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氮化铝陶瓷基板应用前景之激光传感器
 斯利通
实习生   26  2017/9/7 16:34:00
楼主
无人驾驶的大热也使得激光雷达成为人们关注的焦点,激光雷达也同样属于激光传感器的一种,大家平时在新闻里看到的无人驾驶汽车车顶的那个多出来的部分就是激光雷达。英文简称:LIDAR。
LIDAR是一种集激光器,全球定位系统(GPS)和惯性导航系统(INS)三种技术与一身的系统,用于获得数据并生成精确的数字模型。这三种技术的结合,可以高度准确地定位激光束打在物体上的光斑。简而言之就是用激光束探测目标的位置、速度等特征量的传感器。激光雷达具有分辨率高、隐藏性好、抗干扰能力强、低空探测性能好,体积小,质量轻。等优点。主要原因还是在激光器上,可能说GPS大家都不会陌生,但是激光器可能就鲜为人知了。
激光器可以分为气体激光器、固体激光器、半导体激光器、染料激光器。其中半导体激光器的应用是最广泛的,目前大多激光雷达中使用的也是半导体激光器。说到半导体激光器就不得不说说氮化铝陶瓷基板了。
一般情况下,半导体激光器的发光波长随温度变化为0.2-0.3nm/℃,光谱宽度随之增加,影响颜色鲜艳度。另外,当正向电流流经pn结,发热性损耗使结区产生温升,在室温附近,温度每升高1℃,半导体激光器的发光强度会相应地减少1%左右,时保持色纯度与发光强度非常重要,以往多采用减少其驱动电流的办法,降低结温,多数半导体激光器的驱动电流限制在20mA左右。
但是,半导体激光器的光输出会随电流的增大而增加,很多功率型半导体激光器的驱动电流可以达到70mA、100mA甚至1A级,需要改进封装结构才能保证激光器的寿命,全新的半导体激光器封装设计理念采用低热阻封装结构及技术,改善热特性。例如,采用大面积芯片倒装结构,选用导热性能好的银胶,将氧化铝支架更换为氮化铝支架,焊料凸点的硅载体直接装在氮化铝陶瓷热沉上等一些方法。
但都是跟氮化铝陶瓷基板分不开的。氮化铝陶瓷基板从导热系数来讲,是目前所有基材中最优秀的,普通的金属基板例如铝基板的导热系数差不多在3-5W/(m·K)。主要是因为有个绝缘层的阻隔,硅载体无法与基材直接接触。陶瓷基板本身的绝缘性能比较优良,耐高温高压,氧化铝陶瓷基板的导热系数大概在15-35 W/(m·K),氮化铝陶瓷基板的导热系数大概在氧化铝基板的10倍左右。在散热方面,是完全没有什么问题的。而且陶瓷基板具有更低的热膨胀系数,对于硅基而言,更加的匹配。
半导体激光器是成熟较早、进展较快的一类激光器,由于它的波长范围宽,制作简单、成本低、易于大量生产,并且由于体积小、重量轻、寿命长,因此,品种发展快,应用范围广,已超过300种,半导体激光器的最主要应用领域是Gb局域网和的半导体激光器。1300nm -1550nm波长的半导体激光器适用于1OGb局域网系统.半导体激光器的应用范围覆盖了整个光电子学领域,已成为当今光电子科学的核心技术.半导体激光器在激光测距、激光雷达、激光通信、激光模拟武器、激光警戒、激光制导跟踪、引燃引爆、自动控制、检测仪器等方面获得了广泛的应用,形成了广阔的市场。
但是在氮化铝陶瓷基板市场,国内并没有一个很大的规模,因为技术难题,能够量产的少之又少,像大陆的话,有军工背景的斯利通算一个,然后就是台湾的一些厂家,完全不足以供应国内的需求,依然还是要靠大量进口来解决内需,这一块国家也开始了大规模的扶持,我国的技术水准并不低于国际,目前只是产量问题,相信在政府的大力支持下,将会迎来飞速发展。
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