在自動駕駛技術(shù)飛速發(fā)展的當(dāng)下,激光雷達(dá)作為核心傳感器,宛如車輛的 “慧眼”,為自動駕駛系統(tǒng)精準(zhǔn)感知周圍環(huán)境提供關(guān)鍵數(shù)據(jù)。
汽車激光雷達(dá)線路板,作為激光雷達(dá)的 “神經(jīng)中樞”,承擔(dān)著信號傳輸、數(shù)據(jù)處理等重要使命。與普通印刷電路板(PCB)不同,汽車激光雷達(dá)線路板對耐高溫有著極為嚴(yán)苛的要求,這背后蘊(yùn)含著諸多深層次的原因。
.png)
汽車的運(yùn)行環(huán)境復(fù)雜多變,溫度范圍極為寬泛。在發(fā)動機(jī)艙內(nèi),發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生的大量熱量,可使周邊溫度輕松突破 100℃,在極端工況下,溫度更是會急劇攀升。新能源汽車的電池在充放電過程中,尤其是快充或大電流放電時,電池艙內(nèi)溫度也會顯著升高,部分部位溫度可達(dá) 120℃ - 130℃。不僅如此,在寒冷地區(qū),車輛在低溫環(huán)境下啟動時,激光雷達(dá)線路板又要面臨低至 - 40℃的嚴(yán)寒考驗(yàn)。普通 PCB 通常適用于較為溫和的室內(nèi)環(huán)境,工作溫度范圍一般在 0℃ - 70℃,面對汽車內(nèi)如此極端的溫度波動,普通 PCB 根本無法勝任。
激光雷達(dá)內(nèi)部的電子元件對溫度極為敏感。以激光發(fā)射二極管和接收二極管為例,高溫會使它們的性能產(chǎn)生顯著變化。溫度升高時,激光發(fā)射二極管的輸出功率可能下降,波長發(fā)生漂移,這將直接導(dǎo)致激光雷達(dá)的測距精度大幅降低,使車輛對周圍物體距離的判斷出現(xiàn)偏差。而接收二極管在高溫環(huán)境下,噪聲水平會增加,靈敏度下降,難以準(zhǔn)確捕捉反射回來的微弱激光信號,進(jìn)而影響整個激光雷達(dá)系統(tǒng)對環(huán)境信息的采集與分析。對于雷達(dá)內(nèi)部的信號處理芯片來說,高溫同樣是大敵。芯片在高溫下,電子遷移現(xiàn)象加劇,電路的電阻增大,信號傳輸延遲,甚至可能出現(xiàn)數(shù)據(jù)錯誤,導(dǎo)致對激光雷達(dá)采集到的海量點(diǎn)云數(shù)據(jù)處理失誤,使自動駕駛系統(tǒng)做出錯誤決策。

從可靠性與安全性角度考量,汽車作為高速行駛的交通工具,其安全性至關(guān)重要。
汽車激光雷達(dá)PCB在高溫環(huán)境下一旦出現(xiàn)故障,如線路板上的焊點(diǎn)因高溫熔化、脫焊,導(dǎo)致線路斷路或短路,會使激光雷達(dá)瞬間失效,無法為自動駕駛系統(tǒng)提供環(huán)境信息。在高速行駛過程中,這極有可能引發(fā)嚴(yán)重的交通事故,危及駕乘人員的生命安全。因此,為確保汽車在整個使用壽命周期內(nèi),激光雷達(dá)能穩(wěn)定可靠地工作,其線路板必須具備卓越的耐極端溫度性能,以應(yīng)對各種惡劣的溫度條件。
普通 PCB 在材料、設(shè)計和制造工藝上,都難以滿足汽車激光雷達(dá)在極端溫度環(huán)境下的工作要求。汽車激光雷達(dá)線路板通常采用特殊的耐高溫材料,如陶瓷基板、金屬基覆銅板,或者高玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)的 FR-4 材料等,這些材料在高溫下能保持良好的物理和電氣性能。在設(shè)計上,會優(yōu)化線路布局,增加散熱措施,如設(shè)計大面積的散熱銅箔、散熱孔,采用多層板結(jié)構(gòu)來更好地分配熱量。制造工藝上,也會經(jīng)過更嚴(yán)格的質(zhì)量控制與測試流程。
.png)
電路板廠講汽車激光雷達(dá)線路板對耐極端溫度的嚴(yán)苛要求,是由汽車特殊的運(yùn)行環(huán)境、激光雷達(dá)內(nèi)部電子元件特性以及對行車安全的高要求所決定的。普通 PCB 在這些方面的局限性,使其無法替代專門為汽車激光雷達(dá)設(shè)計的線路板,只有具備出色耐極端溫度性能的線路板,才能為自動駕駛技術(shù)的發(fā)展保駕護(hù)航。
