Substrat céramique DPC : une solution idéale pour l’encapsulation de puces LiDAR automobiles
La fonction du LiDAR (Light Detection and Ranging) est d'émettre des signaux laser infrarouges et de comparer les signaux réfléchis après la rencontre d'obstacles avec les signaux émis, afin d'obtenir des informations telles que la position, la distance, l'orientation, la vitesse, l'attitude et la forme de la cible. Cette technologie permet l'évitement d'obstacles ou la navigation autonome. Capteur de haute précision, le LiDAR est largement considéré comme essentiel pour parvenir à une conduite autonome de haut niveau, et son importance ne cesse de croître.
Les sources de lumière laser figurent parmi les composants essentiels des LiDAR automobiles. Actuellement, la source lumineuse VCSEL (laser à émission de surface à cavité verticale) est privilégiée pour les LiDAR hybrides à semi-conducteurs et les LiDAR flash embarqués, grâce à son faible coût de fabrication, sa grande fiabilité, son faible angle de divergence et sa facilité d'intégration 2D. La puce VCSEL permet d'atteindre une portée de détection accrue, une précision de perception supérieure et répond aux normes strictes de sécurité oculaire des LiDAR hybrides à semi-conducteurs automobiles. De plus, elle offre aux LiDAR flash une perspective plus large et plus flexible, tout en présentant des avantages économiques significatifs.
Les substrats céramiques sont devenus un matériau idéal pour le conditionnement des puces dans les applications LiDAR automobiles.
Les substrats céramiques DPC (dépôt direct de cuivre) présentent une conductivité thermique élevée, une isolation performante, une grande précision de circuit, une surface très lisse et un coefficient de dilatation thermique adapté à la puce. Ils permettent également une interconnexion verticale répondant aux exigences d'encapsulation des VCSEL.
1. Excellente dissipation de la chaleur
Le substrat céramique DPC présente une interconnexion verticale, formant des canaux conducteurs internes indépendants. Les céramiques étant à la fois isolantes et conductrices thermiques, elles permettent une séparation thermoélectrique et résolvent efficacement le problème de dissipation thermique des puces VCSEL.
2. Haute fiabilité
La densité de puissance des puces VCSEL est très élevée, et la différence de dilatation thermique entre la puce et le substrat peut engendrer des problèmes de contraintes. Le coefficient de dilatation thermique des substrats céramiques est parfaitement compatible avec celui des VCSEL. De plus, les substrats céramiques DPC permettent d'intégrer des cadres métalliques et des substrats céramiques pour former une cavité étanche, offrant une structure compacte, sans couche de liaison intermédiaire et avec une étanchéité à l'air optimale.
3. Interconnexion verticale
Le conditionnement des VCSEL nécessite l'installation d'une lentille au-dessus de la puce, ce qui implique la création d'une cavité 3D dans le substrat. Les substrats céramiques DPC présentent l'avantage d'une interconnexion verticale à haute fiabilité, et sont donc adaptés au collage eutectique vertical.
Dans le contexte du développement des véhicules intelligents, les matériaux céramiques jouent un rôle de plus en plus important dans la conception intelligente des véhicules à énergies nouvelles. En tant que fondement de l'ensemble de la chaîne technologique, l'innovation continue dans le domaine des matériaux est essentielle au développement efficace de toute la filière.
