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DPC陶瓷基板:汽车激光雷达芯片封装的理想选择

 时间:2024-05-20     浏览:221     分享

DPC陶瓷基板:汽车激光雷达芯片封装的理想选择

 

 

LiDAR(光探测和测距)的功能是发射红外激光信号,并将遇到障碍物后反射回来的信号与发射的信号进行比较,以获得目标的位置、距离、方位、速度、姿态和形状等信息。该技术可以实现避障或自主导航。激光雷达作为高精度传感器,被广泛认为是实现高水平自动驾驶的关键,其重要性日益凸显。

 

在车用激光雷达的核心部件中,激光光源脱颖而出。目前,VCSEL(垂直腔面发射激光器)光源因其制造成本低、可靠性高、发散角小、易于二维集成等优点,成为车用混合固态激光雷达和闪存激光雷达的首选。 VCSEL 芯片可实现更长的检测距离、更高的感知精度,并符合汽车混合固态激光雷达中严格的眼睛安全标准。此外,它们使 Flash LiDAR 能够实现更灵活、更广阔的视野,并具有显着的成本优势。

 

然而,VCSEL的光电转换效率仅为30-60%,这给散热和热电分离带来了挑战。此外,VCSEL 具有非常高的功率密度,每平方毫米超过一千瓦,因此需要真空封装。这需要基板形成一个三维腔室,并在芯片上方安装一个透镜。因此,实现高效散热、热电分离和热膨胀系数匹配是选择VCSEL封装基板时的重要考虑因素。

 

陶瓷基板已成为汽车激光雷达应用的理想芯片封装材料。

 

DPC(直接镀铜)陶瓷基板具有高导热性、高绝缘性、高电路精度、高表面平整度以及与芯片匹配的热膨胀系数。它们还提供垂直互连,满足 VCSEL 的封装要求。

 

1、散热优良 

DPC陶瓷基板具有垂直互连性,形成独立的内部导电通道。由于陶瓷既是绝缘体又是导热体,可以实现热电分离,有效解决VCSEL芯片的散热问题。

 

2、高可靠性 

VCSEL芯片的功率密度非常高,芯片和基板之间的热膨胀不匹配会导致应力问题。陶瓷基板的热膨胀系数与 VCSEL 非常匹配。此外,DPC陶瓷基板可以将金属框架和陶瓷基板形成一体,形成密封腔体,结构紧凑,无中间粘合层,气密性高。

 

3、垂直互联 

VCSEL 封装需要在芯片上方安装透镜,因此需要在基板中设置三维腔室。 DPC 陶瓷基板具有适合垂直共晶键合的高可靠性垂直互连的优点。

 

在汽车智能化发展的背景下,陶瓷材料在新能源汽车智能化发展中发挥着越来越重要的作用。作为整个技术栈的基础,材料技术的持续创新对于支撑整个行业的高效发展至关重要。

 

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【文章来源】:展至科技

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