Welke productieprocessen worden gebruikt voor cameramodules?

Inleiding
Een cameramodule ziet er misschien eenvoudig uit: een lens, een sensor, een klein bordje. Maar het creëren van een betrouwbare, krachtige module vereist verschillende gespecialiseerde productieprocessen . Of u nu een endoscoopcameramodule voor medisch gebruik, een kleine cameramodule voor een drone of een HD-endoscoopcameramodule voor industriële inspectie nodig heeft, de productiestappen hebben rechtstreeks invloed op de beeldkwaliteit, duurzaamheid en kosten. In dit artikel worden de belangrijkste productieprocessen achter moderne cameramodules uitgelegd.

1. SMT – Componenten plaatsen
Eerst wordt de printplaat in elkaar gezet. SMT-machines (Surface Mount Technology) plaatsen kleine weerstanden, condensatoren en stuurprogramma's op het bord. Vervolgens gaat het bord door een reflow-oven om alles op zijn plaats te solderen. Voor een sensorcameramodule kan de sensor in deze stap of later worden toegevoegd.

2. Sensorbevestiging (Die Bonding / COB)
De beeldsensor is het hart van elke CMOS-cameramodule . Twee veel voorkomende methoden:

• CSP (Chip Scale Package) – De sensor wordt voorverpakt geleverd en is net als andere componenten gesoldeerd.

• COB (Chip on Board) – De kale siliciumchip wordt rechtstreeks op de printplaat gelijmd en met een draad verbonden. COB elimineert het pakket, waardoor een kleine cameramodule dunner wordt en beter koelt. COB wordt veel gebruikt voor endoscoopcameramodules waarbij elke millimeter ertoe doet.

3. Draadverbinding
Als COB wordt gebruikt, moet de sensorchip elektrisch op de printplaat worden aangesloten. Een draadverbindingsmachine bevestigt ultrafijne goud- of aluminiumdraden van de sensorpads aan de PCB. Dit moet gebeuren in een cleanroom (Klasse 10/100) om besmetting te voorkomen.

4. Lensmontage en actieve uitlijning
De lens moet perfect over de sensor zijn gepositioneerd. Hoogwaardige modules maken gebruik van actieve uitlijning : de lens wordt in zes assen bewogen terwijl de sensor een testkaart vastlegt. Software vindt de positie die de scherpte en uitlijning in het midden maximaliseert. Vervolgens wordt de lens vastgezet met UV-lijm. Deze stap is van cruciaal belang voor een HD-endoscoopcameramodule waarbij scherpte van rand tot rand nodig is.

5. Lenshouder en cilinderconstructie
Bij lenzen met schroefdraad (M12) wordt de lens in een cilinder geschroefd. Bij bordlenzen (S-vatting) wordt de lens in een houder gelijmd. Vervolgens wordt de houder aan de sensor bevestigd – door actieve uitlijning of door een mechanische stop.

6. LED's toevoegen (verlichting)
Veel cameramodules bevatten LED's voor verlichting. De LED-chips worden met behulp van SMT op dezelfde printplaat (of een aparte ring) gemonteerd. Bij een endoscoopcameramodule worden LED's rond de lens geplaatst voor een gelijkmatige verlichting.

7. Kabel- en connectormontage
Bij modules met een kabel (bijv. USB-endoscopen) wordt de kabel in de print gesoldeerd of geperst. Trekontlasting – een omgevormde hoes of lijm – voorkomt dat de kabel eruit trekt. De connector (USB, FPC, enz.) wordt aan het andere uiteinde bevestigd.

8. Afdichting en waterdichting
Als de module waterdicht moet zijn (IP67/IP68), wordt het geheel ingegoten met epoxy of siliconen. Het lensvenster is afgedicht met een O-ring of lijm. Voor een kleine cameramodule die buitenshuis wordt gebruikt, is afdichting essentieel.

9. Kalibratie en testen
Elke module moet functionele tests doorstaan:

• Optische tests – resolutie, vervorming, scherptediepte.

• Kleurkalibratie – witbalans en kleurenmatrix.

• Elektrische tests – vermogen, signaalkwaliteit.

• Focusverificatie – voor een vaste focus wordt de scherptediepte gecontroleerd.

• Waterdichtheidstest – drukverval of onderdompeling.

10. Firmware laden
Veel ontwerpen van CMOS-cameramodules bevatten een ingebouwde ISP (beeldsignaalprocessor) of USB-brug. Tijdens de productie wordt firmware geladen om automatische belichting, witbalanscurven en UVC-descriptors in te stellen.

Processen per moduletype

Productieomgeving – Cleanrooms
Cameramodules zijn extreem gevoelig voor stof. Eén enkel deeltje op de sensor is in elk beeld als een donkere vlek te zien. Daarom moeten COB, draadverbindingen en lensbevestiging worden uitgevoerd in cleanrooms (klasse 10 of klasse 100). Bij Sincere vervaardigen we alle endoscoopcameramodules en andere producten in dergelijke gecontroleerde omgevingen.

De mogelijkheden van Sincere
Wij voeren het volledige scala aan productieprocessen uit :

• SMT, COB, draadverbinden, actieve uitlijning, oppotten, kabelassemblage, kalibratie en testen.

• Wij produceren endoscoopcameramodule, , kleine cameramodule, , sensorcameramodule , , CMOS-cameramodule en HD-endoscoopcameramoduleontwerpen .

Samenvatting
De productieprocessen voor cameramodules omvatten SMT, sensorbevestiging (CSP of COB), draadverbindingen, actieve uitlijning, lensmontage, LED-integratie, bekabeling, waterdichte afdichting, kalibratie en het laden van firmware. Voor een endoscoopcameramodule zijn COB en actieve uitlijning van cruciaal belang voor een klein formaat en scherpe focus. Een kleine cameramodule profiteert van COB en directe lensbinding. Alle ontwerpen van CMOS-cameramodules zijn gebaseerd op nauwkeurige actieve uitlijning. Als u deze processen begrijpt, kunt u een fabrikant met de juiste capaciteiten kiezen, zodat u zeker weet dat uw HD-endoscoopcameramodule of ander product voldoet aan de prestatie- en betrouwbaarheidsdoelstellingen.

Neem contact op met Sincere om cameramodule te bespreken. de productiebehoeften van uw