近年來，汽車的電子化發展迅速。圍繞汽車的 "高科技" 電子設備的搭載越來越多，與傳統的機械控製占比較大的時代相比，電子控製、電動設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大關鍵詞。

 

第一個關鍵詞是 "環保" （eco）。這在HV（混合動力汽車）、EV（電動汽車）xiangputongcheliangdepujiguochengzhongzuoyongxianzhu。lingwai，geqichezhizaoshangzhijiandediyouhaohuajingzhengyeriyijihua。zhexietuposhiyoufuzaqiezhoumidedianzihuakongzhilaishixiande，dangransuizheHV
、EV的普及和油耗性能的提升
，所搭載的電子設備還會繼續增加。

 

第二個關鍵詞是 "信息與舒適" （comfort）。chuzuoweichuxinggongjuzhiwai，qichegengduobeishiweiriyongpin
，qizhinenghuayezaibuduanfazhan，lirukeyixiazaibingxinshangxihuandeyinle
，zailushangjikeqingsonghuodemudedidexinxideng。erweileshixianzhexiegongneng
，xuyaozhongduotongxinxiangguandedianziyuanqijian。lingwai，yutigaoshushixingxiangguandedianzihuayezaibuduanfazhan

，wuxuyaochijikekaiguanchemenheqidongyinqingdezhinengyaochizaiputongcheliangzhongyijibenpujideng
，shicheneiyuelaiyuechengweigengshushidekongjian。

 

最後一個關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生 "事後" 的對策。但是，近年來隨著電子設備性能的提升
，已經開始聚焦危險發生 "前" deduice。tongguotigaochezaishexiangtouhechezaichuanganqidejingduyudongzuokekaoxing，rujinshixianqichexingshianquandedianzishebeiyijingbeiqueliweiyigezhongyaodelingyu
，yujijinhougezhonggongnengdeanquanshebeijianghuixiangjikaifabingtourushichang。

 

汽車用電源IC幾乎可用於任何電子設備，為實現這3大關鍵詞
，對 "低靜態電流" （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利用獨有的電路設計，成功降低了靜態電流，為汽車的低功耗化做出巨大貢獻。例如
，ROHM將實現了業界最高級別的6µA低靜態電流的車載LDO係列 "BD7xxL2EFJ-C / BD7xxL5FP-C" 和實現了僅為ROHM以往產品1/100的22µA低靜態電流的DC/DC轉換器IC "BD99010 EFV-M / BD 99011EFV-M" 投入量產，並獲得客戶高度好評。

 

 

剛剛提到伴隨著HV、EV的普及和油耗性能的提升，所搭載的電子設備還會繼續增加。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由於連接於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進行脈衝控製（PWM：Pulse Width Modulation 和PFM：Pulse Frequency Modulation等）已成為必然趨勢，但這種控製方式又會對周圍元件產生噪音幹擾（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幹擾而誤動作，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，產品必須符合CISPR25（發射幹擾：產生幹擾側的標準）和ISO11452（抗幹擾：受到幹擾影響側的標準）等電磁兼容相關的各種標準。

 

因此，對車載用產品來說，不妨礙其他設備（發射幹擾）、以及受到其他設備妨礙時能保持本來的性能（抗幹擾）是非常重要的。

 

EMC（Electromagnetic Compatibility）從EMI（發射幹擾）和EMS（抗幹擾度）兩種性能兼備的必要性角度被稱為 "電磁兼容性" 。

 

 

工藝的微細化曾遵從摩爾定律迅速發展，但如今已不見以往的顯著發展態勢。

像電源IC這樣的產品
，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經由PCB和封裝散發到外部（圖3）。

 

 

圖3：封裝結構圖（熱阻）

 

在車載等使用時周圍溫度較高的環境下，到達IC的使用溫度上限的容許溫差變小

，從而必須極力控製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、引線框架的材質
、固定芯片與框架的接合材質影響，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。

 

隨著車載控製設備的電子控製 / 電動化發展
，在被稱為 "平台化" 的背景下，電子元器件的商品化也自然而然不斷發展。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
，進行控製設備的綜合散熱設計，使IC與PCB熱阻平衡變得越來越重要。

 

 

如前所述，車載電子元器件必須符合 CISPR25（發射幹擾：產生幹擾側的標準）和ISO11452（抗幹擾：受幹擾影響側的標準）等電磁兼容相關的各種標準。

 

這些噪音幹擾根據傳輸路徑，可分為直接經布線傳輸的傳導噪音和經空氣傳輸的輻射性噪音（圖4,5）。

 

 

圖4：同一PCB板上的噪音傳輸路徑

 

 

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，並聯阻抗較低的旁路電容。

 

下麵的應用實例DC/DC轉換器IC "BD90640EFJ-C" 就是采用以上這種噪音對策應用示例。

 

在圖6的示例中，對於AM頻段噪音，使用Π型濾波器使之衰減
；對於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要求。

 

CISPR25傳輸幹擾的極限值dB（µV）

 

 

圖6：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。

 

最後，請注意
，由於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。

 

 

如前所述
，隨著電子元器件向小型化發展，其發熱密度變高，因此
，不僅確保配套設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。

 

避免產生這些問題的散熱設計技術已成為非常重要的因素。

 

通常
，隻要知道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ΨJT，即可知道IC大致的結點（接合部）溫度Tj。如何將該結點溫度Tj控製在絕對最大額定值以下是熱設計的根本。

 

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，這增加了熱設計的難度。雖然有JEDEC（半導體標準協會）製定的JESD51標準係列等，但因各半導體廠家的理解不同，使得條件並未達到1對1的一致性
，這是普遍現象。因此，在配套產品設計階段需要注意。

 

一般半導體廠家定義的熱阻值是根據JESD51-2A（在305mm見方的外罩所包圍的無風空間裏
，將安裝了1個IC的PCB板固定的狀態）測量的

，與配套產品實際的使用環境差異較大。

 

例如，圖7左端的PCB板條件為電子元器件的規格書上記載的條件。

 

 

圖7：電子元器件的溫升與集成度關係

 

ruzhongtusuoshi，dangpeitaochanpinshiyongduogegaibujianshi，zaihenjiejindezhuangtaixiapeizhihuishimeigebujiandeyouxiaosanremianjijianshao。zhuyi
，zhejiuyiweizheyinrezuzengjiadaozhigebujiandewendushangsheng。

 

車載領域眾多ECU等使用的電源IC
，同時也是我們身邊的電子設備不可或缺的產品。ROHM利用所擅長的模擬技術，打造出AC/DC轉換器IC及DC/DC轉換器IC等從一次側到二次側適用各種設備的豐富的產品陣容。未來
，ROHM還將發力滿足前述的各種客戶需求的綜合應用
，進一步完善產品陣容。