Quy trình sản xuất nào được áp dụng cho mô-đun máy ảnh?

Giới thiệu
Mô-đun máy ảnh có thể trông đơn giản – một ống kính, một cảm biến, một bảng mạch nhỏ. Tuy nhiên, việc tạo ra một mô-đun hiệu suất cao, đáng tin cậy đòi hỏi một số quy trình sản xuất chuyên biệt . Cho dù bạn cần mô-đun camera nội soi để sử dụng trong y tế, mô-đun camera nhỏ cho máy bay không người lái hay mô-đun camera nội soi HD để kiểm tra công nghiệp thì các bước sản xuất đều ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng hình ảnh, độ bền và chi phí. Bài viết này giải thích các quy trình sản xuất chính của mô-đun máy ảnh hiện đại.

1. SMT – Đặt linh kiện
Đầu tiên, PCB được lắp ráp. Máy SMT (Công nghệ gắn trên bề mặt) đặt các điện trở, tụ điện và trình điều khiển cực nhỏ lên bo mạch. Sau đó, bo mạch đi qua lò nung lại để hàn mọi thứ vào đúng vị trí. Đối với mô-đun máy ảnh cảm biến , cảm biến có thể được thêm vào ở bước này hoặc sau đó.

2. Bộ phận gắn cảm biến (Die Bonding / COB)
Cảm biến hình ảnh là trái tim của bất kỳ Mô-đun máy ảnh CMOS nào . Hai phương pháp phổ biến:

• CSP (Gói cân chip) – Cảm biến được đóng gói sẵn và được hàn giống như các bộ phận khác.

• COB (Chip on Board) – Khuôn silicon trần được dán trực tiếp lên PCB và liên kết bằng dây. COB loại bỏ gói, làm cho mô-đun máy ảnh nhỏ mỏng hơn và làm mát tốt hơn. COB được sử dụng rộng rãi cho mô-đun máy ảnh nội soi, nơi mỗi milimet đều quan trọng.

3. Liên kết dây
Nếu sử dụng COB, khuôn cảm biến phải được kết nối điện với PCB. Máy liên kết dây sẽ gắn các dây nhôm hoặc vàng siêu mịn từ miếng đệm của cảm biến vào PCB. Việc này phải được thực hiện trong phòng sạch (Cấp 10/100) để tránh nhiễm bẩn.

4. Lắp ráp ống kính và căn chỉnh chủ động
Ống kính phải được đặt ở vị trí hoàn hảo phía trên cảm biến. Các mô-đun chất lượng cao sử dụng tính năng căn chỉnh chủ động : ống kính được di chuyển theo sáu trục trong khi cảm biến chụp biểu đồ kiểm tra. Phần mềm tìm vị trí tối đa hóa độ sắc nét và căn chỉnh trung tâm. Sau đó, ống kính được cố định bằng keo UV. Bước này rất quan trọng đối với mô-đun máy ảnh nội soi HD cần độ sắc nét đến từng góc cạnh.

5. Giá đỡ ống kính và cụm ống kính
Đối với ống kính có ren (M12), ống kính bắt vít vào ống kính. Đối với thấu kính bảng (mount S), thấu kính được dán vào giá đỡ. Sau đó, giá đỡ được gắn vào cảm biến – bằng cách căn chỉnh chủ động hoặc dừng cơ học.

6. Thêm đèn LED (Chiếu sáng)
Nhiều mô-đun máy ảnh bao gồm đèn LED để chiếu sáng. Các chip LED được gắn trên cùng một PCB (hoặc một vòng riêng biệt) bằng SMT. Đối với mô-đun máy ảnh nội soi , đèn LED được đặt xung quanh ống kính để cung cấp ánh sáng đồng đều.

7. Lắp ráp cáp và đầu nối
Đối với các mô-đun có cáp (ví dụ: máy nội soi USB), cáp được hàn hoặc ép vào PCB. Bộ phận chống căng – một đế hoặc chất kết dính quá đúc – ngăn không cho cáp bị kéo ra. Đầu nối (USB, FPC, v.v.) được gắn ở đầu kia.

8. Bịt kín và chống thấm
Nếu mô-đun cần có khả năng chống thấm nước (IP67/IP68), cụm lắp ráp được phủ bằng epoxy hoặc silicone. Cửa sổ thấu kính được bịt kín bằng vòng chữ O hoặc chất kết dính. Đối với một mô-đun máy ảnh nhỏ sử dụng ngoài trời, việc bịt kín là điều cần thiết.

9. Hiệu chuẩn và kiểm tra
Mỗi mô-đun phải vượt qua các bài kiểm tra chức năng:

• Kiểm tra quang học – độ phân giải, độ méo, độ sâu trường ảnh.

• Hiệu chỉnh màu – cân bằng trắng và ma trận màu.

• Kiểm tra điện - công suất, chất lượng tín hiệu.

• Xác minh tiêu điểm – đối với tiêu điểm cố định, độ sâu trường ảnh được kiểm tra.

• Thử nghiệm chống thấm nước – giảm áp suất hoặc chìm.

10. Tải chương trình cơ sở
Nhiều thiết kế Mô-đun máy ảnh CMOS bao gồm ISP (bộ xử lý tín hiệu hình ảnh) tích hợp hoặc cầu nối USB. Chương trình cơ sở được tải trong quá trình sản xuất để đặt đường cong phơi sáng tự động, cân bằng trắng và bộ mô tả UVC.

Quy trình theo loại mô-đun

Môi trường Sản xuất – Phòng sạch
Mô-đun camera cực kỳ nhạy cảm với bụi. Một hạt trên cảm biến hiển thị dưới dạng điểm tối trong mọi hình ảnh. Do đó, COB, liên kết dây và gắn ống kính phải được thực hiện trong phòng sạch (Loại 10 hoặc Loại 100). Tại Chân thành, chúng tôi sản xuất tất cả mô-đun máy ảnh nội soi và các sản phẩm khác trong môi trường được kiểm soát như vậy.

Khả năng của Chân thành
Chúng tôi thực hiện đầy đủ các quy trình sản xuất :

• SMT, COB, liên kết dây, căn chỉnh chủ động, bầu, lắp ráp cáp, hiệu chuẩn và thử nghiệm.

• Chúng tôi sản xuất mô-đun máy ảnh nội soi , mô-đun máy ảnh nhỏ , mô-đun máy ảnh cảm biến , Mô-đun máy ảnh CMOS và thiết kế mô-đun máy ảnh nội soi HD .

Tóm tắt
Quy trình sản xuất mô-đun máy ảnh bao gồm SMT, phụ kiện cảm biến (CSP hoặc COB), liên kết dây, căn chỉnh chủ động, lắp ráp ống kính, tích hợp đèn LED, đi dây, bịt kín chống nước, hiệu chỉnh và tải chương trình cơ sở. Đối với mô-đun máy ảnh nội soi , COB và căn chỉnh chủ động là rất quan trọng để có kích thước nhỏ và tiêu điểm sắc nét. Một mô-đun máy ảnh nhỏ được hưởng lợi từ COB và liên kết ống kính trực tiếp. Tất cả các thiết kế Mô-đun Máy ảnh CMOS đều dựa vào việc căn chỉnh chủ động chính xác. Việc hiểu rõ các quy trình này giúp bạn chọn được nhà sản xuất có khả năng phù hợp – đảm bảo mô-đun camera nội soi HD hoặc sản phẩm khác của bạn đáp ứng các mục tiêu về hiệu suất và độ tin cậy.

Hãy liên hệ với Chân thành để thảo luận về nhu cầu sản xuất mô-đun máy ảnh của bạn .