漢高李盛:電子材料在自動駕駛時代的新挑戰(zhàn)
2月20-21日,2019全球第二屆自動駕駛論壇在武漢(查成交價|參配| 對于漢高電子材料業(yè)務(wù)來說,我們在歐洲、美洲、亞洲有非常多的制造以及研發(fā)中心,提供主要覆蓋粘接材料、連接材料、保護材料以及熱管理材料四大方面材料,服務(wù)汽車電子、消費品電子——比如說手機、用工業(yè)電子以及半導(dǎo)體封裝四個細分市場。 汽車電子自動駕駛方面,SAE對自動駕駛等級劃分成L1-L5。L2我給它一個比喻是目不轉(zhuǎn)睛,L4基本上可以閉目養(yǎng)神,L5是隨心所欲。L2級車輛會需要用3-5個雷達,攝像頭可能2到4個;L4則可能達到6個雷達,7到8個攝像頭以及2到4個激光雷達。這是一個市場研究機構(gòu)給出的定義,每家OEM廠商會有自己的詳細定義。 ADASSensor傳感器具體來講,包括超聲波、激光雷達等等硬件設(shè)備,是車輛的耳朵、鼻子、眼睛,所有這些信號加起來最后還需要一個大腦去做處理。ADASSensor會用到品種豐富電子材料,包括導(dǎo)熱、灌封、電路板保護材料等等,所有這些材料的目的就是為了保證電子元器件能夠工作,并且能夠穩(wěn)定、高效的工作。 隨著電子行業(yè)的發(fā)展,逐漸汽車也開始走向智能化、網(wǎng)聯(lián)化,以后的汽車基本上是個大型的移動計算機。 對于自動駕駛,我覺得有幾點是不變的——OEM對于產(chǎn)品功能卓越的要求不會變,對于產(chǎn)品高性價比的要求不會變,對于高穩(wěn)定性、高可靠性的要求是不會變的。作為ADASSensor制造行業(yè)的一部分,我們更多要做的是怎么樣去提升、開發(fā)高質(zhì)量、高可靠產(chǎn)品,來滿足行業(yè)、趨勢的需求。 我們先來說說"穩(wěn)",在中國的各種道路上,包括鄉(xiāng)間道路或者是山間道路,有很多的泥濘,所以我們的道路其實是比較顛簸的,這就對Sensor或者是數(shù)據(jù)模塊有很高的要求,因為它長期處于一個震動狀態(tài)。那么在震動過程中,怎么樣去保證Sensor運行穩(wěn)定,還有性能不會失效,來保證車輛運行的安全?這時候漢高有一個方案,我們叫做Underfill底部填充材料。通過使用underfill材料對BGA芯片底下進行底部填充,增強芯片和PCB之間的抗跌落性能,從而達到加固的效果。 我們在實驗中,用慢速攝像機記錄了在點與不點Underfill情況下,芯片在震動環(huán)境中的表現(xiàn)。很清晰就可以看到,沒有點Underfill的芯片,在持續(xù)的震動中,芯片容易脫落;點了Underfill的芯片則沒有出現(xiàn)震落現(xiàn)象。 漢高把Underfill底部填充材料在手機等消費品電子的豐富經(jīng)驗帶到了汽車電子自動駕駛的車載攝像頭、毫米波雷達、激光雷達以及數(shù)據(jù)模塊中。然而汽車電子會有更多的特殊性、更惡劣的使用環(huán)境、更嚴苛的安全要求。比如溫度,消費品電子測試溫度要求基本在-20度到65度,而汽車在實際使用中則會面臨暴曬、極寒等情況,材料的測試溫度(-40-175度)會更寬泛,而且針對每一個安全級別,還會有一些對應(yīng)的溫度操作時間。再比如使用壽命,手機一般只要求1-3年的使用壽命,而我們針對汽車則要達到使用壽命至少15年的測試標準。機械方面的話消費電子主要是跌落,汽車主要是震動。 對于世界來說自動駕駛還是比較新的行業(yè),每次技術(shù)的革新、行業(yè)的升級都伴隨著材料的創(chuàng)新。Underfill材料、乃至電子材料也不例外,在將來會有很長的路需要走。對于下一代應(yīng)用于汽車電子的underfill材料,更高的可靠性、更寬的溫度范圍以及環(huán)保的需求已經(jīng)在眼前。 說完了穩(wěn)定性。我們再來說說第二個挑戰(zhàn)——熱。 我們經(jīng)常會看到車輛在太陽的曝曬下行駛,而在太陽照射的地方剛好是雙目攝像頭或者單目攝像頭所在的位置。設(shè)備運行元器件產(chǎn)生的溫度,環(huán)境的溫度加上陽光曝曬,對設(shè)備的散熱效率也是一個嚴峻的挑戰(zhàn)。如何讓設(shè)備擁有一顆"冷靜的芯"?在這個時候,漢高的界面導(dǎo)熱材料,能幫助設(shè)備降降溫。 圖中我們可以看到,元器件的效率跟溫度有著密切的關(guān)系,明顯可以看到在高溫情況下,元器件的失效率其實是大大增強的。芯片在工作時會持續(xù)發(fā)熱,而空氣對熱的傳導(dǎo)效率非常低,通俗的說就是導(dǎo)熱不好,這時候就需要介質(zhì)來幫助將熱量傳遞到金屬散熱界面上。界面導(dǎo)熱材料,它就起到了這個功能。在熱源(比如芯片)以及散熱器(比如外殼)之間搭起橋梁,將芯片等元器件產(chǎn)生的熱能迅速、高效傳導(dǎo)到散熱器或者外殼上,避免元器件在高溫環(huán)境下工作故障,來保證設(shè)備的有效運行。 漢高在導(dǎo)熱行業(yè)深耕多年,在2014年,收購了世界領(lǐng)先的導(dǎo)熱材料供應(yīng)商——貝格斯,使得旗下?lián)碛蟹浅XS富的導(dǎo)熱產(chǎn)品線。在ADAS領(lǐng)域,考慮到長期可靠性等因素,目前最主要使用的是固態(tài)導(dǎo)熱墊片、液態(tài)導(dǎo)熱填縫材料兩種材料。這兩個材料適用于不同場景。導(dǎo)熱墊片通過模切使用,前期投入少;液態(tài)導(dǎo)熱填隙材料則與點膠設(shè)備配套,可實現(xiàn)大規(guī)模自動化生產(chǎn),同時靈活性也更高,更適合小型、精密汽車電子設(shè)備生產(chǎn)。我們和很多主流的OEM、Tier1有著緊密合作,我們也看到了一些新的趨勢:元器件功率越來越大,帶來對高導(dǎo)熱性能產(chǎn)品的需求;而設(shè)備的小型化,又對高導(dǎo)熱和點膠靈活性提出了雙重要求。 最后,我想分享一下2018年從漢高美國回到中國,對于自動的一些感觸。中國、美國是兩個主要的技術(shù)發(fā)展引領(lǐng)市場,很多時候我們談到中國是一個汽車大國,但卻未必是一個汽車制造強國,在很多技術(shù)方面其實我們還是非常的依賴于國外的企業(yè);但是回國后的近兩年,我也看到,在中國我們有越來越多有能力的初創(chuàng)企業(yè)以、明星企業(yè)進入到自動駕駛行業(yè),呈現(xiàn)出蓬勃的發(fā)展態(tài)勢。我相信我們未來會更好,包括自動駕駛,包括中國汽車強國的夢想一定會實現(xiàn)!
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