1. 前语
轿车电子操控即被称之为ADAS(高档驾驭辅佐体系)的先进驾驭支持体系近年来被逐步扩展了。ADAS运用了摄像头和毫米波、红外激光等,经过车辆周边的感测来辨认步行者或许其他车辆和路沿等并宣布挨近警报,经过制动和转向操作防止碰击来进步驾驭的安全性。此类用处是经过高速和高精度的数据处理以及运用了频率精度极高的时钟元件来完成的。此外,因为是安全功用所以对高可靠性的要求很高。
村田制作所出产车载用陶瓷振动子CERALOCK®现已有20年以上的前史了,在全世界的轿车电装用处中被广泛运用,更是将对应高运用的CERALOCK®需求,轿车用小型晶体振动子XRCGB-F-A系列产品化了。本文将论说车载最新运用意向以及其间运用的时钟元件的要求功用,而且介绍村田的轿车用时钟元件产品。
2. 最近的电装商场意向
ADAS现已被各公司的各种功用有用化了。辨认前方路障而且发动紧急制动,追寻前方行走车辆,检测路途的白线等防止误差的功用。为了完成上述的功用,有必要要在车体中设备摄像头(单眼,立体声),毫米波雷达(24GHz的频段,用于77GHz频段),红外激光,超声波传感器等。在这些传感设备中设备了信号处理用IC和接纳传输信号用RF-IC等,还运用了时钟发生器晶体振动子和振动器(SPXO、TCXO等)。
一般来说,印象处理IC中需求±50~100ppm的时钟元件。在车载环境中要满则-40~+125℃规模内的精度。乃至还要满意轿车用电子元件的可靠性测验规范,即被广泛认可的AEC-Q200(最新版为Rev_D)。传感器搜集的数据是IC内部的演算和判别,经过CAN(操控器区域网络)传到车辆操控ECU(引擎ECU、ESC、EPS等)。
最近,Ethernet备受瞩目,是因为它是一种直接传输和接纳印象等数字数据的通讯办法。Ethernet®是经过IEEE802.3来规范化的100BASE-TX和OPEN Alliance SIG决议计划的BroadR-Reach。两者在通讯的时分要求到达数百ppm程度的时钟精度,因而这儿需求高精度的时钟元件。因为这些用处寻求的是高速而且大容量的处理,因而有必要运用相对高频的产品。印象处理大多是24、27、33.33MHz,Ethernet® 是到达25MHz的规范的。此外,雷达等也需求30、40、48MHz等高频时钟。
3. 车载用时钟元件的技能意向
车载用处中运用的电子元件倾向于注重商场的实绩,于民生商场比较小型尺度的趋势晚了好多年。民生商场中的晶体振动子的尺度趋势是从3225开端逐步减小的,而车载用晶体振动子则是以3225尺度为规范尺度在运用的。可是,车载商场中也在积极地引入民生的最新技能,特别是照相机、雷达等的传感设备中在狭小的空间里边搭载大都的元件空间受限,从降低成本的观念动身将电路的小型化这种需求加强了,因而选用了2016尺度的晶体振动子。
将晶体振动子小型化的时分,与包装尺度的下降比较,包装内的晶体元件是不能彻底小型化的。振动子的频率是有晶体元件的巨细来决议的,因而元件的小型化也收到了约束。因而,在小型化时,相对的包装和晶体元件的净空会变小,所以制作的难度将上涨得很高。此外,在轿车用处中-40~+125℃的宽幅的温度规模中要寻求的是安稳的电气特性和结实的耐受功用。比方元件和包装的触摸用导电粘合剂粘合的话,因为小型化的联系会导致粘合面积变小而导致无法保证特性。为了在这样的环境中也能保证粘合的可靠性,有必要要高可靠性的高导电性粘合剂资料和粘合办法。
车载ECU在元件实装后再进行焊锡圆角查看的状况许多。元件被小型化的话圆角也会减小,很难辨认。有在基板旁边面构成圆角查看用的窗口电极的处理对策事例,因为遭到包装尺度的约束不能构成大电极。
总结晶体振动子小型化的课题,小型元件高精度拼装的出产技能、挑选保证高可靠性的粘合资料以及操作人性化的好的包装规划时必不行少的。村田制作所为了处理这一课题将新的小型晶体振动子开发而且开端量产。下面将详细阐明。
4. 车载用小型晶体振动子XRCGB-F-A系列的产品规范和特征
XRCGB-F-A系列的产品外观图如图1所示,代表特性如表1所示。频率对应的是24MHz到48MHz,选用了最合适的晶体元件的规划,将轿车的一般操作温度(-40~+125℃)中的频率许容误差缩小到了最小的+/-35ppm,Ethernet®等 第二代车载LAN和印象处理%&&&&&%中也能对应。此外,负荷AEC-Q200,也彻底对应RoHS/ELV指令。
XRCGB-F-A系列的特征则是选用了CERALOCK®中实绩共同的非密封包装“Cap Chip”结构。详细说便是在陶瓷单层基板上设备金属帽再用树脂封装的简略结构。用CERALOCK®堆集起来的出产技能和质量办理结合起来能够出产出经济且高质量的晶体振动子。一般的晶体振动子选用的是专门的陶瓷封装,密封性很高的封装(玻璃封装,金属熔接封装等),封装时包装内还残留水分,产品内部残留的水分会分局外部气温的改变而导致特性不安稳,这是不发振的原因。XRCGB-F-A系列则是让水蒸气以分子的方式透过树脂封装浸透出来,让包装内坚持枯燥的状况消除了特性变化的或许性。也便是使用此特性将细小的无机类异物(金属系粒子)排出。粒子会导致不发振的状况,只要消除才干有或许保证供给高质量的产品。
此外,为了进步焊料圆角的能见度,扩展了基板角部分电极的面积(如图2)。因而,即使是2016尺度也能辨认焊接圆角。
5. 课题和往后的研讨
传感功用的功用改进一日千里,未来无人驾驭也未必不行完成。可是,为了完成无人驾驭,还需求更多的各式各样的传感器和操控ECU间的通讯衔接,乃至和车辆外部的通讯衔接(C2X等)的开展都是必不行少的。在这些通讯中,更高精度更高可靠性的时钟元件无可或缺。村田制作所时钟元件部分往后还将持续开发和供给能够为进步轿车功用做奉献的设备。