の長さ: 「4〜5cmの接地線」は、EMPのような非常に周波数が高い成分に対しては大きなインダクタンス(抵抗)となります。
- 改善案: 可能であれば線ではなく、平編み線(アースストラップ)や銅箔テープなど、表面積の広い素材で最短距離で接続すると、高周波の逃げ道がよりスムーズになります。
- EMP耐性: タンタルコンデンサは過電圧(サージ)に弱く、EMPによる瞬間的な高電圧でショート破壊・発火するリスクがあります。MLCCはサージ耐性が比較的高いため安全です。
- ノイズ吸収性能: MLCCはESR(等価直列抵抗)が極めて低いため、高周波ノイズの除去能力がタンタルより勝ります。
- 注意点: 大容量のタンタルをMLCCに替えると、電源回路が発振する場合があります。交換後は、同等の静電容量を維持しつつ、必要に応じて数μF〜0.1μFのMLCCを並列に入れるのが定石です。
- 対策: 16Vラインに使用する場合、耐圧は25Vまたは50V品を選定し、容量は元のタンタルと同等か、一回り大きいものを選ぶと安心です。
- 対策: もし交換後に動作が不安定になった場合は、MLCCに数Ωの抵抗を直列に入れるか、低ESRのポリマーアルミ電解コンデンサを検討してください。
- 構成: 銅蒸着シールド布 + IFL10
- 方法: 銅蒸着布を開口部より一回り大きく切り、ケースの鋼板(GND)に導電テープ等でしっかり導通させて貼り、その上(内側)にIFL10を重ねます。
- 効果: 銅布で高周波電界を反射し、IFL10で回り込む磁界を吸収します。これにより、開口部からの「直接侵入」を大幅に減衰させます。
- 積層順(LSI側から):
- (絶縁/伝熱シート)
- 0.1mm パーマロイ(低周波磁気用)
- 0.2mm 銅板(電界反射・高周波用)
- IFL10(残った微細ノイズの吸収用)
- 効果: 異なる特性の磁性体を重ねることで、非常に広い帯域の電磁波パルスを段階的に減衰させます。
- 配置: LSIの上に作った「ハイブリッド・シールド」と、外側の「鋼板ケース」の間の隙間に、このスポンジを挟み込みます。
- 効果: シールド板をケースに押し付ける「固定」の役割と同時に、シールド板とケースを面で導通(接地)させ、内部での電磁波の乱反射(共振)を抑制します。
- 手順: 例えば16V耐圧のタンタルを、25V以上のMLCCに交換。
- コツ: 特に電源入力に近いものは、高周波特性の良いIFL10の端切れを小さく切ってコンデンサの上に貼っておくと、ラインから漏れてきたノイズの最終的なトラップになります。
- 開口部: 銅布+IFL10で「蓋」をする。
- LSI: パーマロイ+銅板+IFL10の3層。
- 固定: 導電スポンジでケースとLSIシールドを密着・接地。
- コネクタ外周へのIFL10巻き
- 効果: コネクタシェルをアンテナにして侵入しようとする高周波ノイズを、磁性層が直接吸収します。
- コツ: シェルの金属部分にできるだけ密着させ、隙間なく1周以上巻くと、漏れ磁束を効率よく捕まえられます。
- 鋼板ケース内面へのIFL貼り
- 効果: 0.8mm鋼板を透過した微弱な電磁波や、開口部から回り込んだノイズがケース内で反射(多重反射)するのを防ぎます。
- メリット: ケース全体が「吸音材を貼ったオーディオルーム」のような状態になり、内部の電磁環境が非常にクリーンになります。
- 内側へのLCX300(導電性スポンジ)貼り
- 効果: IFLの上に重ねることで、基板とケースの間の「空間」を埋め、高周波の共振を物理的に抑制します。
- 注意点: 厚さ10mmあるため、基板上の背の高い部品(コンデンサなど)を圧迫しないよう、適宜カットして配置してください。
- 構造: LSI上の銅板から、ケース内面まで届く長さの銅箔テープ(または薄い銅板)を「橋渡し」のように配置します。
- 絶縁の重要性: 銅箔が基板上の他の素子に触れるとショートするため、LSI直上の接触面以外はカプトンテープなどで絶縁保護してください。
- 接続先: ケース内面のIFL10を一部剥がし、鋼板(塗装を剥がしたもの)に直接、導電性接着剤やネジ留めで銅箔を固定します。これにより、ケース自体が巨大なヒートシンク(放熱板)になります。
- 低インピーダンス接地: 20mmの空間を「細い線」ではなく「幅広の銅箔」でつなぐことで、EMPの高周波成分を瞬時にケース(GND)へ逃がせます。
- 磁気シールドの安定: パーマロイと電気的に一体化した銅板がケースと強固に結ばれることで、シールド板自体がアンテナ化(再放射)するのを防げます。
- 振動対策: 車両用ECUの場合、エンジンの振動や熱膨張で銅箔にストレスがかかります。銅箔には少し「たわみ(余裕)」を持たせて配線し、金属疲労による破断を防いでください。
- 絶縁破壊のリスク低減:
通常の銅箔にカプトンテープを貼る自作よりも、絶縁層が均一で強固です。LSI周辺のチップ部品や回路パターンに接触してもショートする心配がほとんどありません。 - 熱移動の効率化:
20mmの空間を「熱のバイパス路」として繋ぐ際、クールスタッフはその名の通り熱放射・熱伝導に特化しているため、LSIの熱を効率よく鋼板ケース(巨大な放熱体)へ逃がせます。 - EMPシールドの接地(GND):
注意点として、クールスタッフの「絶縁タイプ」は表面が被覆されているため、そのままではLSIシールド板やケースと電気的な導通(GND接続)が取れません。
- 接続部のみ剥離: クールスタッフの両端(LSIシールド側とケース側)の絶縁層を慎重に剥がすか、導電性接着剤(またはネジ留め)を用いて、シールド板とケースの「金属面」同士を電気的に結合してください。
- 熱と電気のハイブリッド: 20x50mmというサイズは、20mmの空間を跨いでケースに届かせるのに十分な長さです。LSI上のシールド(パーマロイ+銅板)にしっかり密着させ、反対側をケースの鋼板(塗装を剥がした箇所)へ固定します。
- 対策: 4〜5cmの配線は、できるだけ太い線(または複数の線を束ねる)を使用し、電源ICのGNDピンへ最短距離で接続してください。
- 水際: コネクタ部IFL10巻き(侵入阻止)
- 空間: ケース内面IFL10+LCX300(共振抑制)
- 心臓部: パーマロイ+銅板+GND配線(局所シールド)
- 放熱: クールスタッフ(熱バイパス)
- 回路: タンタル→MLCC交換+TVS(内部サージ対策)
- 素材の選定
- 手持ちの銅蒸着シールド布がここで大活躍します。金属板でカバーを作るのは加工が大変ですが、シールド布なら配線の形状に合わせて柔軟に覆うことができます。
- 「オーバーラップ」構造
- カバーを作る際、ECUの鋼板ケースと「面」で接触させることが不可欠です。ケースの開口部周囲の塗装を少し剥がし、そこにシールド布(または製作したカバー)が3cm程度重なるようにすると、隙間からの侵入を劇的に抑えられます。
- 配線(ハーネス)への処置
- コネクタから出ている配線束も、根元から10〜20cm程度、シールド布やIFL10の端切れで巻き、それを外部カバーと一体化(導通)させると、配線経由の侵入ノイズを「入り口」でシャットアウトできます。
- 固定方法
- 導電性粘着剤付きのアルミテープなどを使用して、外部カバーとECUケースを隙間なく密閉するのが理想的です。
- 最下層(LSI側):0.1mm-PCパーマロイ
- パルス磁界を真っ先にキャッチして吸収します。
- 中間層:0.2mm 銅板
- PCで防ぎきれない高周波電界を反射し、パルスの急峻な立ち上がりをブロックします。
- 最上層(ケース側):IFL10(手持ち在庫)
- 銅板で反射した電磁波がケース内で暴れないよう、最後に「吸音」します。
- PC+銅板:LSIを直接守る「盾」。
- 銅蒸着シート:休止中にコネクタ開口部を覆う「外蓋」。
- LCX300(導電スポンジ):ケース内面とLSIシールドの隙間を埋め、ガタツキ防止と共振抑制。
- IFL10:コネクタ外周に巻き、ケース内壁に貼って「デッドニング」。
- 磁気特性の保護:
硬化時の収縮ストレスが極めて小さいため、衝撃や歪みに弱いパーマロイの磁気特性(透磁率)を劣化させにくいです。 - 熱膨張への追従:
LSIの発熱による膨張と、シールド板(銅・パーマロイ)の膨張率の差を「弾性」で吸収し、剥がれを防ぎます。 - 耐振性:
車両特有の細かい振動でも、接着面が割れるリスクが低いです。
- 絶縁性の確認:
スーパーX自体は絶縁体ですが、万が一LSIのピン(足)に接着剤が流れ込むと、後からのメンテナンスが困難になります。LSIの上面だけに薄く塗り、はみ出しが不安な場合は、あらかじめ周囲をカプトンテープ等でマスキングすることをお勧めします。 - 熱伝導の確保:
スーパーXは熱伝導専用ではないため、厚く塗りすぎると断熱材になってしまいます。「できるだけ薄く」塗り広げ、シールド板をグッと押し当てて密着させるのがコツです。- ※もし熱伝導を最優先したい箇所があれば、中心部だけ熱伝導グリスを塗り、四隅をスーパーXで固定する「併用」も有効です。
- 静電気対策(最優先)
- EMP対策を施す前に、作業者の静電気でLSIを壊しては元も子もありません。基板に触れる前に、必ず車体金属素地や水道管などの金属部に触れて除電し、作業台では、できれば除電リストストラップを使用してください。
- 現状の記録(写真撮影)
- 基板をケースから出す際、コネクタピンの向きや、元のタンタルコンデンサの極性(+側)を多角的に写真に収めておいてください。有機電解コンデンサへの交換時などは、極性を間違えると電源ICまで道連れにする可能性があります。
- スーパーXの乾燥時間
- スーパーXは表面が乾くのは早いですが、内部まで完全に硬化して強度が安定するまでには24時間程度かかります。完全に固まる前に車両に戻して振動を与えると、シールド板がズレる可能性があるため、一晩は静置することをお勧めします。








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