製品コンポーネントへの振動による損傷についての考察

Allion Labs

電子製品のコネクタは非常に重要な役割を果たしており、デバイス全体で回路を接続し、信号を伝送する重要な機能を担っています。これらのコネクタの性能と品質は、全体のシステムの動作効率に直接影響を与えるため、設計および製造プロセスにおいてこれらのコンポーネントの選択は非常に重要です。

コネクタを構成する多くの部品の中で、接触部品はシステムの橋渡しのような役割を果たし、電流のスムーズな伝達と信号の安定した伝達を担う中核部品です。この接触部品は、温度変化、湿度、振動など様々な環境要因を考慮し、あらゆる条件下で安定した性能を発揮できるように設計・製造されなければなりません。

振動が電子製品に影響を与えると、接触部品は以下の影響と潜在的なリスクに直面する：

1. 電気的接続不良：振動は接触部品とソケット間の電気的接続不良を引き起こす可能性があり、接続不良、信号損失、電子製品性能の劣化につながるため、軍事、医療、航空宇宙など、高い安定性と信頼性が要求される用途では重要です。

2. 磨耗と疲労: 頻繁な振動は、特にプラグの接続と取り外しの際に接触部品の磨耗と疲労を引き起こし、コネクタの寿命短縮、ひいては機器の故障につながる可能性があります。

3. 機械的ストレス：接触部品接続は、基板上の他の部品と緊密に結合していることが多く、電子製品が衝撃や振動を受けると、接点が機械的ストレスを受け、破断や変形を起こすことがあります。

4. 導電性の問題：振動によって接触部品が酸化したり、汚染されたりすることがあり、その結果、接続の導電性が低下し、抵抗が高くなり、信号品質が低下します。

上記のリスクが発生した場合、電子製品の故障や損傷につながる可能性があり、修理や交換、返品などになってしまいます。ユーザーにとって金銭的な損失があるだけでなく、生活に不便を感じたり、製品の品質やブランドに悪い印象を持ってしまう可能性があります。

このような悪いユーザー体験は、ユーザー個人に多くのトラブルを引き起こすだけでなく、製品メーカーの評判にも直接影響します。ブランドに対する不信感が増すだけでなく、消費者が将来同じブランドを購入する意欲にも影響します。また、消費者は品質の悪い製品や欠陥のある製品を警戒する傾向があり、ブランドのイメージが低下するおそれがあります。

実例共有

アリオンでは、振動に関連するプロジェクトで接触部品の故障事例に遭遇しました。過去に実施されたプロジェクトでは、DUTに電源を投入した後、0〜55Grmsのステップワイズランダム振動ストレスを継続的に加えました（左）。DUTの振動動作限界に達した後、DUTを取り出すと、電源モジュールの接触部品に故障の痕跡が観察されました（左）。この欠陥は、次のように大まかにまとめることができます：

1.　はんだ付けプロセス中に接触部品に欠陥がある可能性があり、はんだ接続の強度が不足しています。

2.　はんだ付けプロセス中に接触部品にバリやその他の不純物が存在する可能性があり、これにより電流が集中し、局所的な過熱が引き起こされます。

3.　振動プロセス中に接触部品が衝撃を受けたりねじれたりする可能性があり、はんだ接合部が断裂したり緩んだりする可能性があります。