一、車規級電子元器件的分類

車規級電子元器件可按照AEC - Q標準進行分類。AEC為美國汽車電子委員會（Automotive Electronics Council），其制定的AEC - Q系列標準是行業公認的車規元器件通用測試標準。AEC - Q標準適用于汽車用芯片、無源器件、分立半導體器件等認證，針對不同的器件分別有不同的測試標準對應，不同的標準也分別對應不同的測試項。具體分類如下：

·         芯片類：AEC - Q100適用于芯片，車規芯片認證標準就是AEC - Q100，其又包含4個溫度等級，數字越小，等級越高。芯片在汽車中承擔著各種控制、計算和信息處理等功能，例如發動機控制單元（ECU）中的芯片，用于精確控制發動機的噴油、點火等操作，需要在不同的工況和環境下穩定運行，以保證發動機的性能和效率。

·         分立半導體器件類：AEC - Q101適用于分立半導體器件。分立半導體器件在汽車電路中起著至關重要的作用，像二極管用于電路中的整流、穩壓等功能，晶體管則可用于放大、開關等電路功能。在汽車的電子控制系統、照明系統等多個子系統中廣泛應用，需要滿足汽車嚴苛的環境要求，確保在高溫、低溫、振動等條件下可靠工作。

·         分立光電子器件類：AEC - Q102適用于分立光電子器件。這包括汽車中的LED（發光二極管）等器件，例如汽車的大燈、尾燈、車內指示燈等。LED相比傳統光源具有節能、壽命長等優點，但是在汽車環境中，需要保證其在不同溫度、濕度以及長時間使用后的性能穩定性，以提供可靠的照明和信號指示功能。

·         MEMS器件類：AEC - Q103適用于MEMS（微機電系統）器件。MEMS器件在汽車中有多種應用，如汽車的壓力傳感器（用于測量輪胎壓力、油壓等）、加速度傳感器（用于安全氣囊的觸發判斷、車輛穩定性控制等）等。這些器件需要在汽車復雜的機械和電氣環境下準確感知物理量的變化，并將其轉換為電信號進行處理。

·         多芯片模組類：AEC - Q104適用于多芯片模組。多芯片模組是將多個芯片集成在一起的模塊，能夠實現更復雜的功能。在汽車的高級駕駛輔助系統（ADAS）、信息娛樂系統等需要高性能計算和多信號處理的功能模塊中可能會用到，其集成度高，需要保證各芯片之間的協同工作以及整個模組的可靠性和穩定性。

·         無源元件類：AEC - Q200適用于無源元件。無源元件包括電阻、電容、電感等。電阻在汽車電路中用于限流、分壓等功能；電容用于濾波、儲能等；電感用于濾波、電磁兼容等方面。這些無源元件雖然單個看起來功能簡單，但在汽車電子電路中大量使用，任何一個出現故障都可能影響整個系統的正常運行，所以也需要滿足車規級的可靠性要求。

二、常見的車規級電子元器件

·         車規級芯片

o    MCU（微控制器）：是汽車電子控制系統的核心器件之一。例如在汽車發動機管理系統中，MCU負責監控發動機的各種參數，如水溫、油溫、進氣量等，并根據這些參數控制發動機的噴油、點火時機等。在車身控制系統中，MCU控制著車窗、門鎖、后視鏡等設備的操作。汽車級的MCU需要具備高可靠性和穩定性，能在惡劣的汽車環境下長時間工作，并且要有足夠的運算能力來處理各種復雜的控制任務。

o    功率芯片（如IGBT、MOSFET）：在汽車的電動系統中發揮著關鍵作用。以新能源汽車為例，IGBT（絕緣柵雙極型晶體管）用于控制電池和電機之間的電能轉換，它能夠承受高電壓、大電流，并且具有快速的開關速度，以實現高效的電能轉換和電機控制。MOSFET（金屬 - 氧化物半導體場效應晶體管）也常用于汽車電源管理、電機驅動等電路中，能夠有效地控制電流的通斷和大小，確保電子設備的正常運行。

o    傳感器芯片：汽車中使用了大量的傳感器芯片來監測各種物理量。例如，溫度傳感器芯片用于測量發動機溫度、冷卻液溫度、車內溫度等；壓力傳感器芯片可用于檢測輪胎壓力、油壓、氣壓等；加速度傳感器芯片能夠感知車輛的加速度，用于安全氣囊系統、車輛穩定性控制系統等。這些傳感器芯片將物理量轉換為電信號，然后傳輸給其他電子控制單元進行處理，以實現相應的控制功能。

·         分立半導體器件

o    二極管：汽車中的二極管應用廣泛。例如在汽車的充電系統中，二極管用于整流，將交流發電機產生的交流電轉換為直流電，為汽車電池充電并為其他電子設備提供直流電源。在電路保護方面，二極管可以用于防止反向電壓對電路元件的損壞，如在一些電子控制單元的輸入輸出端口使用二極管進行保護。

o    晶體管：包括雙極型晶體管和場效應晶體管等。在汽車電子電路中，晶體管可用于信號放大、開關控制等功能。例如在汽車音響系統中，晶體管用于放大音頻信號，以驅動揚聲器發出聲音；在一些電子控制電路中，晶體管作為開關元件，控制電路的通斷，從而實現對其他設備的控制。

·         分立光電子器件

o    LED（發光二極管）：是現代汽車照明和信號指示系統的重要組成部分。汽車大燈中的LED能夠提供高亮度、低能耗的照明，并且具有較長的使用壽命。車內的指示燈，如儀表盤上的各種警示燈、功能指示燈等也大多采用LED，它們能夠快速響應，并且顏色多樣，便于駕駛員識別不同的車輛狀態信息。

o    激光二極管：在汽車的激光雷達系統中有重要應用。激光雷達是自動駕駛技術中的關鍵傳感器之一，激光二極管發射出的激光束可以掃描車輛周圍的環境，通過檢測反射光的時間和強度等信息，構建出車輛周圍環境的三維圖像，為自動駕駛系統提供精確的環境感知信息，幫助車輛進行路徑規劃、障礙物避讓等操作。

·         MEMS器件

o    MEMS加速度傳感器：在汽車安全系統中扮演著重要角色。當車輛發生碰撞時，MEMS加速度傳感器能夠迅速檢測到車輛的加速度變化，并將信號傳輸給安全氣囊控制單元。安全氣囊控制單元根據加速度傳感器傳來的信號判斷碰撞的嚴重程度，從而決定是否觸發安全氣囊以及何時觸發，以保護車內乘客的安全。

o    MEMS壓力傳感器：在汽車中有多種用途。例如，輪胎壓力監測系統（TPMS）中的MEMS壓力傳感器可以實時監測輪胎內部的氣壓，并將壓力信息傳輸給車內的顯示系統，提醒駕駛員輪胎氣壓是否正常。在發動機管理系統中，MEMS壓力傳感器可用于測量進氣歧管壓力、油壓等參數，為發動機的控制提供重要依據。

·         無源元件

o    電阻：汽車電路中的電阻用于限流、分壓等功能。例如在汽車的燈光電路中，電阻可以與LED串聯，用于限制通過LED的電流，防止LED因電流過大而損壞；在電子控制單元的電路中，電阻用于分壓，為芯片或其他元件提供合適的工作電壓。

o    電容：電容在汽車電子中有濾波、儲能等作用。在汽車的電源電路中，電容用于濾波，將電源中的交流成分濾除，使電源輸出更加平滑穩定。在一些需要瞬間大電流的電路中，如汽車啟動電路，電容可以作為儲能元件，在啟動瞬間釋放電能，輔助汽車啟動。

o    電感：電感主要用于濾波、電磁兼容等方面。在汽車的電子電路中，電感與電容配合使用，可以組成濾波電路，有效地濾除電路中的高頻干擾信號。同時，電感還可以用于抑制電磁干擾（EMI），減少汽車電子設備之間的相互干擾，確保各電子系統的正常工作。

三、車規級電子元器件品牌

·         國外知名品牌

o    恩智浦（NXP）：恩智浦在汽車電子領域擁有廣泛的產品線。其車規級芯片涵蓋了MCU、射頻芯片、傳感器接口芯片等多個品類。例如，恩智浦的MCU在汽車車身控制、信息娛樂系統等方面有著出色的表現。在汽車安全方面，恩智浦提供了一系列的安全芯片，用于保障車輛的信息安全和功能安全。恩智浦的產品憑借其高可靠性、高性能以及先進的技術，在全球汽車電子市場中占據重要地位。

o    德州儀器（TI）：德州儀器提供多種車規級電子元器件。其模擬芯片在汽車電源管理、信號調理等方面應用廣泛。例如，TI的電源管理芯片能夠為汽車電子設備提供穩定的電源供應，滿足不同設備的電壓、電流需求。此外，TI的數字信號處理（DSP）芯片也可用于汽車音頻處理、雷達信號處理等領域，幫助汽車實現更好的聲音效果和環境感知能力。

o    英飛凌（Infineon）：英飛凌在汽車功率半導體領域具有很強的實力。其生產的IGBT和MOSFET等功率芯片廣泛應用于汽車的電動驅動系統、混合動力汽車的能量轉換系統等。英飛凌的芯片能夠滿足高電壓、大電流的應用需求，并且在散熱管理、可靠性等方面表現出色。同時，英飛凌也提供汽車級的傳感器、微控制器等其他電子元器件，為汽車電子系統的全面構建提供支持。

o    意法半導體（ST）：意法半導體的產品在汽車電子中有諸多應用。其車規級MCU可用于汽車的各種控制單元，如發動機控制、車身控制等。ST的傳感器產品，如加速度傳感器、陀螺儀等，在汽車的安全系統、導航系統等方面發揮著作用。此外，意法半導體還在汽車的照明系統、信息娛樂系統等領域提供相關的芯片和電子元器件，以滿足汽車不同功能模塊的需求。

·         國內崛起的品牌

o    紫光國微：在車規級芯片方面取得了一定的成果。其推出的安全芯片可應用于汽車的信息安全領域，例如保護車輛的電子鑰匙系統、車載網絡通信的安全等。紫光國微的芯片產品在滿足車規級要求的可靠性、安全性方面不斷努力，并且在國內汽車廠商中逐漸得到應用，為國內汽車電子產業的自主化發展提供了支持。

o    中穎電子：專注于MCU等芯片的研發和生產。其車規級MCU在國內汽車市場中有一定的份額，可應用于汽車的儀表盤控制、車身控制等相對簡單的控制功能模塊。中穎電子在提升MCU的性能、降低功耗以及提高可靠性方面不斷創新，以適應汽車電子市場的需求，并且在與國內汽車企業的合作中不斷發展壯大。

四、最新的車規級電子元器件種類

·         碳化硅（SiC）功率器件：隨著汽車電動化的加速發展，碳化硅功率器件在新能源汽車中的應用越來越受到關注。碳化硅具有高禁帶寬度、高擊穿電場、高熱導率等優點，相比傳統的硅基功率器件，碳化硅功率器件能夠在更高的溫度、電壓和頻率下工作。在新能源汽車的電機驅動系統、車載充電器（OBC）等方面，碳化硅功率器件可以提高電能轉換效率、降低功率損耗、減小系統體積和重量。例如，在電機驅動逆變器中使用碳化硅MOSFET，可以提高逆變器的開關頻率，從而減小電機的電磁噪聲，提高電機的效率和性能。

·         氮化鎵（GaN）功率器件：氮化鎵功率器件也是近年來新興的車規級電子元器件。氮化鎵具有更高的電子遷移率和擊穿電場強度，使得氮化鎵功率器件具有更低的導通電阻和更高的開關速度。在汽車的電源管理系統、激光雷達的電源等應用場景中，氮化鎵功率器件可以實現更高效的電能轉換和更小的電源體積。例如，在汽車的DC - DC轉換器中使用氮化鎵功率器件，可以提高轉換效率，減少散熱需求，從而提高整個電源系統的功率密度。

·         智能傳感器：隨著汽車智能化程度的不斷提高，智能傳感器的應用越來越廣泛。智能傳感器是一種將傳感器與微處理器、信號調理電路等集成在一起的器件，能夠實現信號的采集、處理、分析和傳輸等功能。在汽車中，智能傳感器可用于多種應用場景。例如，智能圖像傳感器可用于汽車的環視系統、自動駕駛的視覺識別系統等，能夠對圖像進行實時處理，識別出道路標志、車輛、行人等目標；智能壓力傳感器不僅可以測量壓力，還能夠對壓力數據進行分析，預測輪胎的磨損情況或發動機的潛在故障等。

·         高帶寬通信芯片：為了滿足汽車日益增長的高速數據傳輸需求，如自動駕駛中的大量傳感器數據傳輸、高清地圖下載以及車內信息娛樂系統的數據共享等，高帶寬通信芯片應運而生。例如，5G通信芯片在汽車中的應用，可以實現車輛與外界（如云端服務器、其他車輛、交通基礎設施等）的高速、低延遲通信。汽車內部的以太網通信芯片也在不斷發展，以滿足車內不同電子控制單元之間的高速數據傳輸需求，提高汽車電子系統的整體性能。

五、車規級電子元器件在汽車中的應用

·         動力系統中的應用

o    發動機控制：在傳統燃油汽車的發動機控制系統中，車規級電子元器件起著關鍵作用。例如，發動機控制單元（ECU）中的微控制器（MCU）通過接收來自各種傳感器（如溫度傳感器、壓力傳感器、氧傳感器等）的信號，來精確控制發動機的噴油、點火時機、氣門開度等參數。這些傳感器將發動機的工作狀態信息轉換為電信號傳輸給MCU，MCU根據預設的算法進行計算和判斷，然后向噴油嘴、點火線圈等執行器發送控制信號，以確保發動機在不同工況下（如怠速、加速、減速等）都能保持最佳的性能和燃油經濟性。

o    新能源汽車動力系統：對于新能源汽車（純電動汽車和混合動力汽車），車規級電子元器件的應用更為關鍵。在電動汽車的電池管理系統（BMS）中，芯片用于監測電池的電壓、電流、溫度等參數，以確保電池的安全充電、放電，并延長電池的使用壽命。功率芯片（如IGBT）用于控制電池和電機之間的電能轉換，實現電機的高效驅動。在混合動力汽車中，電子元器件還需要協調發動機和電機之間的工作模式切換，例如在起步、低速行駛時使用電機驅動，在高速行駛或需要大功率輸出時切換到發動機驅動或者兩者協同驅動。

·         車身控制系統中的應用

o    車身電器控制：車規級電子元器件在車身控制系統中廣泛應用于各種車身電器設備的控制。例如，MCU用于控制車窗的升降、門鎖的開關、后視鏡的調整等功能。通過車內的開關操作，信號被傳輸到相應的MCU，MCU根據信號指令控制電機或繼電器等執行器來實現車身電器設備的動作。同時，車身控制系統中的電子元器件還可以實現一些智能化的功能，如車窗的防夾功能，當檢測到有物體阻礙車窗上升時，MCU會控制車窗停止上升并自動下降，以避免夾傷乘客。

o    車內照明控制：車內的照明系統（如頂燈、氛圍燈等）也由車規級電子元器件進行控制。通過使用調光芯片、LED驅動器等電子元器件，可以實現對車內照明的亮度調節、顏色變化等功能。例如，根據車內的光照傳感器檢測到的外界光線強度，自動調節頂燈的亮度，或者根據駕駛員的個性化設置，改變氛圍燈的顏色和亮度，營造出不同的車內氛圍。

·         安全系統中的應用

o    安全氣囊系統：在汽車的安全氣囊系統中，MEMS加速度傳感器是關鍵的電子元器件之一。當車輛發生碰撞時，加速度傳感器能夠迅速檢測到車輛的加速度變化，并將這個信號傳輸給安全氣囊控制單元。安全氣囊控制單元根據加速度傳感器傳來的信號強度和變化率等信息，判斷碰撞的嚴重程度。如果碰撞達到觸發安全氣囊的閾值，安全氣囊控制單元會立即觸發氣體發生器，使安全氣囊迅速充氣彈出，保護車內乘客免受嚴重傷害。

o    防抱死制動系統（ABS）和電子穩定程序（ESP）：在ABS和ESP系統中，輪速傳感器是重要的電子元器件。輪速傳感器實時監測車輛各個車輪的轉速，并將輪速信號傳輸給電子控制單元。電子控制單元根據輪速信號計算車輛的行駛狀態，如是否出現車輪抱死、車輛是否側滑等情況。如果檢測到車輪抱死，ABS系統會通過控制制動壓力來防止車輪抱死，保持車輛的制動穩定性；ESP系統則在車輛出現側滑趨勢時，通過對個別車輪進行制動或調整發動機輸出扭矩等方式，使車輛保持穩定行駛。

·         信息娛樂系統中的應用

o    音頻和視頻處理：在汽車的信息娛樂系統中，車規級芯片用于音頻和視頻的處理。例如，數字信號處理（DSP）芯片可以對音頻信號進行處理，實現音效增強（如環繞聲效果）、噪音消除等功能，提高車內音響系統的音質。對于視頻播放，芯片用于解碼高清視頻信號，驅動車內的顯示屏顯示導航地圖、視頻娛樂節目等內容。

o    車聯網通信：隨著車聯網技術的發展，車規級通信芯片在汽車信息娛樂系統中的應用越來越重要。例如，藍牙芯片用于實現手機與汽車信息娛樂系統的無線連接，方便駕駛員進行免提通話、音樂播放等操作。Wi - Fi芯片則可以使汽車連接到外部網絡，實現車輛軟件的在線更新、在線音樂和視頻播放等功能。同時，一些高級的車聯網應用，如車輛與車輛（V2V）、車輛與基礎設施（V2I）通信等，也需要專門的車規級通信芯片來實現高速、可靠的數據傳輸。

·         芯片封裝清洗劑選擇：

·         水基清洗的工藝和設備配置選擇對清洗精密器件尤其重要，一旦選定，就會作為一個長期的使用和運行方式。水基清洗劑必須滿足清洗、漂洗、干燥的全工藝流程。

·         污染物有多種，可歸納為離子型和非離子型兩大類。離子型污染物接觸到環境中的濕氣，通電后發生電化學遷移，形成樹枝狀結構體，造成低電阻通路，破壞了電路板功能。非離子型污染物可穿透PC B 的絕緣層，在PCB板表層下生長枝晶。除了離子型和非離子型污染物，還有粒狀污染物，例如焊料球、焊料槽內的浮點、灰塵、塵埃等，這些污染物會導致焊點質量降低、焊接時焊點拉尖、產生氣孔、短路等等多種不良現象。

·         這么多污染物，到底哪些才是最備受關注的呢？助焊劑或錫膏普遍應用于回流焊和波峰焊工藝中，它們主要由溶劑、潤濕劑、樹脂、緩蝕劑和活化劑等多種成分，焊后必然存在熱改性生成物，這些物質在所有污染物中的占據主導，從產品失效情況來而言，焊后殘余物是影響產品質量最主要的影響因素，離子型殘留物易引起電遷移使絕緣電阻下降，松香樹脂殘留物易吸附灰塵或雜質引發接觸電阻增大，嚴重者導致開路失效，因此焊后必須進行嚴格的清洗，才能保障電路板的質量。

·         合明科技研發的水基清洗劑配合合適的清洗工藝能為芯片封裝前提供潔凈的界面條件。

·         合明科技運用自身原創的產品技術，滿足芯片封裝工藝制程清洗的高難度技術要求，打破國外廠商在行業中的壟斷地位，為芯片封裝材料全面國產自主提供強有力的支持。

·         推薦使用合明科技水基清洗劑產品。

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