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Substrato ceramico DPC: un'opzione ideale per il confezionamento di chip LiDAR automobilistici

28/05/2024 17:23:00

La funzione del LiDAR (Light Detection and Ranging) è quella di emettere segnali laser infrarossi e confrontare i segnali riflessi dopo aver incontrato ostacoli con i segnali emessi, al fine di ottenere informazioni quali posizione, distanza, orientamento, velocità, assetto e forma degli oggetti. il bersaglio. Questa tecnologia può consentire di evitare gli ostacoli o di navigare autonomamente. Essendo un sensore ad alta precisione, il LiDAR è ampiamente considerato la chiave per raggiungere una guida autonoma di alto livello e la sua importanza sta diventando sempre più importante.


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Le sorgenti di luce laser spiccano tra i componenti principali del LiDAR automobilistico. Allo stato attuale, la sorgente luminosa VCSEL (laser a emissione di superficie a cavità verticale) è diventata la scelta preferita per LiDAR ibrido a stato solido e LiDAR flash nei veicoli grazie al basso costo di produzione, all'elevata affidabilità, al piccolo angolo di divergenza e alla facile integrazione 2D. Il chip VCSEL può raggiungere una distanza di rilevamento più lunga, una maggiore precisione di percezione e soddisfare i severi standard di sicurezza degli occhi nel LiDAR ibrido a stato solido automobilistico. Inoltre, consentono a Flash LiDAR di ottenere una prospettiva più flessibile e più ampia e presentano notevoli vantaggi in termini di costi.

Tuttavia, l’efficienza di conversione fotoelettrica del VCSEL è solo del 30-60%, il che pone sfide per la dissipazione del calore e la separazione termoelettrica. Inoltre, VCSEL ha una densità di potenza molto elevata, superiore a 1.000 W/mm2, richiedendo quindi il confezionamento sottovuoto. Ciò richiede che il substrato formi una cavità 3D e che una lente sia installata sopra il chip. Pertanto, il raggiungimento di un'efficiente dissipazione del calore, separazione termoelettrica e coefficienti di dilatazione termica corrispondenti sono considerazioni importanti quando si selezionano i substrati di imballaggio VCSEL.

I substrati ceramici sono diventati un materiale di confezionamento dei chip ideale per le applicazioni LiDAR automobilistiche.

I substrati ceramici DPC (Direct Copper Plating) hanno un'elevata conduttività termica, un elevato isolamento, un'elevata precisione del circuito, un'elevata levigatezza della superficie e un coefficiente di espansione termica che si adatta al chip. Forniscono inoltre un'interconnessione verticale per soddisfare i requisiti di imballaggio di VCSEL.

1. Eccellente dissipazione del calore

Il substrato ceramico DPC ha interconnettività verticale, formando canali conduttivi interni indipendenti. Poiché le ceramiche sono sia isolanti che conduttori termici, possono ottenere la separazione termoelettrica e risolvere efficacemente il problema della dissipazione del calore dei chip VCSEL.

2. Alta affidabilità

La densità di potenza dei chip VCSEL è molto elevata e la mancata corrispondenza dell'espansione termica tra il chip e il substrato può portare a problemi di stress. Il coefficiente di dilatazione termica dei substrati ceramici è molto compatibile con VCSEL. Inoltre, i substrati ceramici DPC possono integrare strutture metalliche e substrati ceramici per formare una cavità sigillata, con una struttura compatta, senza strato adesivo intermedio ed elevata tenuta all'aria.

3. Interconnessione verticale

Il confezionamento VCSEL richiede l'installazione di una lente sopra il chip, pertanto è necessario creare una cavità 3D nel substrato. I substrati ceramici DPC presentano il vantaggio dell'interconnessione verticale con elevata affidabilità, adatta per l'incollaggio eutettico verticale.

Nel contesto dello sviluppo di automobili intelligenti, i materiali ceramici svolgono un ruolo sempre più importante nello sviluppo intelligente di veicoli a nuova energia. Essendo il fondamento dell’intero stack tecnologico, l’innovazione continua nella tecnologia dei materiali è fondamentale per supportare lo sviluppo efficiente dell’intero settore.