Пазарни тенденции на EMI уплътнение? 

Тенденции на пазара на EMI уплътнения: Поглед на практикуващия от земята

Питате за тенденциите на пазара на EMI уплътнения и всички скачат към 5G и електрически превозни средства. Това не е грешно, но е отговор на повърхностно ниво. Истинската промяна е в науката за материалите и бруталните, често пренебрегвани, инженерни компромиси, които правим ежедневно. Вече не става въпрос само за ефективността на екранирането; става въпрос за цена на производителност в свят, в който стените на корпуса стават все по-тънки и регулаторният шум става по-силен. Виждал съм твърде много дизайни да се провалят, защото са спецификирали уплътнение само на базата на лист с данни, без да разбират как се държи при компресиране, с течение на времето или в реална поточна линия.

Танцът на материалите: Отвъд проводимите еластомери

Години наред пълният със сребро силикон беше кралят. Надежден, предвидим, но скъп и с проблеми с компресията, които преследват дългосрочната надеждност. Тенденцията сега е фрагментация. Виждаме скок в търсенето на метализирана тъкан върху пяна уплътнения, особено в потребителска електроника и телекомуникационни шкафове. Те предлагат голямо екраниране, ниска сила на затваряне и са по-лесни за автоматизиране при сглобяване. Но уловката? Издръжливостта срещу повтарящи се цикли на отваряне на вратата и уплътняването от околната среда може да бъде слабо място. Това е компромис.

След това идва възходът на проводящите пластмаси и материалите за формиране на място (FIP). FIP е интересен - обещава идеално съвпадение на геометрията и без инструменти за персонализирани форми. Но на практика времето за втвърдяване е тясно място при производството, а липсата на адхезия върху повърхности с прахово покритие е често срещано главоболие. Спомням си един проект за медицинско устройство за изображения, където FIP линията имаше 2% процент на неуспех само при адхезия. Загубихме седмици в отстраняване на неизправности, преди да преминем към предварително рязане проводим еластомер лента с чувствително на натиск лепило. Урокът: тенденцията не винаги е правилното решение.

Дори в рамките на традиционните материали, формулировките се развиват. Силиконите с по-ниска плътност, пълни с никел-графит или алуминий, набират популярност за приложения, където теглото и цената са критични, въпреки че жертвате известна екранировка при по-високите честоти. Това е постоянен акт на балансиране между електрическата производителност, механичните свойства и спецификацията на материалите.

Натиска на 5G и IoT: Става дума за плътност и честота

Да, 5G е масивен двигател, но не по начина, по който повечето си мислят. Не става въпрос само за повече базови станции. Става въпрос за безумната плътност на компонентите вътре в тези малки клетки и тласъка в милиметровата вълна. При 28 GHz и по-висока, екраниращата игра се променя напълно. Уплътнителните шевове се превръщат във вълноводи, ако не внимавате. Тенденцията е към ултра ниска сила на компресия дизайни и уплътнения с по-фини, по-последователни профили на повърхността за поддържане на интимен контакт без деформиране на крехки печатни платки или корпуси.

При IoT устройствата предизвикателството е различно. Помислете за интелигентни измервателни уреди, индустриални сензори. Цената е най-важна, но все пак трябва да приемете разпоредбите за EMC. Това стимулира възприемането на по-евтини материали като проводящи гуми или дори закопчаващи се метални пружинни пръсти в някои случаи. Тенденцията тук е достатъчно добро екраниране. Ние не проектираме за военни спецификации; ние проектираме да преминем част 15B на FCC с удобен резерв и да оцелеем десетилетие на открито. Това доведе до бум за специализирани производители, които могат да осигурят последователност при голям обем и ниска цена.

Работих с клиент на таблет с повишена здравина. Първоначалният дизайн използва специално формовано уплътнение от проводим еластомер. Работеше перфектно, но единичната цена убиваше проекта. Преминахме към стандарт телена мрежа уплътнение с плетена сърцевина от доставчик, който може да достави необходимия обем. Екранирането падна от 80 dB на около 65 dB, но все още беше повече от достатъчно за приложението. Проектът беше запазен. Понякога тенденцията е да се върнете от най-доброто решение към най-жизнеспособното.

Веригата на доставките и регионалните промени

Глобализацията в този сектор е реална, но назрява. Преди десетилетие всички гледаха към шепа големи доставчици на специализирани продукти в САЩ или Европа. Сега пейзажът е различен. Качествените производители в Азия намалиха значително разликата, особено за стандартните профили и материали. Това оказа натиск за намаляване на цените и съкрати сроковете за доставка на обикновени артикули.

Вземете компания като Handan Zitai Fastener Manufacturing Co., Ltd.. Базирани в Yongnian, Хъбей - сърцето на китайската индустрия за крепежни елементи - местоположението им в близост до основни транспортни маршрути като железопътната линия Пекин-Гуанджоу и националната магистрала 107 не е просто ред в брошура (https://www.zitaifasteners.com). Това означава логистична ефективност за приемане на суровини и доставка на готови стоки. За големия купувач на стандартни проводящи уплътнения или екраниращи крепежни елементи тази инфраструктура има повече значение, отколкото си мислите. Те представляват сегмент от пазара, който се отличава с големи обеми, прецизни метални части, които са в основата на много системи за монтаж на уплътнения. Не става въпрос само за самия материал на уплътнението; става въпрос за цялата интерфейсна система.

Въпреки това, за авангардни, патентовани формулировки на материали или критични за мисията аерокосмически/отбранителни приложения, установените западни доставчици все още имат силно предимство. Тенденцията е раздвоение: стандартните продукти с голям обем все повече се доставят от конкурентни глобални центрове, докато нишовите високопроизводителни решения остават при специализирани иноватори. Стратегията за интелигентно снабдяване сега включва двупосочен подход.

Интеграция и императивът за проектиране

Най-голямата грешка, която виждам, е да третирате EMI уплътнението като последваща мисъл, нещо, което забивате в жлеб, след като индустриалният дизайн е замразен. Това е рецепта за превишаване на разходите и проблеми с производителността. Ясната тенденция е към по-ранно сътрудничество. Влизаме във фазата на проектиране, за да дадем съвет относно размерите на жлебовете, повърхностните покрития и границите на компресията.

Това води до интегрирани решения. Помислете за уплътнения, комбинирани с екологични уплътнения, или уплътнения, които също така осигуряват заземителни пътища за множество компоненти. Има също така нарастване на уплътненията с персонализирана форма, които решават множество проблеми наведнъж - екраниране на конкретна IC, управление на контакта на радиатора и осигуряване на прахоуплътнение. Това е по-скъпо предварително, но спестява цяло състояние във времето за сглобяване и преработка.

Примерен случай: автомобилен лидарен модул. Корпусът беше от сложна магнезиева отливка. Първоначалният план използва четири отделни уплътнения и заземителни ленти. Работейки от първия CAD модел, ние предложихме единичен, многолобен EMI уплътнение изработен от проводяща термопластмаса, която щракна на място по време на монтажа, осигурявайки екраниране, заземяване и бариера срещу влага в една стъпка. Той добави 15% към цената на уплътнението, но намали времето за сглобяване със 70% и елиминира три вторични компонента. Тенденцията се движи от стокова част към подсистема, създаваща стойност.

Устойчивост и натиск върху жизнения цикъл

Това е тихата тенденция, която се превръща в рев. REACH, RoHS и изискванията на клиентите за по-екологични продукти влияят пряко върху избора на материали. Някои пълнежни материали и процеси на покритие са под контрол. Преходът е към материали без халогени, рециклируеми уплътнителни конструкции (като разделящи се метални и еластомерни компоненти) и по-дълготрайни продукти за намаляване на отпадъците.

Съпротивлението на компресия вече не е просто показател за производителност; това е устойчивост. Уплътнение, което запазва уплътнението си 15 години вместо 10, означава един сервизен интервал по-малко, една потенциална точка на повреда по-малко в полеви условия. Извършваме повече тестове на жизнения цикъл от всякога, симулирайки години термичен цикъл и компресия за седмици.

Той също така променя анализа на грешките. Наскоро имахме партида уплътнения във външно телекомуникационно оборудване, които се разградиха по-бързо от очакваното. Виновникът не беше екраниращият пълнител; това беше силиконовото свързващо вещество, разпадащо се при специфични UV и озонови условия в крайбрежна среда. Корекцията включва лека, по-скъпа полимерна формула. Тенденцията ни принуждава да разгледаме цялата химическа и екологична картина, а не само електрическите спецификации на страница първа от листа с данни.

С поглед напред: Центърът за данни и AI Wildcard

Всички говорят за електромобили и 5G, но следващата огромна точка на натиск може да са центрове за данни с висока плътност и сървърни шкафове с изкуствен интелект. Плътността на мощността е безумна, а шумът от превключването на мощността и високоскоростните SerDes канали създава нов EMI кошмар вътре в шкафа. Започваме да виждаме RFQ за уплътнения, които могат да се справят с по-високи термични натоварвания, да осигурят екраниране както на ниво дъска, така и на ниво стелаж, и са годни за обслужване – техниците трябва да могат да отварят и затварят врати стотици пъти, без да влошават качеството на уплътнението.

Това може да подтикне приемането на нови хибридни материали или дори концепции за активно уплътнение (въпреки че това все още е предимно лабораторно говорене). Непосредствено това изисква изключителна прецизност при производството на уплътнение, за да се осигури равномерен контакт през много големи врати на шкафа. Стековите толеранси стават критични. Има чувството, че предизвикателствата, пред които се изправихме във военната електроника преди 20 години, сега удрят търговските центрове за данни.

И така, къде ни оставя това? Пазарът на EMI уплътнения не следва една тенденция; дърпа се в дузина посоки от различни приложения. Обединяващата нишка е преминаването от проста, стандартна екранираща част към критичен, проектиран интерфейсен компонент. Сега успехът зависи по-малко от наличието на най-добрия материал в каталога и повече от разбирането на системата – механичния дизайн, напреженията на околната среда, процеса на сглобяване и общата цена на притежание. Листът с данни е само отправната точка за разговор.