摘要:激光雷达作为自动驾驶核心感知部件,要承受整车高频振动、‑40℃~120℃宽温循环、高压水洗、户外湿热老化等严苛工况。除了芯片、光学镜头,粘接、密封、芯片保护胶体,是保障雷达长期稳定工作的隐形关键。本文以市面激光雷达公开技术方案为案例,解析车载激光雷达三大核心胶体系,同时剖析胶体配方中无机粉体填料的价值。
一、激光雷达三大核心胶体,各司其职保障车规可靠性
外置车载激光雷达从内部光机模块、主板芯片到整机外壳,三个关键位置分别对应丙烯酸结构胶、FIPG 就地成型硅密封胶、环氧 Underfill 底部填充胶,三者分工明确,共同构建雷达的可靠性防线。
1. 丙烯酸结构胶|内部光机模块粘接加固
应用位置:激光雷达内部激光收发光学模组与壳体基座粘接包边。采用双组分车规丙烯酸结构胶,依靠高粘接强度抵抗车辆行驶高频振动冲击,牢牢固定光机组件。一旦光机发生微小位移,雷达点云、测距精度直接失效。该胶体以粘接包边为主,并非大体积灌封,同时局部保护精密电路,保障光学系统长期定位稳定性。
工况挑战:整车颠簸冲击、长期振动,普通胶水极易脱粘,丙烯酸胶无需底涂,对塑料、金属基材粘接适配性强,抗冲击性能突出。 |
2. FIPG 就地成型硅密封胶|整机壳体密封
应用位置:雷达上下壳体装配接缝、接插件周边密封。该类硅橡胶密封胶采用点胶原位固化工艺,实现ISO20653 标准 IP6K9K 防护等级,抵御高温高压喷淋、粉尘水汽侵入雷达腔体;硅橡胶弹性体可以跟随壳体热胀冷缩形变,耐受‑40℃~120℃宽温循环,抗紫外线、耐湿热老化,适配保险杠外置雷达复杂户外工况。
IP6K9K 是车载外部零部件的高阶防护,可承受 80‑100bar 高温高压水枪冲洗,杜绝镜头起雾、电路板腐蚀失效。 |
3. 车规环氧 Underfill 底部填充胶|BGA 芯片焊点防护
应用位置:主板 BGA/CSP 芯片与 PCB 基板微小缝隙。Underfill 为环氧体系,依靠毛细作用渗入芯片底部缝隙。芯片硅基材与 PCB 基板热膨胀系数(CTE)差异巨大,冷热循环、车辆振动会造成 BGA 焊点疲劳开裂。填充胶固化后分散热应力,保护微小焊点,隔绝湿气污染物,显著提升主控芯片使用寿命,是 ADAS 车载电子的强制可靠性方案。
二、看不见的配方内核:硅微粉、氧化铝粉体,胶体性能的“调节中枢”
上述三类车载胶体,树脂基体只是载体,无机功能填料决定胶体的热膨胀系数、绝缘、导热、触变补强、沉降抑制等核心指标。球形硅微粉、球形氧化铝是汽车电子胶粘剂最主流的填料体系。
球形硅微粉:调控 CTE、绝缘补强,适配 Underfill、FIPG 硅密封胶、丙烯酸结构胶
球形硅微粉 SiO₂纯度≥99.5%,球形度高,杂质含量低,热膨胀系数极低,绝缘性能优异。
1.Underfill 底部填充胶:填充占比 50‑62wt%,降低整体胶体热膨胀系数,缩小胶体与芯片、PCB 的 CTE 错配,减少冷热循环应力;球形形貌保障胶水毛细流动能力,不堵塞芯片微米级间隙,保障底部填充工艺可行性。
2.FIPG 硅密封胶:作为补强填料,提升硅橡胶模量、耐温耐候性,赋予胶体触变性能,点胶时不流淌,固化后抑制胶体收缩,提升接缝密封稳定性,防止胶体沉降分层。
3.丙烯酸结构胶:调节胶体固化收缩率,提升绝缘、耐温老化性能,改善胶体力学刚度,避免高温下胶体蠕变,稳固光机模块。
数据参考:随着球形硅微粉添加量提升,环氧胶固化收缩率可由 0.47% 下降至 0.33%,降低器件内应力风险。 |
球形氧化铝粉:导热填料,提升胶体散热能力
球形氧化铝热导率约 30‑40W/(m・K),绝缘、化学稳定性优异,性价比显著高于氮化铝等高端导热填料,广泛用于导热型结构胶、密封胶、导热凝胶配方中。
1.在丙烯酸结构胶、FIPG 硅密封胶中复配使用,构建导热通路,把光机、电路板工作热量导出,抑制雷达内部温度漂移。
2.在激光雷达配套导热凝胶、导热垫片中作为主填料,实现整机热管理,保障激光器、主控芯片工作温度稳定。
3.采用多级粒径复配,实现高填充率,兼顾胶料流动性与导热性能,固化物导热系数可达 1.8‑2.5W/(m・K),耐受‑35℃~180℃冷热冲击工况。
三、豫顺新材:面向车载雷达胶粘剂的粉体解决方案
豫顺新材作为国家高新技术企业,提供电子级球形硅微粉、球形氧化铝粉体,可针对激光雷达三类胶体做定制化粉体匹配,适配车规胶粘剂严苛要求,线下多家车企与胶体龙头企业认证测试通过采购我司产品与方案。
豫顺球形硅微粉(胶粘剂专用)
•核心指标:SiO₂≥99.5%,总金属杂质≤10ppm,球化率≥95%;可提供多档粒径,可做硅烷表面活化改性处理。
•适配场景:Underfill 底部填充胶、FIPG 硅密封胶、丙烯酸结构胶。
•价值:降低胶体 CTE,减少固化收缩;提升绝缘、耐温老化;球形颗粒保障胶水流动性,改善点胶工艺,抑制填料沉降,满足车规电子低杂质管控要求。
豫顺球形氧化铝粉(导热填料)
•核心指标:Al₂O₃≥99.5%,多粒径梯度复配方案可选,可做表面偶联改性。
•适配场景:导热型丙烯酸结构胶、导热硅密封胶、激光雷达整机导热凝胶 / 导热垫片。
•价值:构建连续导热通路,提升胶体导热能力;高球形度降低胶水粘度,支持高填充;化学稳定性强,在‑40~120℃车载工况不发生性能劣化,助力激光雷达热管理国产化落地。
行业趋势:车载感知器件国产化加速,胶粘剂上游无机填料国产替代持续推进,粉体的纯度、粒径分布、表面改性水平,直接决定终端雷达的长期可靠性。 |
参考文献 & 来源
[1] RoboSense 速腾聚创 E1 补盲激光雷达公开技术资料[2] ISO 20653,道路车辆电气设备防护等级 IP‑Code 标准[3] CN115725257B,一种高流淌性低热膨胀系数底填胶水专利,球形硅微粉在 Underfill 应用[4] 钱麒。碳化硅封装用耐温环氧树脂的性能研究及应用 [J]. 应用技术学报,2023,探讨氧化铝填料在车载雷达封装胶应用[5] 中国粉体技术,硅微粉表面改性及其应用研究进展,2025[6] 豫顺新材官网,胶粘剂、热界面材料粉体应用介绍 http://www.yushunxincai.com/[7] 博研咨询,2026 中国氧化铝导热填料行业市场报告,球形氧化铝导热性能数据[8] 北京理工大学学术期刊网,硅粉改性对环氧胶固化收缩及力学特性的影响豫顺新材 是一家集专业从事无机非金属粉体材料及表面处理等系列产品的研发、生产、销售及技术服务于一体的国家高新技术企业。公司拥有粉体超细研磨、精密分级、表面包覆到复配混合等系列自动化生产设备及检测仪器; 自成立以来致力于无机非金属粉体材料的高纯化,超细化,球形化及其表面包覆处理等深加工,无论是配方的优化或新产品的定制研发,我们都可以提供专业的个性化服务。主要应用于塑封料、覆铜板、电子胶粘剂、电工绝缘材料、特种陶瓷、油墨、涂料、高级建材、新能源等领域。欢迎私信定制,免费寄样测试~
稿:豫顺-小陆、心宇、佩君