車載激光雷達迎來大爆發，陶瓷基板是關鍵

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車載激光雷達又稱車載三維激光掃描儀，是一種移動型三維激光掃描系統，其原理都是將三維激光掃描儀加上POS系統裝載車上。目的就是為了能在更長，更遠的范圍內建立DTM模型。

激光雷達的分類

由于當前激光雷達技術方案的分歧點在于掃描方式，所以通常按照掃描方式來分，可以分為：械旋轉激光雷達，混合固態激光雷達和全固態激光雷達。

機械激光雷達，是指其發射系統和接收系統存在宏觀意義上的轉動，也就是通過不斷旋轉發射頭，將速度更快、發射更準的激光從“線”變成“面”，并在豎直方向上排布多束激光，形成多個面，達到動態掃描并動態接收信息的目的。
?微轉鏡激光雷達（混合固態）：轉鏡類似于機械式，保持收發模塊不動，通過電機帶動轉鏡運動，將激光反射到不同的方向實現一定范圍內激光的掃描。
固態激光雷達主要是依靠波的反射或接收來探測目標的特性，實際源自紅外焦平面成像儀，焦平面探測器的焦平面上排列著感光元件陣列，從無限遠處發射的紅外線經過光學系統成像在系統焦平面的這些感光元件上，探測器將接受到光信號轉換為電信號并進行積分放大、采樣保持，通過輸出緩沖和多路傳輸系統，最終送達監視系統形成圖像。

激光雷達的組成

激光雷達的組成：由激光發射機、光學接收機、轉臺和信息處理系統等組成。其中激光器將電脈沖變成光脈沖發射出去，光接收機再把從目標反射回來的光脈沖還原成電脈沖，送到顯示器。

激光發射器的組成

激光器由激光工作介質、激勵源和諧振腔組成。那么激光器為何要選用陶瓷基板呢？主要是因為對散熱有著特殊要求：VCSEL芯片功率轉化效率較低，這就意味著散熱肯定有問題，面臨熱電分離的難題，而陶瓷基板就是為解決熱電分離誕生的。陶瓷基板散熱性好，介電常數穩定，電氣性能穩定。斯利通不同材質的陶瓷基板，包括96%氧化鋁、99%氧化鋁、氮化鋁、氧化鋯、氧化鉛、碳化硅、氮化硅、ZAT、玻璃、石英、金剛石、藍寶石陶瓷基等。不同的材料散熱性也不一樣，比如氧化鋁導熱率15-35W/m.k，氮化鋁導熱率≧170W/m.k；介電常數8-10MHz。

激光器的生產工藝流程

對半導體激光封裝技術中的固晶技術而言，固晶過程中的溫度、壓力、時間等應力的掌控，對位置、角度、等精度的要求會影響器件性能，若精度、應力控制不佳，會導致半導體芯片穩定性降低。

熱沉作為激光器管芯的直接載體，主要解決管芯的散熱和電極的連接問題，一般管芯有P、N上下兩個不共面電極，熱沉上也對應有兩個電極。通常是把管芯的下電極焊接在熱沉的一個電極上，管芯的上電極則通過一根金絲連接到熱沉的另一電極上，然后分別用金絲把熱沉電極與外電路連接。

隨著輸出功率的提高，對激光器散熱能力要求也越來越高。如果激光器散熱不及時，勢必會造成結點溫度升高，從而使激光器的闕值電流密度升高，電光轉換效率降低，激光波長發生嚴重溫漂，嚴重影響器件的壽命和可靠性。斯利通陶瓷線路板作為過渡熱沉材料具有以下特點：散熱性能好、焊接性能好、電導通性能好、穩定性能高。

激光器散熱原理

VCSEL運行時會產生較大熱量。其一，熱量需要通過基板及時散發出去；其次，VCSEL芯片功率密度很高，需要考慮芯片和基板熱膨脹失配導致的應力問題。因此，實現高效散熱、熱電分離及熱膨脹系數匹配成為VCSEL元件封裝基板選擇的重要考量。

一般情況下，半導體激光器的發光波長隨溫度變化為0.2-0.3nm/℃，光譜寬度隨之增加，影響顏色鮮艷度。另外，當正向電流流經pn結，發熱性損耗使結區產生溫升，在室溫附近，溫度每升高1℃，半導體激光器的發光強度會相應地減少1%左右，激光器時刻保持色純度與發光強度非常重要，以往多采用減少其驅動電流的辦法，降低結溫，多數半導體激光器的驅動電流限制在20mA左右。但是，半導體激光器的光輸出會隨電流的增大而增加，很多功率型半導體激光器的驅動電流可以達到70mA、100mA甚至1A級，需要改進封裝結構才能保證激光器的壽命，全新的半導體激光器封裝設計理念采用低熱阻封裝結構及技術，改善熱特性。

陶瓷本身的穩定性確保傳感器信號不會失真；陶瓷基板與芯片的熱膨脹系數匹配，使得產品更加可靠，即使在高溫，高震動，含腐蝕性的環境下仍然可以保正信號的高效，靈敏，準確。其高導熱、高絕緣、高線路精準度、高表面平整度及熱膨脹系數均能與芯片相匹配。