車載傳感器的分類、激光雷達(dá)的原理與傳感器芯片清洗介紹

合明科技發(fā)布時(shí)間：2024-07-24 ?? 2505 Tags：車載傳感器分類傳感器芯片封裝清洗芯片中性清洗劑

一、車載傳感器的分類

用在自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的傳感器主要分為：

光學(xué)攝像頭、毫米波雷達(dá)、超聲波傳感器和激光雷達(dá)（Light detection and ranging, LiDAR）。

不同類型的車載傳感器的位置及各自功能如下圖所示，其中車載激光雷達(dá)能夠?qū)τ诮⒅?、遠(yuǎn)距離場(chǎng)景均能構(gòu)建。

下面將簡(jiǎn)要介紹這幾種主要傳感器的原理，以及它們的優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)。

1）光學(xué)攝像頭：該方案是一種被動(dòng)式的探測(cè)，即環(huán)境光照射到物體表面反射，并被接收系統(tǒng)接收后，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)采用圖像識(shí)別算法進(jìn)行處理，最終獲取周圍環(huán)境和車輛的信息。光學(xué)攝像頭傳感器具有較好的空間分辨率、能夠獲取具體的物體形狀與顏色信息的優(yōu)勢(shì)。但是該傳感方式依賴外部光線，受環(huán)境光影響大；除此之外，該方案依賴深度學(xué)習(xí)算法，數(shù)據(jù)處理量大，欠缺對(duì)行人識(shí)別的穩(wěn)定性。

2）毫米波雷達(dá)：該方案采用波長(zhǎng)為1~10 mm，即頻率為30~300GHz的毫米波作為探測(cè)媒介，通過接收并分析被物體表面反射的毫米波來實(shí)現(xiàn)探測(cè)的功能，能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)測(cè)距和測(cè)速功能，有效距離達(dá)到了200 m。該技術(shù)較為成熟，具有價(jià)格相對(duì)低廉，性價(jià)比較高的優(yōu)勢(shì)。但是該方案使用的毫米波的波束較寬且波長(zhǎng)較長(zhǎng)，導(dǎo)致其識(shí)別精度較弱，無法辨別物體的細(xì)節(jié)，需要對(duì)復(fù)雜的返回信號(hào)進(jìn)行處理；毫米波雷達(dá)對(duì)非金屬的物體檢測(cè)靈敏度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于金屬物體，導(dǎo)致其在人車混合的復(fù)雜場(chǎng)景下對(duì)行人的探測(cè)效果不理想。

3）超聲波傳感器：該方案采用超聲波進(jìn)行測(cè)距，利用發(fā)射和接收信號(hào)的時(shí)間差來獲取周圍物體的位置信息。主要用于變道輔助與自動(dòng)倒車等場(chǎng)景。超聲波探測(cè)具有受環(huán)境干擾小、成本低廉與體積小等優(yōu)點(diǎn)，主要用于短距離探測(cè)領(lǐng)域。但是由于聲波傳播的速度較慢，因此不能對(duì)中遠(yuǎn)距的物體進(jìn)行測(cè)量。

4）激光雷達(dá)：該方案通過發(fā)射并接收被物體表面反射的激光，實(shí)現(xiàn)對(duì)物體的探測(cè)。激光雷達(dá)同時(shí)具有探測(cè)距離遠(yuǎn)、分辨率高、受環(huán)境光影響小以及抗電磁干擾等優(yōu)點(diǎn)；除此之外，該方案與光學(xué)攝像頭相比，無需復(fù)雜的深度學(xué)習(xí)算法。但是該方案在如風(fēng)沙和雨雪等惡劣條件下使用效果不理想，且價(jià)格較為昂貴。

總體來看，和其他幾種傳感器相比，激光雷達(dá)在探測(cè)距離、分辨率、受到環(huán)境光和電磁干擾影響等方面均具有優(yōu)勢(shì)，在車載傳感器領(lǐng)域得到了越來越多的關(guān)注和應(yīng)用，尤其近年來上市的國(guó)產(chǎn)新能源汽車基本裝備有激光雷達(dá)，用于識(shí)別汽車周圍的環(huán)境信息。

二、激光雷達(dá)的原理

激光雷達(dá)是以激光為媒介進(jìn)行探測(cè)的。如下圖所示，激光雷達(dá)由發(fā)射系統(tǒng)、掃描系統(tǒng)、接收系統(tǒng)和信號(hào)處理系統(tǒng)構(gòu)成。

激光雷達(dá)和雷達(dá)探測(cè)原理相似，區(qū)別在于它使用的探測(cè)媒介是激光而不是微波，由于激光具有發(fā)散角小的優(yōu)點(diǎn)，所以激光雷達(dá)具有更高的角度分辨率。

激光雷達(dá)的原理為：發(fā)射系統(tǒng)發(fā)出的激光被物體表面反射后，在接收端被被接收系統(tǒng)接收。在被數(shù)據(jù)處理模塊處理后，得到精確的物體位置信息。

三、激光雷達(dá)的主要分類

根據(jù)探測(cè)原理的差異，將激光雷達(dá)分為兩類：非相干探測(cè)激光雷達(dá)和相干探測(cè)激光雷達(dá)。下面將具體介紹這兩種探測(cè)方式的原理和代表方案。

基于非相干探測(cè)原理的激光雷達(dá)主要為ToF激光雷達(dá)，該方案光源一般為波長(zhǎng)905 nm或者940 nm的脈沖光。如下圖所示：

四、FMCW激光雷達(dá)與ToF激光雷達(dá)的比較

FMCW激光雷達(dá)作為下一代有望被車輛裝載的傳感器，與ToF激光雷達(dá)相比有以下幾點(diǎn)優(yōu)勢(shì)：

第一，F(xiàn)MCW激光雷達(dá)的光源為頻率連續(xù)且周期性變化的激光，采用光外差相干探測(cè)的方式進(jìn)行探測(cè)。其中本振光對(duì)探測(cè)光有放大作用，相對(duì)于ToF激光雷達(dá)，F(xiàn)MCW激光雷達(dá)對(duì)光源發(fā)光功率的要求更小；連續(xù)波的工作方式和脈沖的工作方式相比，具有較小的平均功率。此外，F(xiàn)MCW激光雷達(dá)具有更高的靈敏度與分辨率。

第二，ToF激光雷達(dá)大多采用波長(zhǎng)為905nm或者940nm的高能量脈沖激光器作為光源，如下圖(a)所示，F(xiàn)MCW激光雷達(dá)光源采用波長(zhǎng)為1550nm的激光對(duì)人眼更加安全，這使得FMCW激光雷達(dá)光源的發(fā)射功率和探測(cè)距離不會(huì)受到安全方面的太多限制。與此同時(shí)，如圖(b)所示，波長(zhǎng)為1550 nm的激光遠(yuǎn)離可見光譜，不易受到環(huán)境光的影響。除此之外，波長(zhǎng)為1550 nm的激光在空氣中穿透能力強(qiáng)，在空氣中不容易被散射或者吸收。

傳感器芯片封裝清洗介紹

合明科技研發(fā)的水基清洗劑配合合適的清洗工藝能為芯片封裝前提供潔凈的界面條件。

水基清洗的工藝和設(shè)備配置選擇對(duì)清洗精密器件尤其重要，一旦選定，就會(huì)作為一個(gè)長(zhǎng)期的使用和運(yùn)行方式。水基清洗劑必須滿足清洗、漂洗、干燥的全工藝流程。

污染物有多種，可歸納為離子型和非離子型兩大類。離子型污染物接觸到環(huán)境中的濕氣，通電后發(fā)生電化學(xué)遷移，形成樹枝狀結(jié)構(gòu)體，造成低電阻通路，破壞了電路板功能。非離子型污染物可穿透PC B 的絕緣層，在PCB板表層下生長(zhǎng)枝晶。除了離子型和非離子型污染物，還有粒狀污染物，例如焊料球、焊料槽內(nèi)的浮點(diǎn)、灰塵、塵埃等，這些污染物會(huì)導(dǎo)致焊點(diǎn)質(zhì)量降低、焊接時(shí)焊點(diǎn)拉尖、產(chǎn)生氣孔、短路等等多種不良現(xiàn)象。

這么多污染物，到底哪些才是最備受關(guān)注的呢？助焊劑或錫膏普遍應(yīng)用于回流焊和波峰焊工藝中，它們主要由溶劑、潤(rùn)濕劑、樹脂、緩蝕劑和活化劑等多種成分，焊后必然存在熱改性生成物，這些物質(zhì)在所有污染物中的占據(jù)主導(dǎo)，從產(chǎn)品失效情況來而言，焊后殘余物是影響產(chǎn)品質(zhì)量最主要的影響因素，離子型殘留物易引起電遷移使絕緣電阻下降，松香樹脂殘留物易吸附灰塵或雜質(zhì)引發(fā)接觸電阻增大，嚴(yán)重者導(dǎo)致開路失效，因此焊后必須進(jìn)行嚴(yán)格的清洗，才能保障電路板的質(zhì)量。

合明科技運(yùn)用自身原創(chuàng)的產(chǎn)品技術(shù)，滿足芯片封裝工藝制程清洗的高難度技術(shù)要求，打破國(guó)外廠商在行業(yè)中的壟斷地位，為芯片封裝材料全面國(guó)產(chǎn)自主提供強(qiáng)有力的支持。

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