แผ่นเซรามิก DPC: ตัวเลือกที่เหมาะสมสำหรับการบรรจุชิป LiDAR สำหรับยานยนต์
หน้าที่ของ LiDAR (Light Detection and Ranging) คือการปล่อยสัญญาณเลเซอร์อินฟราเรดและเปรียบเทียบสัญญาณสะท้อนกลับหลังจากพบสิ่งกีดขวางกับสัญญาณที่ปล่อยออกมา เพื่อให้ได้ข้อมูลต่างๆ เช่น ตำแหน่ง ระยะทาง ทิศทาง ความเร็ว ท่าทาง และรูปร่างของเป้าหมาย เทคโนโลยีนี้สามารถใช้ในการหลีกเลี่ยงสิ่งกีดขวางหรือการนำทางอัตโนมัติได้ ในฐานะที่เป็นเซ็นเซอร์ความแม่นยำสูง LiDAR ได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวางว่าเป็นกุญแจสำคัญในการบรรลุการขับขี่อัตโนมัติระดับสูง และความสำคัญของมันก็เพิ่มมากขึ้นเรื่อยๆ
แหล่งกำเนิดแสงเลเซอร์โดดเด่นในบรรดาส่วนประกอบหลักของ LiDAR สำหรับยานยนต์ ในปัจจุบัน แหล่งกำเนิดแสง VCSEL (vertical cavity surface emitting laser) ได้กลายเป็นตัวเลือกที่ได้รับความนิยมสำหรับ LiDAR แบบไฮบริดโซลิดสเตทและ Flash LiDAR ในรถยนต์ เนื่องจากต้นทุนการผลิตต่ำ ความน่าเชื่อถือสูง มุมการกระจายแสงเล็ก และการรวมเข้ากับวงจร 2 มิติได้ง่าย ชิป VCSEL สามารถตรวจจับได้ไกลขึ้น มีความแม่นยำในการรับรู้สูงขึ้น และเป็นไปตามมาตรฐานความปลอดภัยของดวงตาที่เข้มงวดใน LiDAR แบบไฮบริดโซลิดสเตทสำหรับยานยนต์ นอกจากนี้ยังช่วยให้ Flash LiDAR มีมุมมองที่ยืดหยุ่นและกว้างขึ้น และมีข้อได้เปรียบด้านต้นทุนอย่างมาก
วัสดุเซรามิกกลายเป็นวัสดุบรรจุภัณฑ์ชิปที่เหมาะสมอย่างยิ่งสำหรับแอปพลิเคชัน LiDAR ในรถยนต์
แผ่นเซรามิก DPC (Direct Copper Plating) มีคุณสมบัติเด่นหลายประการ ได้แก่ การนำความร้อนสูง ฉนวนกันความร้อนสูง ความแม่นยำของวงจรสูง พื้นผิวเรียบลื่น และค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนที่เหมาะสมกับชิป นอกจากนี้ยังรองรับการเชื่อมต่อในแนวตั้งเพื่อตอบสนองความต้องการด้านบรรจุภัณฑ์ของ VCSEL อีกด้วย
1. ระบายความร้อนได้ดีเยี่ยม
แผ่นรองพื้นเซรามิก DPC มีการเชื่อมต่อในแนวตั้ง ทำให้เกิดช่องทางการนำไฟฟ้าภายในที่เป็นอิสระ เนื่องจากเซรามิกเป็นทั้งฉนวนและตัวนำความร้อน จึงสามารถทำให้เกิดการแยกทางความร้อนและแก้ปัญหาการระบายความร้อนของชิป VCSEL ได้อย่างมีประสิทธิภาพ
2. ความน่าเชื่อถือสูง
ชิป VCSEL มีความหนาแน่นพลังงานสูงมาก และความไม่สอดคล้องกันของค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนระหว่างชิปกับวัสดุรองรับอาจนำไปสู่ปัญหาความเครียดได้ ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนของวัสดุรองรับเซรามิกนั้นเข้ากันได้ดีกับ VCSEL นอกจากนี้ วัสดุรองรับเซรามิกของ DPC ยังสามารถรวมโครงโลหะและวัสดุรองรับเซรามิกเข้าด้วยกันเพื่อสร้างช่องว่างที่ปิดสนิท มีโครงสร้างที่กะทัดรัด ไม่มีชั้นเชื่อมต่อระหว่างกลาง และมีความแน่นหนาต่ออากาศสูง
3. การเชื่อมต่อแนวตั้ง
การบรรจุ VCSEL จำเป็นต้องติดตั้งเลนส์ไว้เหนือชิป ดังนั้นจึงจำเป็นต้องสร้างโพรง 3 มิติในวัสดุรองรับ วัสดุรองรับเซรามิก DPC มีข้อดีคือการเชื่อมต่อในแนวตั้งที่มีความน่าเชื่อถือสูง ซึ่งเหมาะสำหรับการเชื่อมต่อแบบยูเทคติกในแนวตั้ง
ในบริบทของการพัฒนารถยนต์อัจฉริยะ วัสดุเซรามิกมีบทบาทสำคัญมากขึ้นเรื่อยๆ ในการพัฒนารถยนต์พลังงานใหม่ที่มีความชาญฉลาด เนื่องจากเป็นรากฐานของเทคโนโลยีทั้งหมด นวัตกรรมอย่างต่อเนื่องในด้านเทคโนโลยีวัสดุจึงมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการสนับสนุนการพัฒนาอย่างมีประสิทธิภาพของอุตสาหกรรมโดยรวม
