회로 설계와 EMC 설계의 밸런스제3회 반도체 개요 (3) 반도체 집적 회로 (LSI · IC) 모듈

안녕하세요. 로옴의 이나가키입니다.

제3회에서는 반도체 집적 회로 (LSI · IC) 모듈에 대해 설명하겠습니다. 일반적으로 모듈에는 크게 2종류가 있습니다. 첫번째로, 작은 프린트 기판 (PCB)이나 수지 패키지 · 금속 패키지에 반도체 집적 회로 (LSI · IC)와 그 주변 부품 (주로 수동 소자 등)을 탑재하여 특정 기능을 부여한 것입니다. 두번째로, 수지 봉지 제품 (몰드 제품) 안에 반도체 집적 회로 (LSI · IC)의 칩과 그 주변 부품 (주로 수동 소자 등)을 내장하여 특정 기능을 부여한 것입니다.

모듈의 주요 개발 배경으로는, 제품의 고기능화 전체를 세트 및 메이커에서 모두 실현하는 것이 곤란한 경우, 반도체 메이커에서도 한층 더 기능 설계를 추진할 필요가 있다는 점에서 시작되었습니다.

로옴의 제품에는 SiC (탄화 규소 / 실리콘 카바이드) 파워 모듈 18개 품종, 인텔리전트 파워 모듈 (IGBT 절연 게이트 바이폴라 트랜지스터 등) 22개 품종, 파워 모듈 (AC-DC, DC-DC) 34개 품종, 무선 통신 모듈 9개 품종으로, 총 83개 품종이 구비되어 있습니다. (2020년 10월 기준)

모듈에는 하기와 같은 메리트와 특징이 있습니다.

• ① 주변 부품 (특히 수동 소자 등)이 내장되어 있으므로, 제품 프린트 기판 (PCB)의 부품수가 적어짐에 따라 신뢰성이 향상되어 특히 오토모티브 용도에 유리하다. 또한, 제품 프린트 기판 (PCB)의 아트워크 (부품 배치와 부품간 배선)의 영향을 잘 받지 않는다.
• ② 제조 공정 (프로세스)이 다른 여러 개의 칩을 내장할 수 있다. 예를 들어 아날로그 IC ＋ 디지털 IC나 컨트롤러 IC ＋ 드라이버 (개별 반도체 소자) 등을 실현할 수 있다.
• ③ 기능으로서 완성되어 있으므로 블랙 박스로서 취급이 가능하며, 제품의 개발 기간 단축을 기대할 수 있다.
• ④ 주변 부품 (주로 수동 소자 등)의 정수 최적화 및 배선 레이아웃의 최적화가 완료되어 있으므로, 탑재만으로 최고의 전기적 특성 (성능)을 얻을 수 있다.

특히, 전자 양립성 (EMC)에 있어서는, 모듈의 경우 주변 부품 (특히 수동 부품 등)을 포함하여 1개의 기능 제품으로서 전자 양립성 (EMC) 평가나 전자 양립성 (EMC) 규격 접합 판정이 이루어져 있으므로, 안심하고 안전하게 사용할 수 있다는 것이 큰 장점입니다. 전자 간섭 (EMI)의 대책 부품인 유도 소자 (L) 1개와 용량 소자 (C) 2개로 구성된 π (파이)형 필터나 전자 감수성에 대한 대책 부품인 용량 소자 (C) 등을 내장하고 있는 제품이 업계의 주류로서 사용되고 있습니다. 최소 단위의 기본적인 전자 부품을 물리적으로 조합함으로써, 신뢰성, 기능, 편리성, 성능 등 더 많은 메리트를 얻을 수 있는 것이 모듈입니다. 이와 같은 메리트를 바탕으로 모듈의 수요는 점점 증가하는 경향이 있으며, 고기능화, 소형화, 견고성 향상 등 어플리케이션의 요구에 대응하는 모듈의 개발이 추진되고 있습니다.

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