第3篇 半导体概述(3)

工程师专栏

电路设计和EMC设计的关键

第3篇 半导体概述(3) 半导体集成电路(LSI和IC)模块

模块需求高涨的原因

  大家好! 我是ROHM的稻垣。 在第3篇中,我们来谈一谈半导体集成电路(LSI和IC)模块。通常,被称为“模块”的产品主要有两种。一种是将半导体集成电路(LSI、IC)及其外围元器件(主要是无源元件等)安装在小型印刷电路板(PCB)上、树脂壳体内或金属壳体内,并使其具备特定功能的产品。另一种是将半导体集成电路(LSI、IC)的硅片(芯片)及其外围元器件(主要是无源元件等)内置于树脂密封件(模塑产品)中,并使其具备特定功能的产品。 之所以需要开发模块,其主要背景是当提高应用产品性能的目标难以通过制造商一己之力实现时,就需要半导体制造商提高更好的功能设计,进一步推进功能设计等级。 ROHM的产品中包括83种模块:18种SiC(碳化硅)功率模块、22种智能功率模块(IGBT即绝缘栅双极晶体管等)、34种功率模块(AC/DC、DC/DC)和9种无线通信模块。

这些模块具有以下优势和特点:

    ①内置外围元器件(主要是无源元件等),减少了产品印刷电路板(PCB)上的元器件数量,因而有利于提高应用产品的可靠性,尤其是车载等应用。此外,不容易受产品印刷电路板(PCB)的底片(元器件布局和元器件之间的布线)的影响。

    ②可以内置制造工艺不同的多个芯片,比如可以实现模拟IC+数字IC、控制器IC+驱动器(单个半导体元件)等。

    ③已经完成功能设计,可以将其当作一个黑匣子来处理,有助于缩短应用产品的开发周期。

    ④已经完成外围元器件(主要是无源元件等)的常数优化和布线布局优化,因此即使是所谓的“即装即用”也可以获得非常好的电气特性(性能)。

特别是在电磁兼容性(EMC)方面,对于模块来说,包括外围元器件(主要是无源元件等)在内是作为一个功能产品进行电磁兼容性(EMC)评估和电磁兼容性(EMC)合标性判断的,因此,可以安心且安全可靠地使用,这是模块的一大特点。内置电磁干扰(EMI)的对策部件——由1个电感元件(L)和2个电容元件(C)组成的π型滤波器、以及电磁敏感性的对策部件——电容元件(C)等的产品,是当前世界的主流产品。模块就是通过物理组装最小单位的基本电子元器件,可以获得可靠性、功能、便利性和性能等方面更多优势的产品。市场对于具有这些优势的模块的需求呈增加趋势,目前,我们正在推进能够满足应用产品需求(比如更高的性能、更小的尺寸和更出色的稳健性)的模块开发。

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