關于作者--SiTime樣品中心

為了加速SiTime MEMS硅晶振產品的應用普及，讓中國電子工程師能快速體驗MEMS硅晶振的高穩定性、高可靠性、超小封裝、超低功耗、超低抖動等更多優勢，SiTime公司聯合本土半導體分銷商北京晶圓電子有限公司共同建立SiTime樣品中心，為用戶提供免費樣品申請，小批量試產、現貨應急、特價申請、技術支持等便捷服務，更多信息請訪問www.sitimechina.com，客戶服務熱線400-888-2483。

隨著汽車行業不斷將基于電子的功能添加為標準設備，對可靠汽車級定時解決方案的需求也在不斷增加。 幾十年來 ，定時元件都是基于石英晶體技術的，這也是以前唯一提供高穩定性和高性能的可行解決方案。 然而 ，MEMS（微機電系統）硅晶振解決方案正迅速取代石英晶振 ，提供更可靠的高質量低成本替代方案。

汽車級MEMS時序組件的主要特點：

?符合AEC-Q100擴展溫度范圍-55至+ 125°C

?最寬的頻率范圍，從1 MHz到137 MHz

?在±20 ppm處的最嚴格的頻率穩定性

?低振動靈敏度（g靈敏度）為0.1 ppb / g

?最強勁的50公斤沖擊力和70克的抗振性

?超過10億小時MTBF（<1 FIT）的最佳可靠性

?2.0x1.6 mm DFN封裝尺寸最小; SOT23-5具有最高的可靠性

SiTime MEMS硅晶振在汽車應用中得到驗證

諸如加速度計和陀螺儀之類的MEMS傳感器已經在汽車應用中用作主動安全裝置多年。 加速度計檢測速度的突然變化，使氣囊膨脹并挽救生命。 當檢測到轉向控制丟失時，穩定性控制系統會自動進行自動更正，以不可見的方式改善操作并提高駕駛員和乘客的安全。

同樣，MEMS諧振器非常可靠。 采用標準的半導體制造實踐，MEMS時序解決方案完全采用硅制造。 在出貨超過2.5億臺（截至2015年1月）之后，SiTime沒有MEMS現場故障回報，DPPM也不到2臺。 如圖1所示，SiTime器件的平均故障間隔時間（MTBF）超過10億小時（轉換為FIT <1），比典型的石英器件好30倍。

SiTime MEMS硅晶振封裝，功能和性能

MEMS器件使用堆疊芯片配置。MEMS諧振器安裝在驅動和校準諧振器的振蕩器IC上。使用塑料注塑成型，這些模具一起封裝在MSL-1級封裝中。MEMS振蕩器采用雙扁平無引腳（DFN）封裝，尺寸小至2.0 x 1.6 mm。與石英封裝相比，MEMS DFN封裝具有較低的外形，但它們適合常見的石英振蕩器PCB焊盤布局，并且與石英器件引腳兼容，便于更換，而無需任何PCB設計更改。

為了實現最低的成本和更高的板級可靠性，SiTime提供采用SOT23-5封裝的時鐘發生器。這種封裝類型提供更高的焊點可靠性，并允許低成本光學（無X射線）焊點檢測。

下表列出了SiTime提供的汽車AEC-Q100 系列MEMS硅晶振產品

采用SOT23-5封裝的AEC-Q100單輸出SiTime MEMS硅晶振（板級可靠性更高，成本更低）

采用QFN封裝的AEC-Q100振蕩器（可替代石英晶振，最小尺寸2.0 x 1.6mm）

MEMS硅晶振更強大

車輛受到高水平的機械沖擊和振動力，可能會降低石英振蕩器的性能并導致其失效。 在這些惡劣環境中工作時，振蕩器必須符合其規格。如果振蕩器不可靠，它有可能導致災難性故障。相比之下，MEMS諧振器的振動較小，因為它們的質量比石英諧振器低1000至3000倍。 這減少了由振動引起的加速度施加到諧振器的力。

為了模擬真實世界中設備的性能，SiTime使用標準化測試方法在各種條件下測試了各種具有相似規格的振蕩器，包括正弦振動，隨機振動和沖擊影響。

結論

車載電子系統的不斷增加的使用增加了對可靠的汽車級參考時鐘元件的需求 這些工藝和標準與SiTime專有的MEMS和模擬IC設計相結合，以合理的成本生產出超高質量的產品。

最重要的是，SiTime的MEMS振蕩器和時鐘發生器能夠承受惡劣環境中出現的大量振動和沖擊，同時繼續可靠地執行并符合規范。這種可靠性以及SiTime產品的功能和靈活性使其成為未來功能豐富車輛的理想選擇。

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