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车规级MCU在智能电动汽车产业的应用及车规级芯片封装清洗

合明科技 👁 2029 Tags:智能电动汽车车规级MCU车规级芯片清洗剂

一辆传统燃油车需要大约500到600颗芯片,轻混汽车大约需要1000颗,插电混动和纯电动汽车则需要至少2000颗芯片。

这就意味着在智能电动汽车快速发展的过程中,不仅对先进制程芯片需求不断增加,而且对传统芯片需求也会持续增加。MCU就是这样,除了单车搭载的数量在不断增长,域控制器也带来了对高安全、高可靠、高算力MCU的新需求增长。

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MCU,Microcontroller Unit,中文称单片微型计算机/微控制器/单片机,将CPU、存储器、外围功能整合在单一芯片上,形成具有控制功能的芯片级计算机,主要用于实现信号处理和控制,是智能控制系统的核心。

MCU和汽车电子,工业,计算机和网络,消费电子,家电和物联网等我们生活和工作密切相关,汽车电子是汽车电子中最大的一个市场,全球范围内汽车电子所占比例高达33%。

MCU结构

MCU主要由中央处理器CPU、存储器(ROM和RAM)、输入输出I/O接口、串行口、计数器等构成。

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CPU:Central Processing Unit,中央处理器,是 MCU 内部的核心部件,运算部件能完成数据的算术逻辑运算、位变量处理和数据传送操作,控制部件则按照一定时序协调工作,分析并执行指令。

ROM:Read-Only Memory,是程序存储器,用来存放由制造厂家写好的程序,信息以非破坏方式读取,所保存的数据在掉电时不会消失,MCU根据预先编制的程序进行处理。

RAM:Random Access Memory,是数据存储器,与 CPU 直接进行数据交换,掉电后该数据不能保持。程序运行时可随时写和读,一般用作操作系统或者其他运行程序临时数据存储介质。

CPU和MCU的关系:

CPU是运算控制的核心。MCU除了CPU之外,还包含ROM或RAM等,是芯片级芯片。常见的还有SoC(System on Chip),中文叫片上系统,它是一种系统级芯片,可以存储和运行系统级代码,运行QNX、Linux 等操作系统,包含多个处理器单元(CPU+GPU+DSP+NPU+存储+接口单元)。

MCU在智能电动汽车产业的应用

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MCU在汽车产业中的应用非常广泛,例如前表就是从车身附件、动力系统、底盘、车载信息娱乐、智能驾驶等板块都得到了应用。随着智能电动车时代的到来,人们对MCU产品的需求将更加旺盛。

电动化:

1、电池管理系统BMS:BMS需要对充放电、温度、电池间均衡进行控制,主控板需要一颗MCU,每个从控板也需要一颗MCU;

2、整车控制器VCU:电动汽车能量管理需要增加整车控制器,同时需要配备32位高阶MCU,其数量根据各厂的方案不同而不同;

3、引擎控制器/变速箱控制器:存量替换,电动汽车逆变器控制MCU替代油车的引擎控制器,因电机转速高,需通过减速器进行减速,它所安装MCU控制芯片代替油车变速箱控制器。

智能化:

1、当前国内汽车市场还停留在L2高速渗透阶段,从综合成本与性能考虑,OEM增加ADAS功能仍然采用分布式架构,随装载率提高,对传感器信息处理的MCU也相应增多。

2、由于座舱功能日益增多,更高新能的芯片作用越来越重要,对应的MCU地位有所下降。

工艺制造

MCU本身对算力要求优先,对先进制程要求不高,同时其内置的嵌入式存储自身也限制了MCU制程的提升,所以目前车规MCU工艺节点以40nm以上成熟制程为主,一些较先进车用MCU产品使用28nm制程。车规芯片规格以8英寸晶圆为主,一些厂家特别是IDM已经开始移植到12英寸的平台上。

目前28nm和40nm工艺是市场主流。

车规级芯片清洗剂

芯片封装清洗:合明科技研发的水基清洗剂配合合适的清洗工艺能为芯片封装前提供洁净的界面条件。

水基清洗的工艺和设备配置选择对清洗精密器件尤其重要,一旦选定,就会作为一个长期的使用和运行方式。水基清洗剂必须满足清洗、漂洗、干燥的全工艺流程。

污染物有多种,可归纳为离子型和非离子型两大类。离子型污染物接触到环境中的湿气,通电后发生电化学迁移,形成树枝状结构体,造成低电阻通路,破坏了电路板功能。非离子型污染物可穿透PC B 的绝缘层,在PCB板表层下生长枝晶。除了离子型和非离子型污染物,还有粒状污染物,例如焊料球、焊料槽内的浮点、灰尘、尘埃等,这些污染物会导致焊点质量降低、焊接时焊点拉尖、产生气孔、短路等等多种不良现象。

这么多污染物,到底哪些才是最备受关注的呢?助焊剂或锡膏普遍应用于回流焊和波峰焊工艺中,它们主要由溶剂、润湿剂、树脂、缓蚀剂和活化剂等多种成分,焊后必然存在热改性生成物,这些物质在所有污染物中的占据主导,从产品失效情况来而言,焊后残余物是影响产品质量最主要的影响因素,离子型残留物易引起电迁移使绝缘电阻下降,松香树脂残留物易吸附灰尘或杂质引发接触电阻增大,严重者导致开路失效,因此焊后必须进行严格的清洗,才能保障电路板的质量。

推荐使用合明科技水基清洗剂产品。



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