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Sustrato cerámico DPC: una opción ideal para envasar chips LiDAR de automoción

2024-05-28 17:23:00

La función de LiDAR (Light Detección y Rango) es emitir señales láser infrarrojas y comparar las señales reflejadas después de encontrar obstáculos con las señales emitidas, para obtener información como la posición, distancia, orientación, velocidad, actitud y forma de el objetivo. Esta tecnología puede lograr la evitación de obstáculos o la navegación autónoma. Como sensor de alta precisión, LiDAR se considera ampliamente como la clave para lograr una conducción autónoma de alto nivel, y su importancia es cada vez más destacada.


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Las fuentes de luz láser se destacan entre los componentes principales del LiDAR automotriz. En la actualidad, la fuente de luz VCSEL (láser de emisión de superficie de cavidad vertical) se ha convertido en la opción preferida para LiDAR híbrido de estado sólido y LiDAR flash en vehículos debido a su bajo costo de fabricación, alta confiabilidad, pequeño ángulo de divergencia y fácil integración 2D. El chip VCSEL puede lograr una distancia de detección más larga, una mayor precisión de percepción y cumplir con estrictos estándares de seguridad ocular en LiDAR híbrido de estado sólido para automóviles. Además, permiten que Flash LiDAR alcance una perspectiva más flexible y amplia, y tienen importantes ventajas de costos.

Sin embargo, la eficiencia de conversión fotoeléctrica de VCSEL es solo del 30 al 60 %, lo que plantea desafíos para la disipación de calor y la separación termoeléctrica. Además, VCSEL tiene una densidad de potencia muy alta, superior a 1.000 W/mm2, por lo que requiere un envasado al vacío. Esto requiere que el sustrato forme una cavidad 3D y que se instale una lente encima del chip. Por lo tanto, lograr una disipación de calor eficiente, una separación termoeléctrica y coeficientes de expansión térmica coincidentes son consideraciones importantes al seleccionar sustratos de embalaje VCSEL.

Los sustratos cerámicos se han convertido en un material de embalaje de chips ideal para aplicaciones LiDAR automotrices.

Los sustratos cerámicos DPC (revestimiento directo de cobre) tienen alta conductividad térmica, alto aislamiento, alta precisión del circuito, alta suavidad de la superficie y un coeficiente de expansión térmica que coincide con el chip. También proporcionan interconexión vertical para cumplir con los requisitos de embalaje de VCSEL.

1. Excelente disipación de calor

El sustrato cerámico DPC tiene interconectividad vertical, formando canales conductores internos independientes. Debido a que las cerámicas son a la vez aislantes y conductores térmicos, pueden lograr una separación termoeléctrica y resolver eficazmente el problema de disipación de calor de los chips VCSEL.

2. Alta confiabilidad

La densidad de potencia de los chips VCSEL es muy alta y la falta de coincidencia de expansión térmica entre el chip y el sustrato puede provocar problemas de tensión. El coeficiente de expansión térmica de los sustratos cerámicos es muy compatible con VCSEL. Además, los sustratos cerámicos DPC pueden integrar marcos metálicos y sustratos cerámicos para formar una cavidad sellada, con una estructura compacta, sin capa de unión intermedia y alta estanqueidad al aire.

3. Interconexión vertical

El embalaje VCSEL requiere la instalación de una lente encima del chip, por lo que es necesario configurar una cavidad 3D en el sustrato. Los sustratos cerámicos DPC tienen la ventaja de una interconexión vertical con alta confiabilidad, que son adecuados para la unión eutéctica vertical.

En el contexto del desarrollo de automóviles inteligentes, los materiales cerámicos están desempeñando un papel cada vez más importante en el desarrollo inteligente de vehículos de nuevas energías. Como base de toda la tecnología, la innovación continua en la tecnología de materiales es crucial para respaldar el desarrollo eficiente de toda la industria.