在自动驾驶技术飞速发展的当下,激光雷达作为核心传感器,宛如车辆的 “慧眼”,为自动驾驶系统精准感知周围环境提供关键数据。
汽车激光雷达线路板,作为激光雷达的 “神经中枢”,承担着信号传输、数据处理等重要使命。与普通印刷电路板(PCB)不同,汽车激光雷达线路板对耐高温有着极为严苛的要求,这背后蕴含着诸多深层次的原因。
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汽车的运行环境复杂多变,温度范围极为宽泛。在发动机舱内,发动机运转产生的大量热量,可使周边温度轻松突破 100℃,在极端工况下,温度更是会急剧攀升。新能源汽车的电池在充放电过程中,尤其是快充或大电流放电时,电池舱内温度也会显著升高,部分部位温度可达 120℃ - 130℃。不仅如此,在寒冷地区,车辆在低温环境下启动时,激光雷达线路板又要面临低至 - 40℃的严寒考验。普通 PCB 通常适用于较为温和的室内环境,工作温度范围一般在 0℃ - 70℃,面对汽车内如此极端的温度波动,普通 PCB 根本无法胜任。
激光雷达内部的电子元件对温度极为敏感。以激光发射二极管和接收二极管为例,高温会使它们的性能产生显著变化。温度升高时,激光发射二极管的输出功率可能下降,波长发生漂移,这将直接导致激光雷达的测距精度大幅降低,使车辆对周围物体距离的判断出现偏差。而接收二极管在高温环境下,噪声水平会增加,灵敏度下降,难以准确捕捉反射回来的微弱激光信号,进而影响整个激光雷达系统对环境信息的采集与分析。对于雷达内部的信号处理芯片来说,高温同样是大敌。芯片在高温下,电子迁移现象加剧,电路的电阻增大,信号传输延迟,甚至可能出现数据错误,导致对激光雷达采集到的海量点云数据处理失误,使自动驾驶系统做出错误决策。

从可靠性与安全性角度考量,汽车作为高速行驶的交通工具,其安全性至关重要。
汽车激光雷达PCB在高温环境下一旦出现故障,如线路板上的焊点因高温熔化、脱焊,导致线路断路或短路,会使激光雷达瞬间失效,无法为自动驾驶系统提供环境信息。在高速行驶过程中,这极有可能引发严重的交通事故,危及驾乘人员的生命安全。因此,为确保汽车在整个使用寿命周期内,激光雷达能稳定可靠地工作,其线路板必须具备卓越的耐极端温度性能,以应对各种恶劣的温度条件。
普通PCB在材料、设计和制造工艺上,都难以满足汽车激光雷达在极端温度环境下的工作要求。汽车激光雷达线路板通常采用特殊的耐高温材料,如陶瓷基板、金属基覆铜板,或者高玻璃化转变温度(Tg)的 FR-4 材料等,这些材料在高温下能保持良好的物理和电气性能。在设计上,会优化线路布局,增加散热措施,如设计大面积的散热铜箔、散热孔,采用多层板结构来更好地分配热量。制造工艺上,也会经过更严格的质量控制与测试流程。
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电路板厂讲汽车激光雷达线路板对耐极端温度的严苛要求,是由汽车特殊的运行环境、激光雷达内部电子元件特性以及对行车安全的高要求所决定的。普通 PCB 在这些方面的局限性,使其无法替代专门为汽车激光雷达设计的线路板,只有具备出色耐极端温度性能的线路板,才能为自动驾驶技术的发展保驾护航。