最近,由于汽車(chē)造成的大氣污染和CO2的排放造成的地球溫暖化正在逐漸被關(guān)注.另外,利用最先進(jìn)的信息通信技術(shù),通過(guò)信息網(wǎng)絡(luò)連接人,道路和車(chē)輛,以解決交通事故,交通堵塞等道路交通問(wèn)題為目的的its等被開(kāi)發(fā)出來(lái),這些是為了使汽車(chē)變得更加安全,安心,舒適,環(huán)保的交通工具而做的活動(dòng).支持這些的是汽車(chē)電子產(chǎn)品,汽車(chē)晶振化率逐年增加,預(yù)計(jì)今后還會(huì)進(jìn)一步增加.另一方面,預(yù)計(jì)汽車(chē)的形態(tài)將是面向BRICs地區(qū)的低價(jià)車(chē)和面向日本和歐美的高性能搭載車(chē)兩極化.

水晶器件的要求

車(chē)載用途因?yàn)槠涫褂铆h(huán)境從地球的極寒之地到赤道正下方的熱帶地帶,所以暴露在各種環(huán)境中.另外,如圖1所示,在發(fā)動(dòng)機(jī)搭載部處于非常高的溫度.即使在這些惡劣環(huán)境下,液晶裝置(液晶振蕩器)也必須作為微機(jī)的時(shí)鐘信號(hào)源正常工作.并且,車(chē)是關(guān)系到人命的重要機(jī)器,必須考慮安全第一.從這一觀點(diǎn)來(lái)看,在市場(chǎng)上微機(jī)正常發(fā)揮功能的可靠性高的石英晶振水晶裝置的作用變得越來(lái)越重要.

圖1ECU搭載場(chǎng)所和溫度范圍

(1)嚴(yán)格的可靠性

用戶對(duì)車(chē)載用液晶器件的可靠性嚴(yán)格,特別是對(duì)于耐熱性和耐沖擊性要求非常嚴(yán)格.例如,在熱沖擊試驗(yàn)中,能夠在一般民生用試驗(yàn)條件(-40℃,+85℃,100循環(huán))下保證,但也有在車(chē)載用試驗(yàn)條件下保證(-40℃,+125℃耐高溫晶振,1000循環(huán))的規(guī)格.車(chē)載用ECU所使用的水晶振子的可靠性保證項(xiàng)目的例子如表1所示.

表1水晶振子所要求的主要可靠性保證項(xiàng)目的對(duì)比(代表例)

(2)超過(guò)10年的可能性確保

最近的自行車(chē)壽命變得非常長(zhǎng)了.水晶元件也以此為標(biāo)準(zhǔn)搭載在車(chē)載器上后,10年以上的動(dòng)作被要求有操作性能.與民生機(jī)器的生命周期短相比,自行車(chē)的生命周期非常長(zhǎng).

關(guān)于有源車(chē)載級(jí)晶振器件在電子設(shè)備制造商的采用,從可靠性重視的觀點(diǎn)出發(fā),進(jìn)行可靠性評(píng)價(jià),安裝試驗(yàn),耐久性評(píng)價(jià)

表1水晶振子所要求的主要可靠性保證項(xiàng)目的對(duì)比(代表例)包括久性試驗(yàn)等時(shí)間在內(nèi),也有需要2~3年的情況.一般情況下,如果決定采用一次的話,到汽車(chē)的下一次換代為止的3~4年會(huì)繼續(xù)使用,因此可以預(yù)計(jì)需要穩(wěn)定下來(lái).另外,長(zhǎng)壽的產(chǎn)品也有超過(guò)20年的.

因而,作為水晶設(shè)備制造商,由于考慮到包含保守部件在內(nèi)的供給期間要超過(guò)10年以上,所以有必要考慮將來(lái)的制品趨勢(shì)來(lái)決定能夠提供的制品,保證長(zhǎng)期的生產(chǎn)線和部件費(fèi)用.

(3)確保穩(wěn)定的振蕩

水晶振子與微機(jī)等內(nèi)置的振蕩電路組合使用,除了單體的特性評(píng)價(jià)外,

重要的是要對(duì)能否獲得穩(wěn)定的振蕩特性進(jìn)行充分的驗(yàn)證.在任何情況下,為了使振蕩不停止,車(chē)載用水晶振子確保適當(dāng)?shù)恼袷庘帕?事前預(yù)先取得匹配是重要的.作為例子,圖4表示振蕩電路的評(píng)價(jià)結(jié)果.

圖2振蕩電路評(píng)價(jià)結(jié)果

(4)安裝后的耐久性

為了無(wú)問(wèn)題地長(zhǎng)期使用液晶裝置,液晶裝置的性能是自不必說(shuō)的,但是也必須評(píng)估安裝狀態(tài)的變化.

這是因?yàn)?由于安裝后的長(zhǎng)期反復(fù)熱應(yīng)力,水晶設(shè)備與印刷基板的焊接部分劣化而產(chǎn)生裂紋,在最壞的情況下,有可能會(huì)因石英晶體振蕩器導(dǎo)通不良而引起不振蕩(功能停止).

圖3水晶振子安裝的焊料裂紋(參考例)

其主要原因在于作為貼片晶振器件的封裝材料的陶瓷和作為印刷基板的材料的玻璃環(huán)氧樹(shù)脂的熱膨脹系數(shù)的不同.熱膨脹系數(shù)的不同,帶來(lái)了因溫度變化而使伸縮力(應(yīng)力)集中在焊錫連接部,這里長(zhǎng)期劣化而產(chǎn)生裂紋的危險(xiǎn)性.動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)和車(chē)輛控制系統(tǒng)的ECU進(jìn)行熱沖擊試驗(yàn)條件(-40℃,+125℃,2000個(gè)循環(huán)以上)的評(píng)價(jià).水晶器件制造商,作為該問(wèn)題的對(duì)策,進(jìn)行著變更封裝的端子電極的配置及形狀,通過(guò)引入新的端子構(gòu)造緩和應(yīng)力集中的加工夫.圖3顯示的是水晶振子安裝的焊料裂紋(參考例).