富士時報

第76巻第10号（2003年）

富士電機の自動車用半導体の現状と展望

藤平　龍彦・奥村　　勝

ダイオード，パワーMOSFET，スマートMOSFET，イグナイタ，圧力センサに代表される富士電機の自動車用半導体は，自動車の電子制御に広く用いられており，エネルギー効率の向上と低排出化，安全性・快適性・利便性の向上，小型化・高信頼化・低コスト化に貢献してきている。今後は，ハイブリッド車用のIPM，低オン抵抗のパワーMOSFET やスマートMOSFET，統合パワーIC，高機能イグナイタ，高圧用圧力センサなどの新製品開発と鉛フリー化を進め，より一層の貢献を果たしていきたいと考えている。

自動車用ダイオード

渡島　豪人・北村　祥司・降旗　博明

自動車機構部品の電子化に伴う電子制御ユニットの増加傾向を踏まえて，ハイブリッド車のDC-DCコンバータ用途をはじめとした，ショットキーバリヤダイオード系列を開発した。高耐圧，低損失，低ノイズという重要な要素を新規バリヤメタルの採用と基板エピタキシャル層の抵抗，厚さの最適化により実現している。また，自動車点火システムの電子化として急増著しい，ディストリビュータレスイグニションシステム用の低損失で高サージ耐量の高耐圧ダイオードの開発，系列化についても紹介する。

自動車用パワーMOSFET

堀内　康司・有田　康彦・西村　武義

富士電機は自動車分野の電子化に伴い，電動パワーステアリング装置用電子制御ユニットに搭載される60V，75V耐圧のパワーMOSFETを開発してきた。その主な特徴として，(1)トレンチチップ構造を適用した低オン抵抗，(2)ゲート周辺回路でのノイズ対策が容易である高いゲートしきい値電圧，(3)面実装対応品を含めた大電流かつ高信頼性のパッケージ，を有する製品である。また，ディスチャージヘッドランプの電子バラスト用に，高耐圧かつ高速性を有する「SuperFAP-G」の提案を進めている。

自動車用スマートMOSFET

木内　　伸・西尾　　実・小濱　考徳

自動車電装システムの小型化・高信頼性化に対応するため，パワー半導体と，従来システム側で付加していた周辺保護回路・制御回路をワンチップ化したスマートMOSFETを開発している。本稿では，高機能MOSFET・IPSシリーズを紹介する。本製品群は，過電流，過電圧，過熱，ESD（Electrostatic Discharge）サージなどの保護回路，自己診断，状態出力回路をパワーMOSFETとワンチップ化し，表面実装パッケージにパッケージングしていることを特徴としている。

自動車用ワンチップイグナイタ（F6008L）

山本　光俊・石井　憲一・豊田　善昭

自動車イグニションシステム用のワンチップイグナイタとして製品化しているF5025の系列機種として，従来の電流制限機能に加え，新たに過熱検出機能（検出温度：175から205℃）を付加し，信頼性をより一層高めたF6008Lを開発した。本稿では，F6008Lについて過熱検出機能を中心に，電気的特性，L負荷クランプ耐量，電磁波ノイズ耐量，耐環境性能などの詳細を紹介する。

自動車用圧力センサ

上柳　勝道・斎藤　和典・芦野　仁泰

半導体CMOSプロセスとMEMS（Micro Electronics and Mechanical System）技術を融合させたワンチップEPROM圧力センサチップを用いた，自動車用圧力センサの製品開発内容について紹介する。製品のコンセプトは“All in one chip solution”で，圧力センサチップと各種アプリケーションに応じたパッケージによって構成される。製品系列としては，圧力センサセルを標準パッケージとして共通部品化による低コスト化を実現し，端子形状，ハウジングなどの組合せによる対応が可能となっている。

自動車用圧力センサの要素技術

上柳　勝道・植松　克之・西川　睦雄

半導体CMOSプロセスとMEMS（Micro Electronics and Mechanical System）技術を融合させたワンチップEPROM自動車用圧力センサにおいて，富士電機独自のMEMS技術である，ウェーハのバックラップ技術，世界で唯一のダイアフラム加工技術，真空室形成（静電接合）技術の開発内容を紹介する。また，自動車用途を考慮したEPROM保持特性の信頼性技術，故障診断技術について，製品に取り入れている内容を紹介する。

自動車用自己分離型統合パワーIC技術

熊谷　直樹・原田　祐一・神保　信一

自動車電装分野の省スペース性，低コスト化などの要求に応えるため，出力段に横型MOSFETを使用して多出力化を実現した自己分離型パワーICを開発した。本技術の特徴は，自己分離技術による低コスト化とESD（Electrostatic Discharge）サージから出力段MOSFETなどを保護するための縦型パワーツェナーダイオードを内蔵し，外付け保護素子なしで高いESD耐量を実現したことである。

自動車用チップオンチップスマートMOSFET技術

竹内　茂行・小山　正晃・大栗　克実

「富士電機は自動車電装用半導体デバイスとしてスマートMOSFETを1991年から供給している。これまでの市場要求は比較的電流の小さい油圧ソレノイドバルブ制御が中心であり，製品ラインアップは電流定格1から6A程度であった。電子制御ユニット（ECU）の小型化・低損失化を目指し，昨今は大電流で使用可能な低オン抵抗を特徴としたスマートMOSFETの開発が望まれている。富士電機では，チップオンチップ構造を特徴としたデバイスの技術開発に取り組んでいるので概要を紹介する。

電気自動車用高信頼パワーモジュール技術

両角　　朗・西村　芳孝・西浦　　彰

電気自動車走行用パワーモジュールにおいて，高信頼・長寿命を実現するための要素技術について紹介する。パワーモジュールに求められる信頼性として，温度サイクル寿命，振動耐久性およびパワーサイクル寿命が重要である。これら信頼性を向上させるため，はんだ材料特性の改善，絶縁基板の熱膨張係数の制御，封止材料の特性改善などを実施し要求信頼性を実現している。また，パワーモジュールを構成する材料において，環境負荷物質削減への取組みを実施している。

自動車用パワー半導体の鉛フリー化技術

小山　正晃・蒔田　一之・五十嵐　隆

半導体部品プリント基板実装用鉛はんだの使用規制が2006年7月から欧州で始まる。富士電機のディスクリート半導体製品は，2004年3月までに鉛フリー化技術を開発し，同年4月から量産適用できるよう推進している。自動車や一般用途に端子挿入実装タイプや面実装タイプのパッケージがあり，これらの外部端子は，それぞれSn-CuディップおよびSn-Agめっきで終端処理されている。ここでは，はんだ材の選定，ぬれ性，実装性，ウィスカ挙動の評価結果から，鉛フリー製品は十分に実用に供することができることを述べる。

自動販売機の環境影響評価システム

木村　幸雄・丸山　直樹

富士電機は自動販売機の環境負荷低減の対応を10年以上前から行ってきている。自動販売機は環境に影響を与えるさまざまな要素を持っているので，環境の各種因子について一つ一つ検証していくことが必要である。今回，三重大学と環境影響評価システムを共同開発して，個々の環境因子について二酸化炭素排出量や環境影響評価などさまざまな見方で，自動販売機が環境に与える影響を定量的に評価・改善できるようになった。本稿では，環境影響評価システムの内容を，これまでの各種環境配慮設計への取組みとともに報告する。

缶自動販売機の省エネルギー技術

近藤　　悟・滝口　浩司・久保山公道

飲料自動販売機の主力である缶および瓶缶併売自動販売機は，トップランナー方式による省エネルギー特定機器に指定され，2005年度に目標達成が法制化された。この目標達成のため，熱ロスと商品温度ばらつき低減の気流制御，冷凍機の高効率化，庫内外熱ロス低減の新断熱構造による断熱気密技術および新制御技術の開発により，2001年度機比約40％の消費電力量低減が技術的に可能となった。これにより，省エネルギー法の目標値達成の見通しがついた。

フローズン/トッピング機構搭載カップ自動販売機

濱本　賢一・和田　雅之・堀　　茂樹

多量の細かい氷を飲料に混ぜてつくるフローズン飲料の供給機構，およびシナモンなどの粉末を飲料の上に載せるトッピング機構を搭載したカップ式自動販売機をはじめて開発した。新飲料によるカップ自動販売機市場の活性化，既存の原料で新飲料ができることで売上げ，利益率の向上につながる。顧客の評判もよく，市場の活性化が期待できる。

Shell-D型たばこ自動販売機

石田　康弘・永沼　宏視・南　　一弘

たばこ市場においては，自動販売機の違法設置，喫煙規制の強化，たばこ税率引上げなどの問題があり，たばこ業界にとって，非常に厳しい状況となっている。また，屋外設置の自動販売機においては，いたずら・破壊問題があとを絶たず，自動販売機の運営経費も高まる傾向にある。このような問題に応えるべく，ライフサイクルコスト低減を目指したShell-D型たばこ自動販売機を開発した。主な特徴は，集客力の向上，防盗性能の強化，商品補充時のオペレーション性の向上である。

通貨機器のこれまでの取組みと最近の動向

小寺　利治・乙吉　光明・大岩　　武

通貨機器は自動販売機の現金取引などに使用されており，われわれの生活の利便性に大きな役割を果たしている。富士電機の通貨機器への取組みを概観するとともに，今回，顧客ニーズにフレキシブルに対応し，メンテナンスが容易であり，偽札行使という犯罪を防止する能力を高めた紙幣識別機を開発したので，通貨機器の最新技術の一例として紹介する。本体，識別ユニット，スタッカユニット，プッシャユニットの4ユニットで構成され，工具なしで容易に分解可能であることが特徴である。

電子マネー決済端末機器の展開

浅野秀次郎・板敷　潁ニ・中村　善宏

電子マネーは，これまでの貨幣に代わるまったく新しい決済手段であり，より利便性の高い決済手段としての要求から生まれてきた。現在では，非接触ICカードを用いた交通カード・広域電子マネーの本格運用が開始され，実験・実用化の段階から普及の段階となった。富士電機は，早くから非接触ICカードの利便性とさまざまな用途への可能性に着目し，技術開発に取り組んできた。本稿では，富士電機の開発した電子マネー決済端末機器（店舗向け決済端末，自動販売機搭載端末，入金機）の展開について紹介する。

アフターサービス総合支援システム「FYCSS II」

野口　　央・谷口　英敬

富士電機では，以前から自動販売機の保守サービスシステムを導入し，修理依頼受注から手配業務を電算入力化することで手書き処理業務の省力化，修理データの蓄積データからさまざまな情報管理データ活用を実現していた。しかし近年では，修理業務・報告のスピードアップの要求が厳しくなってきている。そのため，飛躍的なアフターサービスの品質向上を図ることを狙いとして，全面的にシステムを一新した。本稿では新たに開発したFYCSS II が持つ機能について紹介する。

小売店設備機器のメンテナンス管理システム

中澤　信行・中島　康行

スーパーマーケット，コンビニエンスストアなどの小売店設備機器のメンテナンスについては，突発的なトラブルへの対応と，定期点検や機器の情報管理による予防メンテナンスを行っている。顧客情報をコンピュータで一元管理することにより，メンテナンス状況の把握と対応を迅速に行い，小売店の販売機会損失の防止や営業支援などを目的とした「小売店設備機器のメンテナンス管理システム」を構築した。本稿では，その概要について紹介する。

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