摄像头模组简介与质量管控（连载三）
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上期和大家分享了A类核心芯片的质量管理，本期给大家讲述手机中被称谓“眼睛”的关键器件-摄像头模组的质量管控，希望对各位读者有帮助。也期望能得到各位读者、专业人士的一贯支持、相互的交流与认可。
一、摄像头模组（CCM）介绍：
摄像头模组，全称Camera Compact Module，以下简写为CCM，是影像捕捉至关重要的电子器件。
CCM分为定焦模组和自动变焦模组，其中定焦模组主要由镜头、镜座、感光集成电路、软性线路板、补强和钢片装配而成，其装配图如下：
定焦模组装配图
自动变焦模组由镜头、音圈马达、底座支架、感光集成电路、驱动集成电路和连接器组成，其装配图如下：
自动变焦模组装配图
工作原理：物体通过镜头（lens）聚集的光,通过CMOS或CCD集成电路，把光信号转换成电信号，再经过内部图像处理器（ISP）转换成数字图像信号输出到数字信号处理器（DSP）加工处理，转换成标准的GRB、YUV等格式图像信号。
CCM 包含四大件： 镜头(lens)、传感器（sensor）、软板（FPC）、图像处理芯片（DSP）。决定一个摄像头好坏的重要部件是：镜头（lens）、图像处理芯片（DSP）、传感器（sensor）。CCM的关键技术为：光学设计技术、非球面镜制作技术、光学镀膜技术。
镜头（lens）是相机的灵魂，镜头(lens)对成像的效果有很重要的作用，是利用透镜的折射原理，景物光线通过镜头，在聚焦平面上形成清晰的影像，并通过感光材料CMOS或CCD感光器记录景物的影像。镜头是由不同的透镜（镜片）经系统组合而成的整体，其中镜片通常分为玻璃的和塑胶的两种，玻璃的比较贵，透光和成像效果比较好，但是塑胶的抗震性比较好。高像素的手机镜头一般由玻璃制成。
镜头厂家主要集中在台湾、日本和韩国，镜头这种光学技术含量高的产业有比较高的门槛，业内比较知名的企业如富士精机、柯尼卡美能达、大立光、Enplas等
传感器（sensor）是CCM的核心模块，目前广泛使用的有两种：一种是广泛使用的CCD（电荷藕合）元件；另一种是CMOS（互补金属氧化物导体）器件。
电荷藕合器件图像传感器CCD（Charge Coupled Device），它使用一种高感光度的半导体材料制成，能把光线转变成电荷，通过模数转换器芯片转换成数字信号。CCD由许多感光单位组成，通常以百万像素为单位。当CCD表面受到光线照射时，每个感光单位会将电荷反映在组件上，所有的感光单位所产生的信号加在一起，就构成了一幅完整的画面。
互补性氧化金属半导体CMOS（Complementary Metal-Oxide Semiconductor）主要是利用硅和锗这两种元素所做成的半导体，使其在CMOS上共存着带N（带–电） 和 P（带+电）级的半导体，这两个互补效应所产生的电流即可被处理芯片纪录和解读成影像。
CCD传感器模块以日本厂商为主导，全球规模市场有90%以上被日本厂商垄断，以索尼、松下、夏普为石龙头。
CMOS 传感器主要美国、台湾和韩国为主导，主要生产厂家有美国 OmniVision、 Agilent、 Micron,台湾的锐像、原相、泰视等，韩国的三星、现代。
图像处理芯片（DSP）是CCM的重要组成部分，它的作用是将感光芯片获得的数据及时快速地传递中央处理器并刷新感光芯片，因此DSP芯片的好坏，直接影响画面品质（比如色彩饱和度，清晰度等）。
芯片按厂家有OV, SET，格科威，BYD,原相，像素有4万，8万，10万，30万，200万，300万，500万，800万，1200万、1320万等。目前比较流行的像素一般有10万、30万、200万、300万、500万这几种。
FPC柔性电路板(柔性PCB): 简称"软板", 又称"柔性线路板",连接芯片和手机。起到电信号传输作用。
目前FPC有：单面、双面、多层柔性板和刚柔性板四种。
①单面柔性板是成本最低，当对电性能要求不高的印制板。在单面布线时，应当选用单面柔性板。其具有一层化学蚀刻出的导电图形，在柔性绝缘基材面上的导电图形层为压延铜箔。绝缘基材可以是聚酰亚胺，聚对苯二甲酸乙二醇酯，芳酰胺纤维酯和聚氯乙烯。
②双面柔性板是在绝缘基膜的两面各有一层蚀刻制成的导电图形。金属化孔将绝缘材料两面的图形连接形成导电通路，以满足挠曲性的设计和使用功能。而覆盖膜可以保护单、双面导线并指示元件安放的位置。
③多层柔性板是将3层或更多层的单面或双面柔性电路层压在一起，通过钻孔电镀形成金属化孔，在不同层间形成导电通路。这样，不需采用复杂的焊接工艺。多层电路在更高可靠性，更好的热传导性和更方便的装配性能方面具有巨大的功能差异。在设计布局时，应当考虑到装配尺寸、层数与挠性的相互影响。
④传统的刚柔性板 是由刚性和柔性基板有选择地层压在一起组成的。结构紧密，以金属化孔形成导电连接。如果一个印制板正、反面都有元件，刚柔性板是一种很好的选择。但如果所有的元件都在一面的话，选用双面柔性板，并在其背面层压上一层FR4增强材料，会更经济。
⑤混合结构的柔性电路是一种多层板，导电层由不同金属构成。一个8层板使用FR-4作为内层的介质，使用聚酰亚胺作为外层的介质，从主板的三个不同方向伸出引线，每根引线由不同的金属制成。康铜合金、铜和金分别作独立的引线。这种混合结构大多用在电信号转换与热量转换的关系及电性能比较苛刻的低温情况下，是惟一可行的解决方法。
世界知名厂商有：MEKTRON、FUJIKURA（藤仓）、日东电工、索尼凯美高 、M-FLEX 、台郡科技 、嘉联益 、旭软 、珠海元盛 、安捷利等。
CCM生产过程简要阐述：
1）SMT生产：将FPC板通过定位柱贴到高温载板上，用隔离纸将贴完的FPC板铺平，通过全自动印刷机进行上锡膏，将印刷完锡膏的FPC板放在目视检查工位放大镜下进行锡膏印刷质量的检测，检查合格的产品重新放到传送带上输送到贴片机中进行电子元件的贴片作业，多功能印刷机将芯片、电容、连接器等电子元件贴装到FPC板上，经过回流炉固定所有器件，然后按照要求将对FPC进行分板，对分割下开的小片FPC板进行修边处理将小板上的多余废料清除干净，并修整完成的半成品交除尘工作进行芯片除尘工作，最后入半成品库等待下工序加工。
2）组装测试：在组装前需要对sensor进行除尘，除尘设备包括：显示器、视频放大器、离子风机等，将除尘完成的sensor装进托盘供下工序使用，FPC点胶工序按照规定在FPC指定区域点上胶水，将组装好的镜头安装在FPC上，然后再热熔工序进行热熔处理，热熔完成后进行光学调焦测试、检查外观和简单外观修复处理，然后包装入库。
三、摄像头模组（CCM）关键质量控制点：
四、摄像头模组（CCM）常见问题和解决措施如下：
五、摄像头模组（CCM）行业综合实力排名与不良率水平（ppm）分析：
以下各摄像头厂家的综合分析、主要是结合手机行业内较为熟悉的供应商综合实力之阐述与对比。仅代表作者个人见解、仅供参考！
摄像头模组（CCM)行业一般不良率为5000PPM左右、一线品牌不良率一般控制在3000PPM之内。影响摄像头质量的最关键是原材料的不良导致，其次是生产环境洁净度标准等级与执行及ESD的影响。
原材料的不良最多的部件为镜头和FPC，镜头的不良现象主要表现在划伤、异物、静电打伤等。主要控制方法是采用全自动化切割机进行切割，采用超声波清洗，在周转过程中防止镜片之间有积压和重叠，采用专业周转工具，工作台和工人的防静电做到位等。FPC的不良主要表现在变形、弯曲、线路断裂、金手指脏污等，主要是包装、周转不当、员工违规操作、手套没有及时更换或清洁造成。
生产环境主要是车间的清洁度和防静电达不到要求。总所周知，摄像头的组装是需要在无尘的环境下生产的，无尘室洁净度越高，越利于降低镜头杂物不良。很多小型的山寨摄像头工厂为了降低前期的投资成本，在10万级或常态下进行组装，这也是摄像头不良率居高不下的主要原因之一。一般规模化的一线厂商在环境方面做的比较好，从SMT开始到包装都在无尘条件下进行，工作净化台甚至达到10级标准，这就为提高产品良率提供了保障。防静电也是不容忽视的重要一环，静电比较容易积累在镜头和sensor的表面，如果在防静电不是很好的环境下生产作业，大量的镜头或sensor就会被静电打伤。出现黑点、亮点、彩点等故障现象。所以在关键工作台上面需要增加离子风机等设备进行除静电，其他工作台和工人、设备防静电需要接地良好，并进行定期检查。
六、摄像头模组（CCM）器件供应商选择建议：
目前摄像头（CCM）组装厂的进入门槛比较低，行业竞争相当的惨烈，各生产厂家的发展也是良莠不齐，如何才能在这行业中处于不败之地呢，笔者认为需要在以下几个方面做出努力。
1、产品品质、交货期与供应商的配合度在第一位，目前具备镜头和sensor研发和生产的公司少之甚少，几乎达到垄断地步。那摄像头的组装厂需要获得足够的资源，需要和供应商之间进行紧密的合作。其次就是要管控好自己产品的质量，提高交货周期，大家都知道，手机行业的发展模式就是短、平、快：项目周期短，质量要平稳，交货周期快，作为零部件供应商也必须跟上客户的步伐，提高产品质量，缩短交货周期，否则就会被行业淘汰。
2、研发水平与配合、品质异常处理是必须考量的要素，在短期的交货周期内，如何提高处理异常问题的速度这事大家面临的一个非常棘手的问题，那我们该如何做呢？首先需要提高研发的水平，将问题尽量挡在研发阶段，并快速分析解决，量产中的出现的一些技术问题同样需要研发人员一起参与协助分析解决，这样就会大大缩短整个链上的问题解决周期，快速响应客户的需求、给客户留下一个好印象。
3、性价比是永远的追求，这个行业的竞争已经到了白热化，门槛的降低意味着技术难度的降低，竞争最直接、常规的杀手锏拼的就是价格，所以只有源源不断的提供性价比高的产品才能打败竞争对手，才能获得快速发展壮大的机会。
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