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Substrato cerâmico DPC: uma opção ideal para embalar chips LiDAR automotivos

28/05/2024 17:23:00

A função do LiDAR (Light Detection and Ranging) é emitir sinais de laser infravermelho e comparar os sinais refletidos após encontrar obstáculos com os sinais emitidos, a fim de obter informações como posição, distância, orientação, velocidade, atitude e formato do o alvo. Esta tecnologia pode evitar obstáculos ou navegação autônoma. Como sensor de alta precisão, o LiDAR é amplamente considerado como a chave para alcançar uma condução autónoma de alto nível, e a sua importância está a tornar-se cada vez mais proeminente.


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As fontes de luz laser se destacam entre os principais componentes do LiDAR automotivo. Atualmente, a fonte de luz VCSEL (laser emissor de superfície de cavidade vertical) tornou-se a escolha preferida para LiDAR híbrido de estado sólido e LiDAR flash em veículos devido ao seu baixo custo de fabricação, alta confiabilidade, pequeno ângulo de divergência e fácil integração 2D. O chip VCSEL pode alcançar maior distância de detecção, maior precisão de percepção e cumprir rigorosos padrões de segurança ocular em LiDAR de estado sólido híbrido automotivo. Além disso, eles permitem que o Flash LiDAR alcance uma perspectiva mais flexível e ampla e tenha vantagens de custo significativas.

No entanto, a eficiência de conversão fotoelétrica do VCSEL é de apenas 30-60%, o que representa desafios para a dissipação de calor e separação termoelétrica. Além disso, o VCSEL possui uma densidade de potência muito alta, ultrapassando 1.000W/mm2, necessitando, portanto, de embalagem a vácuo. Isso requer que o substrato forme uma cavidade 3D e uma lente seja instalada acima do chip. Portanto, obter dissipação de calor eficiente, separação termoelétrica e coeficientes de expansão térmica correspondentes são considerações importantes ao selecionar substratos de embalagem VCSEL.

Os substratos cerâmicos tornaram-se um material de embalagem de chips ideal para aplicações LiDAR automotivas.

Os substratos cerâmicos DPC (Direct Copper Plating) têm alta condutividade térmica, alto isolamento, alta precisão de circuito, alta suavidade de superfície e um coeficiente de expansão térmica que corresponde ao chip. Eles também fornecem interconexão vertical para atender aos requisitos de embalagem do VCSEL.

1. Excelente dissipação de calor

O substrato cerâmico DPC possui interconectividade vertical, formando canais condutores internos independentes. Devido ao fato de as cerâmicas serem isolantes e condutoras térmicas, elas podem alcançar a separação termoelétrica e resolver efetivamente o problema de dissipação de calor dos chips VCSEL.

2. Alta confiabilidade

A densidade de potência dos chips VCSEL é muito alta e a incompatibilidade de expansão térmica entre o chip e o substrato pode levar a problemas de estresse. O coeficiente de expansão térmica dos substratos cerâmicos é muito compatível com o VCSEL. Além disso, os substratos cerâmicos DPC podem integrar estruturas metálicas e substratos cerâmicos para formar uma cavidade selada, com uma estrutura compacta, sem camada de ligação intermediária e alta estanqueidade ao ar.

3. Interconexão vertical

A embalagem VCSEL requer a instalação de uma lente acima do chip, portanto uma cavidade 3D precisa ser montada no substrato. Os substratos cerâmicos DPC têm a vantagem de interconexão vertical com alta confiabilidade, que são adequados para colagem eutética vertical.

No contexto do desenvolvimento de automóveis inteligentes, os materiais cerâmicos estão desempenhando um papel cada vez mais importante no desenvolvimento inteligente de novos veículos energéticos. Como base de todo o conjunto tecnológico, a inovação contínua na tecnologia de materiais é crucial para apoiar o desenvolvimento eficiente de toda a indústria.