车规级晶振：挑战汽车恶劣的工作环境

时间： 2024-09-20 来源：TROQ创捷电子官网

技术问答

晶振在汽车电子系统中发挥着至关重要的作用。它提供的请确而稳定的时钟信号是保证汽车各种功能正常运行的基础。如防抱死制动系统(ABS)、车身稳定控制系统(ESC)、引擎管理、车载信息娱乐系统、安全气囊、导航卫星系统等，也都是汽车的的重要组成部分，车规级晶振在这些系统中扮演着关键的角色，为它们的准确性和稳定性提供重要的支持。

车规级晶振是一种高质量、高稳定性的晶体振荡器，专门用于汽车或车载设备中。这些晶振是经过严格的质量控制和测试，达到AEC-Q200和AEC-Q100技术标准的要求。满足汽车中各种电子控制系统的不同需求。

车规级晶振的主要特点包括:

1、耐环境特性：车规级晶振可以应对极端恶劣的环境条件，如高温、低温、湿度、振动等，保证其精度和稳定性。

2、高稳定性：车规级晶振具有高频率稳定性和相位噪声，保证车载电子控制系统的准确性和稳定性。

3、安全性：车规级晶振在发生故障或损坏时不会对汽车的安全性产生影响，不会危害乘客的安全。

4、多功能集成：车规级晶振可以集成多种功能，如晶体谐振器、晶体振荡器等频率元器件。

适应宽温范围:

汽车作为移动设备，汽车在各种环境条件下都面临着严峻的挑战找。特别是在极端温度、震动以及冲击等因素下，汽车中的电子元件必须能够稳定工作。晶振作为关键的电子元件，必须在广泛的温度范围内保持其性能的稳定性。特别是在引擎部位，晶振最需要在-40°C至150°C的高温范围内正常工作。

符合汽车行业标准和认证:

为了确保汽车电子系统的可靠性和质量，晶振需要符合汽车行业的标准和认证要求。例如，AEC-Q100和AEC-Q200，IATF16949等认证确保了晶振在汽车环境下的可靠性和稳定性。这些标准及认证主要具有以下几方面的作用:

1、可靠性保证：AEC-Q100和AEC-Q200是汽车电子元件可靠性保证的标准。这两种标准均对电子元件在各种汽车环境(例如：高温，低温，湿度，振动等)下的性能和而耐久性进行了严格的测试和认证。通过这些认证的电子元件，可以在汽车中安全使用，并保证了汽车电子系统的可靠性。

2、质量保证：AEC-Q100和AEC-Q200的认证过程也包括了质量管理体系的评估，这确保了元件的生产过程符合严格的质量管理标准。这包括从原材料到生产过程，再到最终产品的全面质量控制。

3、供应链管理：IATF16949是国际汽车工作组(IATF)发布的质量管理体系标准，主要应用于汽车行业。这个标准包括了供应链管理的要求，确保了从原材料到最终产品的整个供应链都有严格的质量控制。对于汽车电子元件来说，这意味着从晶振的制造到其在汽车中的使用，都需要符合这个标准。这些标准和认证不仅为汽车制造商和供应商提供了更好的保障，确保其电子元件的可靠性和质量，同时也推动了汽车电子技术的发展。在汽车行业不断发展、汽车功能日益复杂的情况下，对于保证汽车的安全和性能有着至关重要的作用。

抗振抗冲击能力的重要性:

汽车在行驶过程中确实会受到持续的振动和冲击，这对包括晶振在内的各种汽车电子元件提出了很高的要求。

1、高稳定性和精度：汽车晶振需要提供高度稳定和精确的频率信号。即使在恶劣的环境条件下，如振动和冲击，也能保持其性能的稳定。

2、抗振能力：汽车晶振应具备出色的抗振能力，以应对车辆行驶过程中可能遇到的振动和冲击。这通常需要通过特殊的设计和封装来实现，例如采用防震材料、减震结构等来减少振动对晶振性能的影响。

3、抗冲击能力：汽车晶振也应具有较强的抗冲击能力。这意味着在遇到强烈的冲击或振动时，晶振不会失效或性能下降。为了提高抗冲击能力，可以采用强化封装、防震结构设计等措施。

高可靠性和长寿命：

汽车电子系统对晶振的可靠性要求非常高，需要晶振在长日时间、高里程数以及复杂环境下保持高性能和稳定性。这主要体现在以下几个方面：

1、设计寿命：汽车电子系统的设计寿命一般在15年20万公里左右，而晶振作为其中的重要元件，其寿命要求不能低于汽车的设计寿命。这意味着晶振需要在这种时间长度和里程数内保持良好的性能和稳定性。

2、系统组成部件数量：在相同可靠性要求下，系统组成部件越多，对晶振的可靠性要求就越高。这是因为系统中的每个元件都有可能发生故障，而晶振作为主控元件之之一，它的故障可能会导致整个系统的失效。

3、PPM(百万分之一)：汽车零部件的可靠性通常用PPM来描述。这个指标体现了对晶振高水平的可靠性要求。PPM越低，意味着晶振的可靠性越高，故障率越低。

适合的制造工艺：

为了满足不同级别的温度要求，晶振也必须采用适合的制造工艺艺。陶瓷封装是最常见的选择,具有优异的特性。陶瓷封装的晶振具有耐湿性、抗热冲击、机械强度高、热膨胀系数小、绝缘性好等优点。此外，陶瓷封装还能满足高要求的密封性能和光学相关产品的低反射要求。

电磁兼容性(EMC):

汽车环境中存在大量的电磁干扰(EMI)，因此汽车晶振应具有较好的电磁兼容性，以确保其在这种环境中仍能正常工作。

降低电气噪声:

此外汽车环境中的电气噪声也是需要考虑的因素。电气噪声可能会干扰晶振的性能，因此需要采取相应的滤波和屏蔽措施来降低电气噪声对晶振性能的影响。

为适应汽车工作环境的挑战，汽车晶振通常需要经过特定的设计和优化，并采用符合汽车级质量标准的元件和制造工艺。此外，在产品开发过程中，还需要进行严格的质量控制和测试，以确保其能在恶劣的汽车环境中稳定工作。TROQ金华市创捷电子有限公司，专业晶振制造商，通过AEC-Q及IATF16949认证标准，同时提供专业FAE技术支持。

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