最近,由于汽车造成的大气污染和CO2的排放造成的地球温暖化正在逐渐被关注.另外,利用最先进的信息通信技术,通过信息网络连接人,道路和车辆,以解决交通事故,交通堵塞等道路交通问题为目的的its等被开发出来,这些是为了使汽车变得更加安全,安心,舒适,环保的交通工具而做的活动.支持这些的是汽车电子产品,汽车晶振化率逐年增加,预计今后还会进一步增加.另一方面,预计汽车的形态将是面向BRICs地区的低价车和面向日本和欧美的高性能搭载车两极化.

水晶器件的要求

车载用途因为其使用环境从地球的极寒之地到赤道正下方的热带地带,所以暴露在各种环境中.另外,如图1所示,在发动机搭载部处于非常高的温度.即使在这些恶劣环境下,液晶装置(液晶振荡器)也必须作为微机的时钟信号源正常工作.并且,车是关系到人命的重要机器,必须考虑安全第一.从这一观点来看,在市场上微机正常发挥功能的可靠性高的石英晶振水晶装置的作用变得越来越重要.

图1ECU搭载场所和温度范围

(1)严格的可靠性

用户对车载用液晶器件的可靠性严格,特别是对于耐热性和耐冲击性要求非常严格.例如,在热冲击试验中,能够在一般民生用试验条件(-40℃,+85℃,100循环)下保证,但也有在车载用试验条件下保证(-40℃,+125℃耐高温晶振,1000循环)的规格.车载用ECU所使用的水晶振子的可靠性保证项目的例子如表1所示.

表1水晶振子所要求的主要可靠性保证项目的对比(代表例)

(2)超过10年的可能性确保

最近的自行车寿命变得非常长了.水晶元件也以此为标准搭载在车载器上后,10年以上的动作被要求有操作性能.与民生机器的生命周期短相比,自行车的生命周期非常长.

关于有源车载级晶振器件在电子设备制造商的采用,从可靠性重视的观点出发,进行可靠性评价,安装试验,耐久性评价

表1水晶振子所要求的主要可靠性保证项目的对比(代表例)包括久性试验等时间在内,也有需要2~3年的情况.一般情况下,如果决定采用一次的话,到汽车的下一次换代为止的3~4年会继续使用,因此可以预计需要稳定下来.另外,长寿的产品也有超过20年的.

因而,作为水晶设备制造商,由于考虑到包含保守部件在内的供给期间要超过10年以上,所以有必要考虑将来的制品趋势来决定能够提供的制品,保证长期的生产线和部件费用.

(3)确保稳定的振荡

水晶振子与微机等内置的振荡电路组合使用,除了单体的特性评价外,

重要的是要对能否获得稳定的振荡特性进行充分的验证.在任何情况下,为了使振荡不停止,车载用水晶振子确保适当的振荡馀量,事前预先取得匹配是重要的.作为例子,图4表示振荡电路的评价结果.

图2振荡电路评价结果

(4)安装后的耐久性

为了无问题地长期使用液晶装置,液晶装置的性能是自不必说的,但是也必须评估安装状态的变化.

这是因为,由于安装后的长期反复热应力,水晶设备与印刷基板的焊接部分劣化而产生裂纹,在最坏的情况下,有可能会因石英晶体振荡器导通不良而引起不振荡(功能停止).

图3水晶振子安装的焊料裂纹(参考例)

其主要原因在于作为贴片晶振器件的封装材料的陶瓷和作为印刷基板的材料的玻璃环氧树脂的热膨胀系数的不同.热膨胀系数的不同,带来了因温度变化而使伸缩力(应力)集中在焊锡连接部,这里长期劣化而产生裂纹的危险性.动力传动系统和车辆控制系统的ECU进行热冲击试验条件(-40℃,+125℃,2000个循环以上)的评价.水晶器件制造商,作为该问题的对策,进行着变更封装的端子电极的配置及形状,通过引入新的端子构造缓和应力集中的加工夫.图3显示的是水晶振子安装的焊料裂纹(参考例).