Keramiksubstrat: Ideal für die Verpackung von LiDAR-Chips im Automobilbereich
LiDAR-Funktionen (Light Detection and Ranging).durch Aussenden von Infrarot-Lasersignalen und Vergleichen der nach dem Auftreffen auf Hindernisse reflektierten Signale mit den ausgesendeten Signalen, um Informationen über die Position, Entfernung, Ausrichtung, Geschwindigkeit, Fluglage und Form des Ziels zu erhalten. Diese Technologie ermöglicht die Vermeidung von Hindernissen oder die autonome Navigation. Als hochpräziser Sensor wird LiDAR weithin als wesentlich für die Erreichung autonomen Fahrens auf höchstem Niveau anerkannt und seine Bedeutung wird zunehmend hervorgehoben.
Unter den Kernkomponenten von Automotive LiDAR sticht die Laserlichtquelle hervor. Momentan,VCSEL-Quellen (Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser).sind aufgrund ihrer geringen Herstellungskosten, hohen Zuverlässigkeit, kleinen Divergenzwinkel und einfachen zweidimensionalen Integration die bevorzugte Wahl für Hybrid-Festkörper-LiDAR und Flash-LiDAR in der Automobilindustrie. VCSEL-Chips ermöglichen größere Erkennungsabstände, eine höhere Wahrnehmungsgenauigkeit und die Einhaltung strenger Augensicherheitsstandards in hybriden Festkörper-LiDARs für die Automobilindustrie. Darüber hinaus ermöglichen sie Flash LiDAR, ein flexibleres und breiteres Sichtfeld mit erheblichen Kostenvorteilen zu erreichen.
Der optisch-elektrische Umwandlungswirkungsgrad von VCSELs beträgt jedoch nur 30–60 %, was zu Herausforderungen bei der Wärmeableitung und der thermisch-elektrischen Trennung führt. Darüber hinaus weisen VCSELs eine sehr hohe Leistungsdichte von mehr als einem Kilowatt pro Quadratmillimeter auf, was eine Vakuumverpackung erforderlich macht. Dazu muss das Substrat eine dreidimensionale Kammer bilden, in der eine Linse über dem Chip angebracht ist. Daher sind die Erzielung einer effizienten Wärmeableitung, der thermisch-elektrischen Trennung und der Anpassung des Wärmeausdehnungskoeffizienten wichtige Überlegungen bei der Auswahl von VCSEL-Verpackungssubstraten.
Keramiksubstratehaben sich als ideales Chip-Verpackungsmaterial für LiDAR-Anwendungen im Automobilbereich herausgestellt.
DPC-Keramiksubstrate (Direct Plated Copper).bieten eine hohe Wärmeleitfähigkeit, eine hohe Isolierung, eine hohe Schaltkreispräzision, eine hohe Oberflächenebenheit und an den Chip angepasste Wärmeausdehnungskoeffizienten. Sie bieten außerdem vertikale Interkonnektivität, die den Verpackungsanforderungen von VCSELs entspricht.
1 、 Hervorragende Wärmeableitung
DPC-Keramiksubstrate verfügen über vertikale Interkonnektivität und bilden unabhängige interne leitende Kanäle. Da Keramik sowohl ein Isolator als auch ein Wärmeleiter ist, ermöglicht sie eine thermisch-elektrische Trennung und löst so effektiv die Wärmeableitungsprobleme von VCSEL-Chips.
2、Hohe Zuverlässigkeit
Die Leistungsdichte von VCSEL-Chips ist sehr hoch und eine nicht übereinstimmende Wärmeausdehnung zwischen Chip und Substrat kann zu Spannungsproblemen führen. Keramiksubstrate haben einen Wärmeausdehnungskoeffizienten, der gut zu VCSELs passt. Darüber hinaus können DPC-Keramiksubstrate integrierte Metallrahmen und Keramiksubstrate in einer abgedichteten Kammer bilden, was zu einer kompakten Struktur ohne Zwischenbindungsschichten und hoher Luftdichtheit führt.
3、Vertikale Interkonnektivität
Beim VCSEL-Packaging müssen Linsen über dem Chip angebracht werden, was eine dreidimensionale Kammer im Substrat erfordert. DPC-Keramiksubstrate bieten den Vorteil einer hochzuverlässigen vertikalen Verbindung, die für vertikale eutektische Verbindungen geeignet ist.
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