摄相头产品诞生全过程 诞生

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笔者近来去一家综合化的摄像头开发生产厂家全程参观了J-CAM的全套生产过程。从外观设计，PCB电路板设计、精密模具设计制造、注塑成形、无尘车间喷油、电路板SMT高速贴片、插件、装配、检测、包装。
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出色的摄像头不仅需要有出色的效果，同样，也要有吸引人的外观。成功的外观设计，需要出色的设计理念，但要把将这理念在具体实物体现出来，又需要精湛的工艺。

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设计篇 , K; K! z0 h. @  Y4 r9 L
1.外观设计 " z+ a. l1 m  |& _* s. m0 O5 W
据天敏工业设计小组介绍，摄像头前期设计的工作也很复杂。 6 M7 s" m$ L7 @, D' b- v0 M
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一个新的摄像头的诞生，最初由设计师的灵感而成，设计师首先用手画草图，将自己的的想法粗略地在纸上体现，画出简易的大体外观。

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在ID小组讨论后决定后，用Rhino犀牛工业造型软件先画几个三维的外观效果图，经讨论大致确认后，把这个粗略的外观图纸文件送去打版中心进行CNC三维雕刻打“手版”，然后对实体模型进行评审，然后会根据模型计师进行不断的修改，这个过程是要将摄像头的最后所要实现的外观确认。外观打样后，即进行结构论证和设计工作，一般使用 “PRO-E”软件，结构设计。
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5 x7 O( Y8 Q9 U4 u+ Z! Y3 }/ `4 [在设计底座时，就打了很多个样版。设计师根据市场的调研，发现现大多数的摄像头的底座都是“夹子”，这种夹子在夹笔记本就还可以，但在设计很个性的液晶显示器上很多是夹不着的，有太厚的原因，背板是不规则。设计师专门设计了一个万能的“挂座”，这是一个根据力学原理来设计的底座，不用夹子也可以很轻松的挂在笔记本和液晶显示器上，同样也可以放在桌面或CRT显示器上。这个“挂座”很费精力，材料、模具应如何设计、出模方式等，都跟模具设计师做了大量的讨论构通，也打了很多的样版来做试验。在结构设计阶段，需要丰富的模具知识，跟模具设计师的大量沟通。

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具体的内部尺寸确定，那时设计师就可以将PCB板的尺寸给硬件工程师，在设计同时，PCB的设计从现在开始也在同步地进行，相互之间也要做大量的沟通，有时为了争一点点空间，相互争个面红耳斥。 ! {' b, Q$ U1 [3 L6 C( q- }" b1 g
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为了检查结构尺寸和PCB板的配合，还要做结构手板，经过检测，如果外观有问题或者内部结构与PCB板不合，再进行修改。修改外观其实是一个反复的过程，直到所有的设计达到最好的配合，最终确定模具，才正式开始交PRO-E图纸给专业的模具厂制造模具。从外观到结构，这个设计的时间最长，不确定的因素也很多，通常要两三个月，之后就快起来了。 ) b8 d" _( H+ D5 k% t

% Q( t' r9 m1 p7 `: v) t! C外观设计的工序：
% i5 h1 H% \0 V) Z8 C- u8 F0 Q1、灵感：手绘草图 确认大体外观 : s$ U' `( Q& B' |
2、实践：软件pro-e或犀牛等画出大致外观
' t. x% A# t( K; [9 M3 l3、初期颜色确定：用3D MAX进行渲染 8 B4 }+ O  x) Z) B% F  j
4、用pro-e做出内部的结构，实现外观所需要的 7 L% V! _; h: S7 s! O; E5 I
5、做手版，目的：确认外观、检查结构与PCB配合
$ t8 F9 Z4 g, v' L7 Z$ u6、修改结构图 3 s9 m, D# W) R6 b/ S
7、制造模具（大约30天） ( Y3 n* `0 H/ b5 L9 d$ S* P: H5 \
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二、PCB板的设计
/ W0 ~( O1 k& S, q外观的内部结构确定的同时，硬件工程师就可以根据所给的内部结构尺寸，绘制原理图。首先是确定方案，因为摄像头有多种方案可以选择，所以就首先要确定好方案。然后才能用POWERPCB软件，开始绘制原理图。

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原理图绘制好后，将其转换成网表，再在POWERPCB里面把网表导入POWERPCB ，制作成PCB文件。然后开始绘制PCB板边框，将模具所要求一些固定的位置譬如定位孔、灯、电源插座的位置最先确定下来。再对PCB板进行布局、布线。布局主要是保障大功率元件要互相隔远点，滤波电容要和其对应的IC管脚挨近点等；布线主要考虑的是：电源和地线尽量粗，容易受干扰的线要注意保护等。 ; u1 ?' [1 T$ X2 O7 F
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然后就是整理BOM表，根据原理图，看有没遗落以及多出元件。检查无误后,就可以发手板了。手板的制造有一定的时间，制作完后,再返回给硬件工程师进行贴元件、调试。调试就是看效果如何，如果效果不满意，就继续进行修改，调试，反复达到最好效果。 ' @, S8 J6 H$ a: N% X/ C

7 K8 g- @9 ~/ V$ p5 I大体的设计流程： 0 i$ Y1 a8 O' y. n1 E
1.确定方案，比如中星微7131R+301L,或者镁光+松翰120等.
; M; c/ [* t1 [2.根据方案绘制原理图
4 }/ V# k; J; }3.将原理图导成PCB文件 3 r6 @; S( m$ D+ {# x/ g5 d
4.绘制PCB边框,及其模具所要求的固定位置. 6 `! K/ m- q% T4 c- j6 v
5.对PCB板进行布局,布线.
2 F% j: z8 D: I3 ]: ?1 L7 d. r* ?6.整理BOM表 2 R; `2 ^- f& y2 U# C
7.检查无误后,发手板.
. C. t% R; ?' T6 X0 m8.手板打回后,贴元件,然后调试. 3 B1 ]7 w0 {- Q. m! f
9.调试无误后,开始生产 ) g5 {9 Z+ h  d) t
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三、模具制造（过程大约需要30天）
. K- u7 B$ O0 v0 e, w外观设计已经确定好了，就是将理念中的设计，变成现实中的模具。这个阶段是和PCB设计同时进行的。因为是新开模具，从设计到实际的注塑，有许多问题都有待解决。因为如果品结构设计的不合理，就容易引起产品的各种缺陷：缩印、熔接痕、气孔、变形、拉毛、顶伤、飞边。所以模具制造要综合考虑成品后工艺性和零件性能 ，注意模具的开模方向和分型面 ，尽量消除分模线对外观的影响，以保证模具的美观性和性能。

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模具完成后还需做最终的检查， 确认产品图纸和实物（样品）的形状差异，确认表面的粗糙、拉伤等等问题，还要进行全体长、宽、高和弯曲度等等的确认。 3 x( _, D) ~! r- R2 m1 S

+ n+ Z" e& k" K* K+ b4 x) a5 r生产篇
  J, S8 |8 i% A% D+ r一、外壳的生产
# v! t) t$ j# X) l1、注塑 模具制造好了，就可以注塑了，通常到这个阶段，容易出现不良现象，譬如充料不足、溢料、龟裂、气泡等等问题，这些都需要模具设计师、注塑师一起讨论解决。所以每一次的注塑都要耗费设计师们许多精力去解决这些问题，让模具尽量做到最完美。

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2、喷油工序 外观的颜色确定了，外壳进行大量注塑生产后，得到“素材”，接着就是进行喷油这道工序。这到工序绝对是精密严谨的过程，一个成功的喷油，需要这样一个车间——10万级无尘车间。要得到好的喷油效果，首先必须解决的关键问题是如何将底料沾的灰尘除去。开始是人工檫拭表面的灰尘，做最初期的除尘处理，然后用鼓风机吹，做二次除尘，除尘这道工序关系到喷出来的后的效果如何，所以至关重要，而除尘最重要方式——“静电除尘”。将经过初期除尘处理的模具底料固定在支架上，大概4个一组，通过流水线进入“静电除尘柜”内，进行比较彻底的清理。
6 m) z% n, p! D3 c(静电除尘喷枪)