走进 CameMake 工厂
从原料采购到产品出货:一次对 CameMake 制造流程的透明参观
在 CameMake,摄像头模组不仅仅是组装出来的——它们经过精密设计、严格校准和验证,确保可以直接投入生产使用。本次参观展示了制造的每一个环节:从零部件采购、SMT 贴装、CSP/COB 传感器组装,到自动/主动对准(AA)、光学校准、出厂测试、质量追溯、包装及全球物流。
销售与技术需求分析
每一个成功的摄像头模组项目都始于对应用场景的深入理解。我们的全球销售与技术销售工程师团队会与您紧密合作,精准定义产品需求——从性能指标到物理约束。通过结合商业洞察与深厚的技术专长,我们确保最终设计既实用可制造,又能满足市场目标。
我们将与您深入探讨预期的使用场景——无论是工业自动化、AIoT 边缘设备、机器人、检测系统、消费电子,还是内窥镜、工业镜检等专业工具。我们会为您匹配合适的接口——如用于通用连接的 USB 2.0/3.x UVC、用于嵌入式平台(如 Raspberry Pi 或 NVIDIA Jetson)的 MIPI CSI-2、或用于微控制器系统的 DVP/SPI——并确认关键性能指标,包括分辨率、帧率、HDR/WDR 能力、低照度灵敏度以及快门类型。
我们的团队还会评估光学需求,从窄角长焦镜头到超广角与全景视野,并包括红外滤镜(IR-cut 或 IR-pass)、畸变控制以及景深要求等。同时,我们会在初期阶段解决机械与电气约束问题,包括电路板形式(刚性板、软板或刚柔结合板)、安装点、连接器布局、功耗预算、EMI/ESD 防护及散热设计。
在本阶段结束时,您将获得一份详细的需求说明书,作为工程设计的基础文件。内容包括推荐的传感器与光学组件清单、初步的连接器与引脚配置方案,以及从原型到量产的实施路线图,附带时间与成本预估。
工程设计与可制造性分析(DFM)
当您的需求被明确后,我们的工程团队会将其转化为完整且可量产的摄像头模组设计。我们从 Sony、OmniVision、onsemi、SmartSens 等品牌中选择最合适的图像传感器,依据您的应用需求匹配分辨率、帧率、快门类型(滚动或全局)、HDR/WDR 能力及低照度性能。
我们的光学工程师会对镜头系统进行建模,以实现您所需的精确视场范围——从窄视角检测到超广角、鱼眼或全景——同时控制畸变、匹配主光线角(CRA),并指定合适的滤光片类型(IR-cut 或 IR-pass)及镀膜参数。
在电子设计部分,我们构建完整的信号链路,无论是用于即插即用设备的 USB 2.0/3.x UVC、高速嵌入式平台(如 Raspberry Pi 或 NVIDIA Jetson)的 MIPI CSI-2,还是基于微控制器(如 Arduino 或 ESP32)的 DVP/SPI 接口。我们定义电源管理、时钟系统、电平转换及 GPIO 功能,确保高速信号通道的完整性与稳定性。
在电子设计部分,我们构建完整的信号链路,无论是用于即插即用设备的 USB 2.0/3.x UVC、高速嵌入式平台(如 Raspberry Pi 或 NVIDIA Jetson)的 MIPI CSI-2,还是基于微控制器(如 Arduino 或 ESP32)的 DVP/SPI 接口。我们定义电源管理、时钟系统、电平转换及 GPIO 功能,确保高速信号通道的完整性与稳定性。
最后,我们的 DFM(可制造性设计)流程确保每一个设计都能实现高良率量产。我们准备完整的电气原理图、3D 机械模型、Gerber 文件,以及初步校准与主动对准方案,使您的原型产品能够顺利进入量产阶段,无需昂贵的重新设计。
来料质量控制(IQC)
在任何元件进入生产线之前,它们都必须通过严格的来料质量控制流程。这确保每一个镜头、图像传感器、PCB、软排线、连接器和机械部件都符合设计阶段定义的精确规范。高品质元件是高性能、可靠摄像头模组的基础,而 IQC 正是质量标准的起点。
每个部件都会经过尺寸精度、外观质量及技术规格符合性的检测。PCB 与 FPC 会被检查孔位、表面光洁度与平整度,以防止后续装配问题。镜头与光学滤镜(包括 IR-cut、IR-pass 及其他特殊滤镜)会通过光学与视觉检测,验证镀膜质量、透光率与清晰度。
电子元件会被验证料号、批次可追溯性及防静电(ESD)处理符合性。湿敏元件会依据其 MSL 等级执行严格的烘烤与储存规范,确保可焊性与长期可靠性。胶水、焊膏与封装材料会检测粘度与一致性,确保组装过程的稳定可重复性。
通过在生产开始前执行这些检验,我们能在源头消除潜在缺陷,确保 CameMake 摄像头模组保持高良率与稳定性能,达到客户预期的高标准品质。
表面贴装技术(SMT)组装
在通过来料检验(IQC)后,生产流程进入表面贴装技术(SMT)组装阶段。这是摄像头模组电子部分的基础,所有主动与被动元件都以高精度与高速率焊接到 PCB 或 FPC 上。
流程从在电路板上印刷焊膏开始,确保每个焊盘都获得恰当的焊料量,以形成可靠的焊点。自动焊膏检测(SPI)系统验证焊膏沉积的准确性,随后元件被高速贴片机精确放置,包括处理器、存储器、振荡器、电源模块、连接器等,位置精度达到微米级。
组装完成后,电路板经过回流焊炉,在精确控制的温度曲线下,焊料熔化并凝固,形成牢固焊点,同时避免损伤敏感元件。对于晶圆级封装(CSP)传感器,此过程将传感器直接焊接到电路板上。回流后,自动光学检测(AOI)检查焊接缺陷、错位或缺失的部件,而 X 射线检测则验证 BGA 和 LGA 下隐藏焊点的完整性。
每条 SMT 生产线都针对高速信号与低噪声要求进行优化,以确保现代摄像头模组接口(如 USB 3.x、MIPI CSI-2 和 DVP/SPI)的信号完整性。在此阶段结束时,电路板已完全组装完毕,并在电气上准备好进入下一步生产流程。
传感器组装(CSP 与 COB)
图像传感器是每个摄像头模组的核心。CameMake 根据尺寸、性能与应用需求,采用两种主要组装方式:晶圆级封装(CSP)与板上芯片封装(COB)。
CSP 组装:将封装好的图像传感器通过 SMT 回流工艺直接安装在 PCB 或 FPC 上。此工艺速度快、重复性高,非常适合批量生产。回流后通过 X 射线检测验证焊点完整性,可根据需要添加底部填充材料以增强机械强度和热稳定性。CSP 被广泛应用于 USB、MIPI 及平台特定模组中,特别适用于对体积与效率要求高的产品。
COB 组装:以裸芯片形式的传感器开始,芯片通过高精度固晶设备贴装在基板上,然后利用超细金线或铝线进行键合,将焊盘与电路连接,形成关键电气通路。芯片随后用环氧树脂(glob-top)封装,以防止湿气与机械损伤。COB 可实现极低的堆叠高度,非常适合用于微型摄像头模组,如内窥镜、可穿戴设备及空间受限的应用。
两种方式均在洁净室条件下执行,以防止灰尘或污染影响图像质量。无论采用 CSP 还是 COB,都可获得完美贴装的传感器,准备进入镜头集成与校准阶段。
CSP传感器组装
在晶圆级封装(CSP)工艺中,图像传感器以完整封装形式进入生产流程,准备焊接到PCB或FPC上。传感器由高精度SMT设备贴装,并在严格控制的温度曲线下进行回流焊接,以确保焊点形成完美,同时避免对传感器造成热应力。
回流后,每个已安装CSP传感器都会通过X射线检测,验证隐藏焊点并确保对准精度。可选的底部填充材料用于加强传感器的机械强度,防止震动、热循环等影响,特别适用于工业级或恶劣环境应用。
CSP模组经过超声波清洗以去除残余焊剂或污染物,此步骤对于防止离子残留引起的腐蚀或电气泄漏至关重要。清洗完成后,电路板将被烘干、目视检查,并准备进入下一阶段生产。
此工艺具备高通量和优异一致性,非常适合批量生产,如USB、MIPI、Raspberry Pi及NVIDIA Jetson等平台的摄像头模组。
COB传感器组装
板上芯片封装(COB)工艺以裸硅芯片为起点,而非封装组件。芯片通过亚微米精度的固晶设备放置在PCB或FPC基板上,并使用专用胶粘剂固定。然后,利用超细金线或铝线将芯片焊盘与电路板焊盘连接,形成关键的电气接口。
引线键合过程技术性强且视觉上颇具冲击力,每根焊线都经过严格验证以确保对准、拉力和导电性。键合完成后,芯片和焊线被环氧树脂封装,并在受控环境中固化,以防止湿气、灰尘或机械应力造成损伤。
COB清洁采用专门的非超声波方法,以保护精密焊线和封装结构,确保表面洁净且不受损伤。COB是超紧凑、薄型摄像头模组(如内窥镜、可穿戴设备及空间受限设备)的首选封装方案。
传感器表面检查
在CSP或COB传感器组装完成并清洁后,每个单元都会进行专门的传感器表面检测,以确保其无尘、无划痕、无任何可能影响图像质量的缺陷。该检测极为关键,因为即使是微小的颗粒或表面瑕疵,也可能在镜头安装后造成永久性图像缺陷。
根据生产流程,此步骤可由经验丰富的技术人员在高倍显微镜下手动执行,也可通过机器视觉系统自动检测污染物、异物颗粒或像素级物理损伤。
对于CSP封装,超声波清洗后会进行仔细的目视及光学检查,以确保玻璃盖板无残留污染物。对于COB封装,检测重点集中在芯片表面及封装层上,确保粘接或封装过程中无残留物。
仅通过此检查的传感器才能进入后续的镜头支架或镜头组装阶段,确保每个模组从完美洁净且无缺陷的成像表面开始光学组装。
自动对焦镜头支架与镜头预装配
在镜头安装到传感器之前,生产线会准备自动对焦镜头支架组件。此高精度部件确保光学堆叠在自动对焦过程中平滑且精准移动,保持整个焦距范围内的一致图像质量。
组装流程从镜头支架本体开始。该支架会经过严格的尺寸精度、螺纹完整性及表面光洁度检查,任何灰尘或杂质都会影响对焦性能,因此此阶段的加工均在受控环境中完成。
接下来,所选镜头组件——无论是标准、广角或长焦——都会与支架匹配。对于自动对焦设计,镜头可能安装在带有音圈马达(VCM)的移动桶中。装配技师(或全自动装配设备)以微米级精度将镜头安装到支架中,确保光轴的完美同心与倾斜控制。
随后,对组件进行平滑运动、机械行程及光轴对准测试,确保镜头安装到传感器模组后,自动对焦系统运行稳定,输出清晰、准确的图像结果。
通过将自动对焦镜头支架作为一个预装子组件,减少了最终镜头安装阶段的复杂性,确保每个自动对焦模组在机械与光学性能上均满足设计规范。
镜头与滤光片组装
随着自动对焦或固定焦距的镜头支架准备就绪,我们进入将光学组件与传感器集成的阶段。这一步决定了模组的最终图像质量,因为它确立了镜头、滤光片和图像传感器之间的机械与光学关系。
根据项目需求,这个组装过程可通过三种方式完成:
- 镜头组装机器人——全自动机器将镜头放置在传感器上方,按照受控的图案施加胶水,并以精确的中心度和倾斜控制将镜头固定到位。
- 主动校准(AA)——对于高端模组,镜头在高达六个自由度下进行动态调整,同时实时分析图像质量指标,如 MTF、SFR、CRA 和阴影。当达到最佳对准时,镜头在仍被夹紧的位置通过 UV 或热固化固定。
- 手动组装——用于原型、小批量或特殊机械设计的模组。熟练的技术人员使用精密夹具、显微镜和扭矩控制工具手动组装镜头。
在此阶段,滤光片(如 IR-Cut 或 IR-Pass)也被集成,作为镜头组件的一部分或单独安装。这些滤光片在装配前会经过镀膜质量和光学清晰度检查,以确保准确的色彩再现和所需的光谱响应。
此步骤使用的胶粘剂在洁净室环境中施加,精确控制点大小、粘度和固化曲线,以防止镜头位移或污染。无论由机器人、主动校准系统或技术人员执行,结果都是机械上牢固、光学上精确的镜头传感器组装,准备进入校准阶段。
主动校准与校正
对于追求最高图像质量的应用,CameMake 使用 主动校准(AA) 技术,以完美地将镜头相对于传感器定位。即使极小的倾斜、偏心或对焦误差也会降低清晰度、偏移光学中心或导致照明不均。AA 通过实时分析图像数据并进行微调,消除这些问题。
过程从将模组安装在受控光源下的 AA 工作站开始。系统将高精度测试图案投射到传感器上,测量关键图像质量指标,包括:
- MTF(调制传递函数):中心与边缘分辨率
- SFR(空间频率响应)
- 瞄准与光轴对准
- 场曲与后焦距
- 主光线角(CRA) 与色彩阴影平衡
镜头在 六个自由度(X、Y、Z、倾斜和旋转)中调整,直到软件确定最佳对准。在此确切点上,UV 固化胶被硬化,镜头锁定在最佳位置。
校准紧随 AA 进行,用于光学与电子性能。通过自动化测试台执行以下项目:
- 白平衡与颜色校正
- 镜头阴影校正(LSC)映射
- 像素缺陷映射
- ISP 校正的失真测量
- PRNU(光响应非均匀性)与 FPN(固定图案噪声)特征化
这些校准配置可存储在模组内存中、作为独立数据文件提供,或直接集成到客户的 ISP 流程中。通过完成 AA 与校准,CameMake 确保每个相机模组输出清晰、均匀、准确的图像。
聚焦——实现清晰而精准的图像
每一个离开 CameMake 生产线的摄像头模组,都必须输出清晰、细致、精准的图像,以便能够直接集成到客户的应用中。对焦阶段确保每一个镜头与传感器的组合都被调校到最佳光学焦点位置。
根据项目和模组类型,对焦过程分为以下两种方式:
- 自动对焦机台 —— 用于大批量生产中,自动对焦设备会在实时分析图像质量的同时驱动镜头沿焦距范围移动。通过先进算法,系统识别出最大清晰度点,然后在严格控制的条件下用粘合剂固化镜头位置。
- 人工精密对焦 —— 针对原型、小批量生产或具有特殊机械设计的模组,技术人员通过高倍显示器和精密夹具手动调整镜头位置,直到整个指定焦距范围内都达到最佳清晰度。
无论采用哪种方式,对焦都在与模组实际用途相匹配的照明和目标条件下进行——无论是近距离检测、远距离成像,还是宽景深通用视觉。这确保当模组交付时,在真实应用环境中无需再次调整即可输出最佳图像效果。
通过结合先进的自动化技术与精湛的手工工艺,CameMake 确保每个摄像头模组都能实现极致清晰度,而不受生产复杂度或规模的影响。
镜头粘合与固定
镜头安装到位后,必须进行永久固定,以保证长期的光学稳定性。这一步使用专门研发的胶粘剂,具备高强度、耐久性,并兼容光学组件。我们使用 UV 固化胶进行高精度粘合、热固化环氧树脂以适应严苛环境,以及低挥发光学胶以确保敏感应用中透明度与洁净度。
粘合过程在无尘室内进行,以防止灰尘污染。高精度点胶系统以微点或连续环状方式均匀施胶,确保粘结均匀且不影响光路。镜头在固化过程中被精确固定,胶体可通过 UV 光或温控烘箱进行即时或热固化,从而确保对准精度不变。
在高端主动对准(AA)模组中,此步骤与 AA 工艺集成进行,在镜头主动对准时同步施胶并固化。无论哪种情况,最终结果都是结构稳定、光学性能长期可靠的镜头组件,能够在多年的使用中维持性能,即便在震动、冲击或极端温度下亦然。
固件加载
部分摄像头模组采用行业标准协议(如 UVC)运行,无需任何固件定制。其他模组则根据特定平台、传感器或客户需求而设计,需在出厂前进行固件编程。
当需要加载固件时,模组会连接到专用编程站,这些设备自动执行闪存、验证和配置操作。其过程可能包括:
- 传感器寄存器预设,用于最佳曝光、增益和帧率;
- ISP(图像信号处理器)调节配置文件,用于色彩平衡、锐度及噪声抑制;
- 特殊模式,如 HDR/WDR、全局快门定时或触发同步;
- 客户定制命令集或 USB 描述符。
每个已编程模组都会进行数据读取与校验,以确保固件正确安装且无损坏。此过程保证摄像头在最终产品中集成后能完全按预期工作。
功能测试
在摄像头模组进入下一生产阶段之前,会进行功能测试,以确认所有功能均按设计运行。此阶段验证电子接口与光学系统的完整性,确保模组在实际使用条件下完全可用。
每个模组都连接到专用测试平台,以匹配其设计接口——如 USB 2.0/3.x UVC、MIPI CSI-2 或 DVP/SPI。测试会检查图像在指定分辨率和帧率下的流传输出表现,验证曝光控制与增益调整,并确认特殊功能(如自动对焦、变焦、HDR/WDR 或触发同步)正常工作。
电气测试则验证功耗、通信稳定性及信号完整性,并确认线缆长度符合设计要求。光学检查包括焦点锐度、视场角以及任何指定的光学特性,如红外通/阻滤镜行为。
通过功能测试的模组会进入最终检测阶段,未通过的单元则送往维修与诊断团队进行分析与返工。这一流程确保只有完全合格的模组才能进入包装与出货阶段。
最终测试与除尘检测
即使模块已通过功能测试,在出货前仍需经过一轮严格的最终检测。最终测试确保性能保持一致,并确认模块符合所有机械、光学和电气规范。
此过程包括关键功能检查的重复——如分辨率、帧率、曝光稳定性及特殊功能——以确保运输和操作过程中未发生任何变化。模块还需接受外观检测,确认外壳、连接器及电路板无划痕、凹痕或装配痕迹。
此步骤中最关键的环节是除尘检测。在高强度照明和放大观察下,技术人员会检查光学路径及镜头表面是否存在颗粒。即使极小的尘埃也会影响成像质量,因此未通过的模块会被送回洁净室进行修复和再检。
只有在所有测试通过并完成除尘检查后,模块才会进入保护和标识阶段。
镜头保护、识别与可追溯性
当摄像头模块通过最终检测后,即准备进行安全存储和出货。镜头会立即装上保护盖,或封以防静电薄膜,以防止划痕、积尘或在运输过程中受到污染。
每个模块都会标注唯一识别码,例如激光雕刻的序列号或二维条码。该编码直接链接到我们的生产数据库,其中记录了所有制造信息、校准数据及质量控制结果。此追溯体系确保每个模块都能追踪到其具体生产批次、零件来源及测试历史——这是 OEM 和工业客户的重要要求。
除了内部追溯标识外,还可根据客户需求在此阶段添加特定标志,如品牌标识、零件编号或合规认证符号,以便产品顺利集成至客户的供应链中。
在光学部分得到保护并完成全程可追溯后,模块即准备好进行包装与发货。
仓储与运输
在通过所有检测并安装好镜头保护盖和识别标识后,摄像头模块将进入最终包装阶段。模块被放置在防静电、防尘托盘或防潮袋中,根据其灵敏度和存储要求分类包装。每个包装上都标有产品信息、数量和操作说明,以确保运输过程中的妥善保护。
成品被存放在我们恒温恒湿的仓库中,以保持组件的最佳稳定性。库存经过科学管理,以便快速完成订单,无论是单个原型、小批量生产,还是大批量出货。
当订单发出时,我们的物流团队会准备所有必要的出口文件、合规证明和追踪信息。对于高价值或敏感货物,我们提供防震和温控运输服务,确保模块在完好状态下交付。
从设计初期到最终交付,CameMake 的每一个摄像头模块都遵循严格、可追溯的流程——确保在交付到您手中时,产品已完全测试、保护完善,并准备好立即集成使用。
CameMake——全球一体化工厂,无限可能
从概念到量产,CameMake 作为统一的一体化制造中心,为全球客户提供高品质摄像头模块。我们整合了先进自动化、精密工程及全球物流网络,打造无缝生产流程。
凭借工程、生产与质量控制的全面整合,无论是 USB、MIPI、DVP/SPI、树莓派、NVIDIA Jetson,还是其他特定应用模块,每一款出厂产品都满足同样严格的性能与可靠性标准。
从北美到欧洲,从亚洲到大洋洲,我们的产品广泛应用于工业自动化、AIoT 设备、消费电子、机器人、视觉系统及其他创新领域。无论您身在何处,CameMake 都能准时交付、性能达标、即装即用。
一个全球工厂。一个质量标准。无限应用可能。
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