1．汽車電子化進程對電源IC的要求
近年來,，汽車的電子化發(fā)展迅速。圍繞汽車的“高科技”電子設(shè)備的搭載越來越多,，與傳統(tǒng)的機械控制占比較大的時代相比,，電子控制,、電動設(shè)備所占比例變得非常大。預計汽車的電子化需求在未來也將依然強勁,。
汽車電子化的主要原因有3大關(guān)鍵詞,。
第一個關(guān)鍵詞是"環(huán)保"（eco）。這在HV（混合動力汽車）,、EV（電動汽車）向普通車輛的普及過程中作用顯著,。另外，各汽車制造商之間的低油耗化競爭也日益激化,。這些突破是由復雜且周密的電子化控制來實現(xiàn)的,，當然隨著HV、EV的普及和油耗性能的提升,，所搭載的電子設(shè)備還會繼續(xù)增加,。
第二個關(guān)鍵詞是"信息與舒適"（comfort）。除作為出行工具之外,，汽車更多被視為日用品,，其智能化也在不斷發(fā)展，例如可以下載并欣賞喜歡的音樂,，在路上即可輕松獲得目的地的信息等,。而為了實現(xiàn)這些功能，需要眾多通信相關(guān)的電子元器件,。另外,，與提高舒適性相關(guān)的電子化也在不斷發(fā)展，無需鑰匙即可開關(guān)車門和啟動引擎的智能鑰匙在普通車輛中已基本普及等,，使車內(nèi)越來越成為更舒適的空間,。
最后一個關(guān)鍵詞是汽車不可欠缺的"安全"（satefy）,。多年以來，汽車的安全性多采取強化車架鋼性,、撞擊時的緩震以及對駕乘人員啟用安全氣囊等的危險發(fā)生"事后"的對策,。但是，近年來隨著電子設(shè)備性能的提升,，已經(jīng)開始聚焦危險發(fā)生"前"的對策,。通過提高車載攝像頭和車載傳感器的精度與動作可靠性，如今實現(xiàn)汽車行駛安全的電子設(shè)備已經(jīng)被確立為一個重要的領(lǐng)域,，預計今后各種功能的安全設(shè)備將會相繼開發(fā)并投入市場,。
汽車用電源IC幾乎可用于任何電子設(shè)備，為實現(xiàn)這3大關(guān)鍵詞,，對“低靜態(tài)電流”（待機電流低）,、“低電壓工作”、“小型化,、大電流”等性能的要求越來越高（圖1）,。
（圖1）近年來的電子化背景與需求
ROHM利用獨有的電路設(shè)計，成功降低了靜態(tài)電流,，為汽車的低功耗化做出巨大貢獻,。例如，ROHM將實現(xiàn)了業(yè)界最高級別的6μA低靜態(tài)電流的車載LDO系列“BD7xxL2EFJ-C / BD7xxL5FP-C”和實現(xiàn)了僅為ROHM以往產(chǎn)品1/100的22μA低靜態(tài)電流的DC/DC轉(zhuǎn)換器IC“BD99010 EFV-M / BD 99011EFV-M”投入量產(chǎn),，并獲得客戶高度好評,。
2．高效化及其課題
剛剛提到伴隨著HV,、EV的普及和油耗性能的提升,，所搭載的電子設(shè)備還會繼續(xù)增加。這就使得電子元器件的高效化對油耗性能提升影響越來越大,。
其中,，電源IC由于連接于輸出端的所有電子元器件的消耗電流均會從中流過，而被定位為要求更高效率的電子元器件,。
為滿足這種高效化需求,，對電源IC進行脈沖控制（PWM：Pulse Width Modulation和PFM：Pulse Frequency Modulation等）已成為必然趨勢，但這種控制方式又會對周圍元件產(chǎn)生噪音干擾（圖2）,。
（圖2）車載電源IC的種類與特點
車載用電子元器件因噪音干擾而誤動作,，可能涉及到人身生命安全，因此,，為使電子元器件在任何時候均可正常工作,，產(chǎn)品必須符合CISPR25（發(fā)射干擾：產(chǎn)生干擾側(cè)的標準）和ISO11452（抗干擾：受到干擾影響側(cè)的標準）等電磁兼容相關(guān)的各種標準。
因此,，對車載用產(chǎn)品來說,，不妨礙其他設(shè)備（發(fā)射干擾）,、以及受到其他設(shè)備妨礙時能保持本來的性能（抗干擾）是非常重要的。
EMC（Electromagnetic Compatibility）從EMI（發(fā)射干擾）和EMS（抗干擾度）兩種性能兼?zhèn)涞谋匾越嵌缺环Q為“電磁兼容性”,。
3．工藝的發(fā)展及其課題
工藝的微細化曾遵從摩爾定律迅速發(fā)展,，但如今已不見以往的顯著發(fā)展態(tài)勢。
像電源IC這樣的產(chǎn)品,，耗電量較大的電源IC其功率損耗也大,。其損耗成為熱量，從IC經(jīng)由PCB和封裝散發(fā)到外部（圖3）,。
（圖3）封裝結(jié)構(gòu)圖（熱阻）
在車載等使用時周圍溫度較高的環(huán)境下,，到達IC的使用溫度上限的容許溫差變小，從而必須極力控制其功率損耗導致的溫升,。因此,，需要改善（降低）芯片的散熱性能（熱阻）。
熱阻不僅受封裝的材質(zhì),、引線框架的材質(zhì),、固定芯片與框架的接合材質(zhì)影響，受到框架形狀和芯片尺寸的影響也很大,。
遵循摩爾定律,，芯片尺寸越來越小，使熱阻變高,，即使消耗與以往相同的電量,，芯片的溫升也會增大。
隨著車載控制設(shè)備的電子控制/電動化發(fā)展,，在被稱為“平臺化”的背景下,，電子元器件的商品化也自然而然不斷發(fā)展。所以,，即使熱阻增高,，降低芯片尺寸也是必然選擇。
為解決這些問題,，進行控制設(shè)備的綜合散熱設(shè)計,，使IC與PCB熱阻平衡變得越來越重要。
4．車載EMC對策例
如前所述,，車載電子元器件必須符合CISPR25（發(fā)射干擾：產(chǎn)生干擾側(cè)的標準）和ISO11452（抗干擾：受干擾影響側(cè)的標準）等電磁兼容相關(guān)的各種標準,。
這些噪音干擾根據(jù)傳輸路徑，可分為直接經(jīng)布線傳輸?shù)膫鲗г胍艉徒?jīng)空氣傳輸?shù)妮椛湫栽胍簦▓D4,5）,。
（圖5）來自PCB板間及PCB板外部的噪音傳輸路徑
輸入濾波器作為傳導噪音對策非常有效,。
以Π型濾波器為做為基本型，針對未滿足標準的頻段,，并聯(lián)阻抗較低的旁路電容,。
下面的應(yīng)用實例DC/DC轉(zhuǎn)換器IC“BD90640EFJ-C”就是采用以上這種噪音對策應(yīng)用示例,。
在圖7的示例中，對于AM頻段噪音,，使用Π型濾波器使之衰減,；對于CB～FM頻段噪音，選用諧振頻率在20MHz左右的旁路電容使之衰減,，以滿足CISPR25-Class5（圖6）要求,。
（圖6）CISPR25傳輸干擾的極限值
（圖7）通過輸入濾波器作為傳導噪音對策示例
但是，在90MHz附近有噪音殘留,，因此,，通過再增加諧振頻率為100MHz左右的旁路電容，從而使所有頻段均滿足了Class5的要求,。
最后,，請注意，由于作為噪音對策所使用的電容的頻率特性因電壓,、溫度依存性,、尺寸及零部件廠家不同而不同，因此需要在使用前向廠家進行確認,。
5．散熱對策時的注意事項
如前所述,，隨著電子元器件向小型化發(fā)展，其發(fā)熱密度變高,，因此,，不僅確保配套設(shè)備整體的正常工作難度增加，而且確保壽命,、可靠性也越來越難,。
避免產(chǎn)生這些問題的散熱設(shè)計技術(shù)已成為非常重要的因素。
通常,，只要知道PCB板貼裝時IC的熱阻θＪＡ和功耗,，或封裝頂部中心溫度TT熱性能參數(shù)ΨＪT,，即可知道IC大致的結(jié)點（接合部）溫度Tｊ,。如何將該結(jié)點溫度Tｊ控制在絕對最大額定值以下是熱設(shè)計的根本。
此時必須要注意的是電子元器件的熱阻的定義,。不同的廠家其定義,、條件不同，這增加了熱設(shè)計的難度,。雖然有JEDEC（半導體標準協(xié)會）制定的JESD51標準系列等,，但因各半導體廠家的理解不同，使得條件并未達到1對1的一致性,，這是普遍現(xiàn)象,。因此,，在配套產(chǎn)品設(shè)計階段需要注意。
一般半導體廠家定義的熱阻值是根據(jù)JESD51-2A（在305mm見方的外罩所包圍的無風空間里,，將安裝了1個IC的PCB板固定的狀態(tài)）測量的,，與配套產(chǎn)品實際的使用環(huán)境差異較大。
例如,，圖8左端的PCB板條件為電子元器件的規(guī)格書上記載的條件,。
（圖8）電子元器件的溫升與集成度關(guān)系
如中圖所示，當配套產(chǎn)品使用多個該部件時,，在很接近的狀態(tài)下配置會使每個部件的有效散熱面積減少,。注意，這就意味著因熱阻增加導致各部件的溫度上升,。
車載領(lǐng)域眾多ECU等使用的電源IC,，同時也是我們身邊的電子設(shè)備不可或缺的產(chǎn)品。ROHM利用所擅長的模擬技術(shù),，打造出AC/DC轉(zhuǎn)換器IC及DC/DC轉(zhuǎn)換器IC等從一次側(cè)到二次側(cè)適用各種設(shè)備的豐富的產(chǎn)品陣容,。未來，ROHM還將發(fā)力滿足前述的各種客戶需求的綜合應(yīng)用,，進一步完善產(chǎn)品陣容,。
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