Blindage EMI des capteurs ADAS avec mousse conductrice

Blindage EMI des capteurs ADAS : Applications de la mousse conductrice dans les caméras, les radars et les LiDAR

Les capteurs des systèmes avancés d'aide à la conduite (ADAS) sont au cœur de la conduite intelligente et figurent parmi les composants les plus exigeants en matière de conception CEM automobile. Des caméras embarquées aux radars à ondes millimétriques de 77 GHz, en passant par les LiDAR, chaque capteur présente des exigences spécifiques en matière de matériaux de blindage électromagnétique.

La mousse conductrice offre une solution flexible pour la mise à la terre, l'étanchéité des interstices et le blindage électromagnétique de ces capteurs compacts. S'appuyant sur l'expérience de Konlida dans les projets de capteurs automobiles, cet article explique les applications de la mousse conductrice dans les capteurs ADAS et comment les ingénieurs peuvent choisir la structure et le matériau les plus adaptés.

L'adoption des systèmes avancés d'aide à la conduite (ADAS) s'accélère rapidement. Ces systèmes ont évolué, passant de simples caméras de recul au régulateur de vitesse adaptatif de niveau 2 et aux systèmes de maintien de voie, tandis que les technologies de conduite automatisée de niveau 3 sont désormais intégrées aux applications de série. Avec l'augmentation de l'automatisation, le nombre de capteurs, la sensibilité du signal et les exigences en matière de compatibilité électromagnétique (CEM) augmentent en conséquence.

Un véhicule de niveau 2+ typique peut comprendre de 8 à 12 caméras, de 3 à 5 capteurs radar à ondes millimétriques, de 1 à 2 unités LiDAR et d'une douzaine de capteurs ultrasoniques . Ces dispositifs sont répartis dans le véhicule et fonctionnent dans des environnements électromagnétiques, thermiques et mécaniques complexes. Parallèlement, chaque capteur doit éviter toute interférence avec les autres systèmes électroniques.

Les solutions de mousse conductrice de Konlida ont été utilisées dans des modules de caméras automobiles, des radars à ondes millimétriques et des projets LiDAR pour des équipementiers de premier rang en Chine. Leurs applications vont des mousses conductrices omnidirectionnelles miniatures pour modules de caméras aux structures de blindage haute fréquence spécialisées pour systèmes radar.

Pour une introduction au sujet lui-même, voir Qu’est-ce que la mousse EMI ? Guide complet de la mousse EMI .

Cet article examine le rôle de la mousse conductrice d'électricité dans quatre grands types de capteurs ADAS.

1. Défis liés à la compatibilité électromagnétique des capteurs ADAS

Les capteurs ADAS sont soumis à un environnement électromagnétique différent de celui des appareils électroniques conventionnels de l'habitacle.

Défi 1 : Les capteurs sont installés dans des endroits exposés ou semi-exposés.

Les caméras sont généralement installées derrière le pare-brise, dans la calandre ou autour des rétroviseurs latéraux. Le radar à ondes millimétriques est souvent situé derrière le pare-chocs avant, tandis que le LiDAR peut être monté sur le toit ou la calandre.

Ces emplacements peuvent se situer relativement près de sources de bruit importantes, telles que les systèmes d'entraînement électrique et les convertisseurs CC/CC. Ils subissent également des variations de température et des vibrations mécaniques plus importantes.

Défi 2 : Les signaux des capteurs sont extrêmement faibles

Un radar à ondes millimétriques capte des signaux réfléchis de très faible puissance provenant des objets environnants. Même de faibles quantités de bruit électromagnétique couplé peuvent réduire sa sensibilité de détection.

Le LiDAR présente un défi similaire. Ses détecteurs optoélectroniques sont sensibles au bruit électrique, et un couplage électromagnétique indésirable peut contribuer à des erreurs de mesure ou à de fausses détections.

Défi 3 : Les capteurs doivent être isolés les uns des autres.

Plusieurs capteurs radar peuvent fonctionner simultanément sur un même véhicule. Sans isolation suffisante, les capteurs peuvent interférer entre eux.

Par conséquent, le blindage ADAS doit prendre en compte à la fois les interférences externes et le couplage croisé interne .

Défi 4 : Le blindage haute fréquence devient de plus en plus exigeant.

Les radars automobiles ont évolué des systèmes 24 GHz vers les plateformes 77 GHz et 79 GHz . Ces fréquences sont bien supérieures à la plage de 3 GHz généralement utilisée dans les spécifications de blindage classiques.

Par conséquent, les ingénieurs ne peuvent se fier uniquement aux données de blindage basse fréquence pour évaluer les mousses conductrices destinées aux applications radar. La résistance de contact, la conductivité de surface, la structure du matériau, la géométrie des joints et l'enceinte de blindage complète influent toutes sur les performances haute fréquence.

Capacité de test à haute fréquence de Konlida

Le laboratoire EMC de Konlida peut étendre les tests d'efficacité de blindage jusqu'à 40 GHz , prenant en charge la validation des matériaux et des structures haute fréquence pour les applications de capteurs avancés.

Il est important de faire la distinction avec les tests directs à 77 GHz : un test à 40 GHz ne constitue pas en soi une mesure à 77 GHz. Il fournit plutôt des données utiles de caractérisation haute fréquence et de prévalidation qui peuvent faciliter la conception du blindage radar et le choix des matériaux.

2. Mousse conductrice électrique dans quatre applications de capteurs ADAS

Application 1 : Modules de caméras automobiles

Le capteur ADAS le plus répandu

Les caméras figurent parmi les capteurs les plus nombreux dans les véhicules modernes. Elles comprennent notamment les caméras de recul, les caméras frontales pour le freinage d'urgence automatique (AEB), les caméras à vision panoramique et les caméras du système de surveillance du conducteur (DMS).

Un module caméra peut contenir :

• capteurs d'image CMOS
• Puces ISP
• Sérialiseurs
• circuits de gestion de l'alimentation
• Interfaces de signaux à haut débit

Les signaux analogiques générés par les capteurs d'image peuvent être très sensibles aux perturbations électriques. Par ailleurs, les signaux vidéo transmis par câbles coaxiaux ou câbles à paires torsadées blindées nécessitent une mise à la terre et un blindage appropriés.

Là où la mousse conductrice est utilisée

Pourquoi la mousse conductrice omnidirectionnelle est-elle efficace pour les modules de caméra ?

Les modules de caméra sont extrêmement compacts. L'espace disponible pour un joint d'étanchéité peut n'être que de 0,5 à 2 mm .

La mousse conductrice omnidirectionnelle assure la conduction selon les axes X, Y et Z. Elle permet ainsi un contact électrique à faible impédance avec une compression relativement faible, tout en minimisant les contraintes mécaniques sur l'ensemble optique.

Pour plus d'informations sur cette structure, voir Joint en mousse conductrice omnidirectionnelle vs. joint en mousse conductrice standard .

Dans plusieurs projets de caméras automobiles, Konlida a recommandé une fine mousse conductrice omnidirectionnelle, généralement d' une épaisseur d'environ 0,5 à 1 mm , entre le boîtier métallique de la caméra et le support de montage.

Cette configuration assure la mise à la terre électrique sans exercer de contraintes mécaniques excessives sur l'alignement optique. Une mousse omnidirectionnelle argentée peut également être envisagée lorsque des performances électriques à plus haute fréquence sont requises.

Application 2 : Radar à ondes millimétriques

Un nouveau défi pour le blindage haute fréquence

Le radar à ondes millimétriques est un capteur ADAS essentiel pour :

• Régulateur de vitesse adaptatif (ACC)
• Freinage d'urgence automatique (AEB)
• Détection des angles morts (BSD)
• Avertissement de collision frontale (FCW)

Les systèmes radar automobiles fonctionnent de plus en plus à environ 77 GHz et 79 GHz .

L'antenne radar émet et reçoit des ondes électromagnétiques à très haute fréquence. À ces fréquences, la conception du blindage devient particulièrement sensible à la continuité électrique, à la géométrie des joints, à la qualité des contacts et aux propriétés des matériaux.

Applications typiques de la mousse conductrice

Sélection des matériaux à hautes fréquences

Une application radar 77 GHz nécessite plus qu'une spécification de blindage basse fréquence conventionnelle.

La couche conductrice, la conductivité de surface, la résistance de contact, le comportement à la compression et la stabilité mécanique influencent tous les performances de blindage. La mousse conductrice plaquée or peut offrir des avantages en termes de conductivité et de résistance à la corrosion par rapport à certaines structures plaquées nickel.

Pour une comparaison détaillée des revêtements en mousse conductrice, voir Mousse EMC plaquée or, nickelée ou étamée .

Le laboratoire CEM de Konlida peut tester l'efficacité du blindage jusqu'à 40 GHz pour la caractérisation des matériaux haute fréquence. Pour les radars 77 GHz, ces données peuvent être combinées à des simulations spécifiques à l'application et à une validation au niveau système afin d'optimiser le choix des matériaux.

Application 3 : LiDAR

Équilibrer les performances optiques et électromagnétiques

Le LiDAR joue un rôle de plus en plus important dans les systèmes de conduite automatisée de niveau 3 et supérieur. Il émet des impulsions laser et mesure le temps de retour pour déterminer la distance de l'objet, ce qui nécessite un traitement du signal optique et électronique de haute précision.

Dans un système LiDAR, les photodétecteurs APD ou SPAD peuvent être sensibles au bruit électrique. Les interférences électromagnétiques peuvent affecter l'intégrité du signal et contribuer aux erreurs de mesure.

Les systèmes LiDAR mécaniques présentent également un autre défi : les composants mobiles ou rotatifs créent des vibrations et des mouvements mécaniques continus.

Applications typiques de la mousse conductrice

Trois exigences particulières pour le LiDAR

1. Ne pas obstruer le trajet optique

La mousse conductrice doit être positionnée en dehors du trajet optique et à l'écart des surfaces optiques critiques.

2. Résister aux vibrations et à la fatigue

Les systèmes LiDAR mécaniques peuvent fonctionner en continu sous l'effet des vibrations. La structure du joint doit garantir un contact électrique stable sans usure excessive ni déformation permanente.

3. Contrôler la contamination particulaire

Les composants optiques exigent une propreté rigoureuse. Les matériaux de protection doivent minimiser la génération de particules et la contamination par des corps étrangers.

Les produits en mousse conductrice de Konlida peuvent être fabriqués dans un environnement de salle blanche de classe 1000 , contribuant ainsi à contrôler les risques de particules et de contamination pour les applications de capteurs optiques.

Application 4 : Capteurs ultrasoniques

Les capteurs à ultrasons sont couramment utilisés pour la détection d'obstacles à courte portée, notamment pour le stationnement automatisé et l'assistance aux angles morts.

Leur fréquence de fonctionnement est généralement beaucoup plus basse que celle des radars à ondes millimétriques, souvent autour de 40 à 58 kHz .

Bien que les capteurs à ultrasons eux-mêmes présentent généralement un défi de blindage haute fréquence moins exigeant, leur emplacement sur le pare-chocs peut les exposer à des interférences provenant des systèmes de propulsion électrique et d'autres composants électroniques du véhicule.

Les principales applications des mousses conductrices sont :

• mise à la terre du boîtier du capteur
• blindage des connecteurs et des câbles
• Étanchéité entre les composants conducteurs

Les exigences en matière de blindage sont peut-être moins contraignantes que celles des radars, mais la durabilité de qualité automobile, la résistance à la température, la résistance aux vibrations et la stabilité des contacts à long terme restent importantes.

3. Exigences relatives à la mousse conductrice selon le type de capteur ADAS

Le choix d'une mousse conductrice adaptée ne dépend pas uniquement de son efficacité de blindage. Les ingénieurs doivent prendre en compte la fréquence de fonctionnement, l'espace de compression disponible, les vibrations, la propreté et les contraintes optiques.

Ces plages de fréquences doivent être considérées comme des références d'application et de validation plutôt que comme des limites universelles pour les matériaux . Les performances réelles de blindage dépendent du joint d'étanchéité, de l'enceinte, du chemin de mise à la terre, de la fréquence, de la géométrie et de la méthode d'essai.

4. Pourquoi choisir Konlida pour le blindage EMI des capteurs ADAS ?

1. Un large portefeuille de mousses conductrices

Les capteurs ADAS présentent des exigences mécaniques et électriques différentes. Konlida propose plusieurs structures en mousse conductrice, notamment :

• Mousse conductrice omnidirectionnelle pour modules de caméras compactes
• Mousse FOF et SMT plaquée or pour applications radar
• Mousse FOF de forme personnalisée pour boîtiers LiDAR
• Structures conductrices à base de tissu pour le blindage des signaux et des connecteurs

Un large portefeuille de produits permet aux clients de regrouper leurs multiples besoins en matière de blindage auprès d'un seul fournisseur.

2. Tests CEM haute fréquence

Le laboratoire EMC de Konlida peut étendre les tests d'efficacité de blindage jusqu'à 40 GHz , fournissant une caractérisation haute fréquence pour l'électronique automobile avancée.

Pour les applications radar 77 GHz, les données 40 GHz doivent être considérées comme une validation complémentaire plutôt que comme une certification ou une mesure directe à 77 GHz.

3. Production en salle blanche de classe 1000

Les modules de caméra et LiDAR peuvent être sensibles aux particules et à la contamination. La fabrication en salle blanche contribue à réduire les risques liés aux corps étrangers et favorise les applications des capteurs optiques.

4. Développement interne des matériaux

Konlida développe des matériaux conducteurs spécialisés, notamment des tissus conducteurs ultra-minces jusqu'à 0,016 mm et des mousses conductrices omnidirectionnelles plaquées argent.

Ces matériaux permettent de concevoir des capteurs de plus en plus compacts, là où les performances de blindage et l'espace d'installation disponible sont limités.

5. Production en série de qualité automobile

Konlida exploite 30 lignes de production de mousse conductrice avec une capacité de production quotidienne d'environ 2 millions de pièces .

L'entreprise détient les certifications IATF 16949, ISO 13485 et ISO 9001 , répondant aux exigences de la fabrication automobile et électronique.

Le prototypage rapide peut être réalisé en seulement 4 heures , ce qui permet aux équipes d'ingénierie d'accélérer la vérification de la conception et le développement du produit.

5. Guide de sélection rapide de la mousse conductrice pour capteurs ADAS

6. FAQ sur la mousse conductrice ADAS

Q1 : La mousse conductrice peut-elle protéger efficacement contre les radars à ondes millimétriques de 77 GHz ?

Cela dépend de la structure de blindage complète. Les spécifications des mousses conductrices classiques sont souvent basées sur des conditions de test à basse fréquence ; par conséquent, une application radar à 77 GHz ne doit pas être évaluée uniquement à partir d’une valeur nominale à 3 GHz.

La conductivité haute fréquence, le placage, la résistance de contact, la géométrie du joint, la conception du boîtier et la qualité de la mise à la terre influent tous sur le résultat final. Un test en laboratoire à 40 GHz peut fournir une caractérisation haute fréquence utile, mais il ne doit pas être présenté comme une mesure directe à 77 GHz.

Q2 : Pourquoi la mousse conductrice omnidirectionnelle est-elle préférée pour les modules de caméra ?

Les modules de caméra disposent d'un espace d'installation extrêmement limité, souvent inférieur à 1 mm.

La mousse conductrice omnidirectionnelle permet d'établir un contact électrique avec une compression relativement faible, réduisant ainsi la contrainte mécanique exercée sur les composants optiques. Elle est donc particulièrement adaptée aux assemblages compacts où l'alignement optique doit être préservé.

Q3 : Le mécanisme de rotation du LiDAR peut-il utiliser de la mousse conductrice ?

Oui, à condition que la structure de la mousse soit conçue pour les conditions mécaniques.

Pour les composants mobiles, les ingénieurs doivent prendre en compte la résistance à l'usure, la fatigue par compression et la stabilité électrique à long terme. Des structures FOF à âme en silicone ou des mousses conductrices omnidirectionnelles spécialement conçues peuvent être envisagées, tandis que la conception mécanique doit empêcher la mousse de subir un frottement de rotation excessif.

Q4 : En quoi la mousse conductrice ADAS diffère-t-elle des joints EMI automobiles conventionnels ?

Les applications ADAS mettent généralement davantage l'accent sur :

• Réponse en haute fréquence
• Espace d'installation extrêmement limité
• faible force de compression
• Propreté optique
• résistance aux vibrations
• cycles de température
• Résistance aux embruns salins et aux intempéries

Pour les exigences de blindage des circuits imprimés automobiles, voir Joints de blindage pour circuits imprimés automobiles : pourquoi les voitures ont besoin de matériaux spéciaux .

Q5 : Quelle expérience Konlida possède-t-elle en matière de projets ADAS ?

Les produits en mousse conductrice de Konlida ont été utilisés dans des modules de caméra, des radars à ondes millimétriques et des projets LiDAR pour de nombreux fournisseurs de premier rang en Chine.

Son équipe d'ingénieurs peut prendre en charge le processus depuis la sélection des matériaux et la conception de la structure du joint jusqu'au développement du prototype et à la validation CEM.

À propos de Konlida

La société Suzhou Konlida Precision Electronics Co., Ltd. a été créée en 2006 et se spécialise dans le développement et la fabrication de matériaux de blindage électromagnétique et de gestion thermique.

capacités de fabrication

• installations de production de 45 000 m²
• 30 lignes de production de mousse conductrice
• 12 machines de découpe rotatives
• Capacité journalière d'environ 2 millions de pièces
• Équipements d'emballage et de formage automatisés internes de quatrième génération
• Certifications IATF 16949, ISO 13485 et ISO 9001
• production en salle blanche de classe 1000

capacités techniques

• Près de 20 ans d'expérience dans le blindage EMI
• Tests de compatibilité électromagnétique en laboratoire jusqu'à 40 GHz
• Tissu conducteur ultra-mince fabriqué en interne, jusqu'à 0,016 mm
• Mousse conductrice omnidirectionnelle plaquée argent
• Prototypage rapide en seulement 4 heures
• Expérience de production auprès de plusieurs fournisseurs automobiles de premier rang

Pour les applications de capteurs ADAS, la mousse conductrice omnidirectionnelle de Konlida, la mousse FOF/SMT plaquée or et la mousse FOF de forme personnalisée ont été utilisées dans des projets de caméras, de radars à ondes millimétriques et de LiDAR.

Explorez les solutions de mousse conductrice de Konlida pour les applications de capteurs ADAS ou consultez ses projets d'électronique automobile pour comprendre comment différentes structures de blindage sont adaptées aux exigences spécifiques des capteurs.

Vous recherchez la mousse conductrice idéale pour un capteur ADAS ? Contactez Konlida pour la sélection des matériaux, la conception de joints sur mesure, le prototypage et l’assistance à la validation CEM.