sales78@konlidacn.com+86 18913657912
ADAS传感器EMI屏蔽，带导电性泡棉
ADAS传感器电磁干扰屏蔽：导电材料在摄像头、雷达和激光雷达中的应用泡棉
高级驾驶辅助系统 (ADAS) 传感器是智能驾驶的核心，也是汽车电磁兼容性 (EMC) 设计中最具挑战性的组件之一。从车载摄像头、77GHz 毫米波雷达到激光雷达 (LiDAR)，每种传感器对电磁干扰 (EMI) 屏蔽材料的要求都不尽相同。
导电材料泡棉为这些紧凑型传感器组件中的接地、间隙密封和电磁屏蔽提供了一种灵活的解决方案。基于康丽达在汽车传感器项目方面的经验，本文阐述了导电材料泡棉在ADAS传感器中的应用，以及工程师如何选择合适的结构和材料。
ADAS（高级驾驶辅助系统）的普及速度正在迅速加快。系统已从基本的后视摄像头发展到L2级自适应巡航控制和车道保持系统，而L3级自动驾驶技术也正在进入量产应用阶段。随着自动化程度的提高，传感器数量、信号灵敏度和电磁兼容性（EMC）的要求也相应提高。
典型的L2+级车辆可能包含8-12个摄像头、3-5个毫米波雷达传感器、1-2个激光雷达单元以及大约12个超声波传感器。这些设备分布在车辆周围，并在复杂的电磁、热和机械环境中运行。同时，每个传感器都必须避免干扰其他电子系统。
康丽达 的导电 泡棉 解决方案已应用于中国一级供应商的汽车摄像头模块、毫米波雷达和激光雷达项目中。应用范围涵盖用于摄像头模块的微型全向导电 泡棉 到用于雷达系统的专用高频屏蔽结构。
有关材料本身的介绍，请参见什么是EMI？EMI完整指南。
本文探讨了导电泡棉在四种主要ADAS传感器类型中的作用。
1. ADAS传感器的电磁兼容性挑战
ADAS传感器面临的电磁环境与传统车厢电子设备不同。
挑战一：传感器安装在暴露或半暴露的位置
摄像头通常安装在挡风玻璃后方、前格栅内或侧视镜周围。毫米波雷达通常位于前保险杠后方，而激光雷达则可能安装在车顶或前格栅上。
这些地点可能相对靠近高噪声源，例如电机驱动系统和直流/直流转换器。它们还会经历较大的温度波动和机械振动。
挑战二：传感器信号极其微弱
毫米波雷达接收来自周围物体的极低功率反射信号。即使是少量的耦合电磁噪声也会降低探测灵敏度。
激光雷达也面临类似的挑战。其光电探测器对电噪声非常敏感，不必要的电磁耦合会导致测量误差或误检。
挑战3：传感器之间必须相互隔离
同一辆车上可能同时安装多个雷达传感器。如果隔离措施不足，传感器之间可能会相互干扰。
因此，ADAS屏蔽必须同时解决外部干扰和内部串扰问题。
挑战四：高频屏蔽的要求越来越高
汽车雷达已经从24GHz系统发展到77GHz和79GHz平台。这些频率远高于传统屏蔽规范中通常引用的3GHz范围。
因此，工程师在评估用于雷达应用的导电材料时，不能仅仅依赖低频屏蔽数据。接触电阻、表面电导率、材料结构、接头几何形状以及整个屏蔽罩都会影响高频性能。
康丽达的高频测试能力
康丽达 的 EMC 实验室可以将屏蔽效能测试扩展到40GHz ，支持先进传感器应用的高频材料和结构验证。
需要注意的是，这与直接进行77GHz测试不同：40GHz测试本身并不等同于77GHz测量。相反，它提供了有用的高频特性分析和预验证数据，可用于支持雷达屏蔽设计和材料选择。
2. 四种ADAS传感器应用中的导电性泡棉
应用1：汽车摄像头模块
最广泛使用的ADAS传感器
摄像头是现代车辆中最常见的传感器之一。其应用包括后视摄像头、用于自动紧急制动系统的前置摄像头、环视摄像头和驾驶员监控系统（DMS）摄像头。
摄像头模块可能包含：
- CMOS图像传感器
- ISP芯片
- 序列化器
- 电源管理电路
- 高速信号接口
图像传感器产生的模拟信号对电噪声非常敏感。同时，通过同轴电缆或屏蔽双绞线传输的视频信号需要适当的接地和屏蔽。
其中导电泡棉
| 应用领域 | 推荐材料 | 主要功能 |
|---|---|---|
| 模块外壳接地 | 全向导电泡棉 | 外壳与支架之间的低阻抗接地 |
| CMOS传感器屏蔽 | 微型全向泡棉 | 敏感元件周围的近场屏蔽 |
| 电缆/连接器屏蔽 | 导电织物或线圈 泡棉 | 信号路径的屏蔽和接地 |
| 镜头座到外壳 | 微型 FOF 泡棉 | 金属部件之间的导电连接 |
为什么全向导电泡棉适用于相机模块
相机模块非常紧凑，可用于安装屏蔽垫圈的空间可能只有0.5-2毫米。
全向导电层泡棉在X、Y和Z方向上提供导电路径。这使得在相对较小的压缩下即可实现低阻抗电接触，同时最大限度地减少光学组件上的机械应力。
有关此结构的更多信息，请参阅全向导电泡棉垫片与标准导电泡棉垫片的比较。
在几个汽车相机项目中，康丽达建议在金属相机外壳和安装支架之间使用薄的全向导电泡棉，厚度通常在0.5-1毫米左右。
这种配置可在不给光学对准施加过大机械应力的情况下实现电气接地。当需要更高频率的电气性能时，也可考虑使用镀银全向泡棉。
应用二：毫米波雷达
高频屏蔽面临的新挑战
毫米波雷达是以下应用的核心ADAS传感器：
- 自适应巡航控制（ACC）
- 自动紧急制动（AEB）
- 盲点检测（BSD）
- 前向碰撞预警（FCW）
汽车雷达系统越来越多地在77GHz 和 79GHz左右运行。
雷达天线发射和接收高频电磁波。在这些频率下，屏蔽设计对电气连续性、接头几何形状、接触质量和材料特性尤为敏感。
典型的导电泡棉应用
| 应用领域 | 推荐材料 | 主要功能 |
|---|---|---|
| 雷达外壳接缝 | D形或P形FOF泡棉 | 外壳接缝处的电磁干扰密封 |
| PCB与外壳接地 | 镀金SMT导电泡棉 | 低阻抗接地 |
| 雷达罩/外壳接口 | 环形导电泡棉 | 天线区域周围的屏蔽和隔离 |
| 外部连接器 | 环形导电垫片 | 360°连接器屏蔽 |
高频材料选择
77GHz 雷达应用需要比传统的低频屏蔽规范更高的要求。
导电层、表面电导率、接触电阻、压缩性能和机械稳定性都会影响屏蔽性能。与某些镀镍结构相比，镀金导电层在导电性和耐腐蚀性方面具有优势。
有关导电涂层的详细比较，请参见镀金、镀镍、镀锡 EMC 泡棉 。
康丽达 的电磁兼容性实验室能够测试高达 40GHz 的屏蔽效能，用于高频材料特性分析。对于 77GHz 雷达设计，这些数据可以与特定应用的仿真和系统级验证相结合，以支持材料选择。
应用3：激光雷达
平衡光学和电磁性能
激光雷达在L3级及更高级别的自动驾驶系统中日益重要。它发射激光脉冲并测量返回时间以确定物体距离，这需要高精度的光学和电子信号处理。
在激光雷达系统中，雪崩光电二极管（APD）或单光子雪崩光电二极管（SPAD）对电噪声非常敏感。电磁干扰可能会影响信号完整性，并导致测量误差。
机械式激光雷达系统还带来了另一个挑战：移动或旋转部件会产生持续的振动和机械运动。
典型的导电泡棉应用
| 应用领域 | 推荐材料 | 主要功能 |
|---|---|---|
| 房屋接缝 | D/P 形 FOF 泡棉 | 电磁干扰密封 |
| 内部PCB接地 | 镀金SMT 泡棉 | 高速电路接地 |
| 光电模块 | 微型全向泡棉 | 近场屏蔽 |
| 旋转/扫描机构 | 微型 FOF 泡棉 | 导电接地 |
激光雷达的三项特殊要求
1. 请勿阻挡光路
导电体泡棉必须位于光路之外，远离关键光学表面。
2. 抗振动和抗疲劳
机械式激光雷达系统可能需要在振动环境下持续工作。密封垫片结构必须保持稳定的电接触，且不得过度磨损或发生永久变形。
3. 控制颗粒物污染
光学元件对清洁度要求极高。屏蔽材料应尽可能减少颗粒物的产生和异物污染。
康丽达 的导电 泡棉 产品可以在1000 级洁净室环境中制造，有助于控制光学传感器应用中的颗粒物和污染风险。
应用4：超声波传感器
超声波传感器通常用于短距离障碍物检测，包括自动泊车和盲点辅助。
它们的运行频率通常比毫米波雷达低得多，通常在40–58kHz左右。
虽然超声波传感器本身对高频屏蔽的要求通常较低，但它们在保险杠上的位置可能会受到电动驱动系统和其他车辆电子设备的干扰。
主要导电应用有：
- 传感器外壳接地
- 连接器和线缆屏蔽
- 导电元件之间的间隙密封
虽然屏蔽要求可能不如雷达那么高，但汽车级的耐用性、耐温性、抗振性和长期接触稳定性仍然很重要。
3. ADAS传感器类型的导电性泡棉要求
合适的导电材料泡棉不仅仅取决于屏蔽效能。工程师还应考虑工作频率、可用压缩空间、振动、洁净度和光学限制。
| 要求 | 相机 | 毫米波雷达 | 激光雷达 | 超声波传感器 |
|---|---|---|---|---|
| 典型屏蔽范围 | 30MHz–3GHz | 用于材料验证的频率最高可达 40GHz；系统应用频率为 77/79GHz | 30MHz–10GHz | 40kHz–100MHz |
| 空间限制 | 非常紧 | 紧的 | 缓和 | 缓和 |
| 低压缩需求 | 高的 | 中等的 | 高的 | 中等的 |
| 抗振性能 | 中等的 | 高的 | 高的 | 中等的 |
| 清洁要求 | 高的 | 中等的 | 非常高 | 低的 |
| 典型解决方案 | 全向 泡棉 | 镀金光纤/表面贴装 | 镀金 FOF + 全向 泡棉 | FOF 泡棉 |
这些频率范围应视为应用和验证参考值，而非通用的材料极限。实际屏蔽性能取决于完整的密封垫、外壳、接地路径、频率、几何形状和测试方法。
4. 为什么选择 康丽达 作为 ADAS 传感器 EMI 屏蔽？
1. 广泛的导电泡棉组合
ADAS传感器具有不同的机械和电气要求。康丽达提供多种导电泡棉结构，包括：
- 用于小型相机模块的全向导电泡棉
- 用于雷达应用的镀金光纤和SMT 泡棉
- 定制 形 FOF 泡棉 用于激光雷达外壳
- 用于信号和连接器屏蔽的导电织物结构
丰富的产品组合使客户能够从一家供应商处获得多种屏蔽解决方案。
2. 高频电磁兼容性测试
康丽达 的 EMC 实验室可以将屏蔽效能测试扩展到40GHz ，为先进的汽车电子产品提供高频特性分析。
对于 77GHz 雷达应用，40GHz 数据应视为支持性验证，而不是直接的 77GHz 认证或测量。
3. 1000级洁净室生产
相机和激光雷达模块对颗粒物和污染物非常敏感。洁净室生产有助于降低异物风险，并支持光学传感器的应用。
4. 内部材料开发
康丽达 开发专用导电材料，包括厚度低至 0.016 毫米的超薄导电织物和镀银全向导电材料 泡棉。
这些材料支持日益紧凑的传感器设计，尤其适用于屏蔽性能和可用安装空间都有限的情况。
5. 汽车级质量和批量生产
康丽达 运营30 条导电 泡棉 生产线，日产能约为200 万件。
该公司拥有IATF 16949、ISO 13485 和 ISO 9001 认证，符合汽车和电子制造要求。
快速原型制作最快可在4 小时内完成，帮助工程团队加快设计验证和产品开发。
5. ADAS 导电传感器快速选型指南 泡棉
| 传感器 | 关键位置 | 推荐解决方案 | 关键要求 |
|---|---|---|---|
| 前置摄像头 | 模块式外壳 | 薄型全向泡棉，0.5–1mm | 低压缩率，光学稳定性 |
| 环视摄像头 | 模块屏蔽 | 全向泡棉或微型FOF | 尺寸小巧，阻抗低 |
| DMS相机 | 模块+电缆 | 全向泡棉 + 导电织物 | 信号完整性 |
| 毫米波雷达 | 房屋接缝 | 镀金D形FOF | 高频性能 |
| 毫米波雷达 | PCB接地 | 镀金SMT 泡棉 | 低阻抗、抗振性 |
| 激光雷达 | 房屋接缝 | 定制 形 FOF 泡棉 | 光学透明，低颗粒生成 |
| 激光雷达 | 光电模块 | 微型全向泡棉 | 近场屏蔽 |
| 超声波传感器 | 房屋接地 | FOF 泡棉 | 标准屏蔽，汽车可靠性 |
6. ADAS 导电性 泡棉 常见问题解答
Q1：导电泡棉能否有效屏蔽77GHz毫米波雷达？
这取决于完整的屏蔽结构。传统的导电泡棉规格通常基于低频测试条件，因此不应仅凭3GHz的额定值来评估77GHz雷达应用。
高频电导率、镀层、接触电阻、垫片几何形状、外壳设计以及接地质量都会影响最终结果。40GHz 的实验室测试可以提供有用的高频特性信息，但不应将其直接作为 77GHz 的测量结果。
Q2：为什么全向导电泡棉是相机模块的首选材料？
摄像头模块的安装空间极其有限，通常小于 1 毫米。
全向导电材料泡棉只需较小的压缩即可建立电接触，从而降低光学元件所承受的机械载荷。这使其适用于需要保持光学对准的紧凑型组件。
Q3：激光雷达的旋转机构可以使用导电材料吗？泡棉
是的，前提是泡棉结构是为机械条件设计的。
对于运动部件，工程师应考虑耐磨性、压缩疲劳和长期电气稳定性。可以考虑采用硅芯光纤结构或特殊设计的全向导电泡棉，同时机械设计应防止泡棉承受过大的旋转摩擦。
Q4：ADAS导电泡棉与传统的汽车EMI垫片有何不同？
ADAS应用通常更侧重于：
- 高频响应
- 安装空间极其有限
- 低压缩力
- 光学洁净度
- 抗振性能
- 温度循环
- 盐雾和环境耐久性
有关汽车PCB屏蔽要求，请参见汽车PCB屏蔽垫片：为什么汽车需要特殊材料。
Q5：康丽达 有哪些 ADAS 项目经验？
康丽达 的导电 泡棉 产品已在中国多家一级供应商的相机模块、毫米波雷达和激光雷达项目中得到应用。
其工程团队可以为从材料选择和垫片结构设计到原型开发和EMC验证的整个过程提供支持。
约 康丽达
苏州精密电子有限公司成立于2006年，专业从事电磁屏蔽和热管理材料的研发和生产。
制造能力
- 45,000平方米的生产设施
- 30 条导电 泡棉 生产线
- 12台旋转模切机
- 日产能约200万件
- 公司自主研发的第四代自动化包装成型设备
- IATF 16949、ISO 13485 和 ISO 9001 认证
- 1000级洁净室生产
技术能力
- 近20年的电磁干扰屏蔽经验
- EMC实验室测试频率高达40GHz
- 自主研发的超薄导电织物，厚度仅为0.016毫米。
- 镀银全向导电泡棉
- 最快4小时即可完成快速原型制作
- 拥有与多家一级汽车供应商合作的生产经验
对于 ADAS 传感器应用，康丽达 的全向导电 泡棉、镀金 FOF/SMT 泡棉 和 定制 形 FOF 泡棉已被用于相机、毫米波雷达和激光雷达项目中。
探索 康丽达 的导电 泡棉 解决方案，用于 ADAS 传感器应用，或查看其汽车电子项目，以了解不同的屏蔽结构如何与特定的传感器要求相匹配。
正在寻找适用于 ADAS 传感器的合适导电材料 泡棉？请联系 康丽达 获取材料选择、定制 垫片设计、原型制作和 EMC 验证支持。