در یک ماژول دوربین، حسگر تصویر «مغز» بلامنازع است. با این حال، تعداد کمی متوجه می شوند که شکل بسته بندی آن-CSP، LGA، یا BGA-تنها یک انتخاب مسکن نیست. اساسا ماژول را تعریف می کندمحدودیت های عملکرد، قابلیت اطمینان و مناسب بودن برنامه. درک این سه مورد، کلید طراحی محصول کارآمد و تصمیمات زنجیره تامین است.
I. ویژگی های اصلی و تفاوت های سه فناوری بسته بندی
1. CSP (بسته مقیاس تراشه)CSP یک فناوری بسته بندی قالب بدون سرب است، با اندازه بسته بندی تقریباً مشابه خود تراشه (نسبت مساحت بسته به سطح تراشه معمولاً کمتر یا مساوی 1.2:1 است). هسته آن اتصال مستقیم لنت های روی سطح تراشه به بستر PCB بدون سرب اضافی یا توپ های لحیم کاری است. بزرگترین مزیت آن کوچک سازی شدید است که می تواند حجم ماژول های دوربین را به میزان قابل توجهی کاهش دهد و آن را برای سناریوهای حساس اندازه{4}}مانند دوربین های جلوی تلفن همراه، میکرو آندوسکوپ ها و ماژول های هوایی هواپیماهای بدون سرنشین مناسب می کند. مزایا: کوچکترین اندازه و وزن سبک. پارامترهای انگلی بسته کم، حداقل تلفات انتقال سیگنال، منجر به بهبود سرعت تصویربرداری حسگر. فرآیند تولید انبوه بالغ با هزینه های قابل کنترل. معایب: عملکرد ضعیف اتلاف حرارت. حسگرهای-قدرت بالا (مانند سنسورهای صنعتی-پیکسل بالا) مستعد انباشت گرما هستند و بر پایداری تصویر تأثیر میگذارند. استحکام مکانیکی کم، مقاومت ضعیف در برابر ضربه و رطوبت، نیاز به بسته بندی تقویت کننده خارجی ماژول. سختی تعمیر و نگهداری بسیار بالا، تقریباً غیرقابل تعمیر-، که نیاز به کنترل دقیق عملکرد تولید دارد.
2. LGA (آرایه شبکه زمینی)LGA از مجموعهای از پدهای فلزی در پایین به جای پینهای سنتی استفاده میکند و از طریق لحیم کاری بین لنتها و بستر PCB به اتصال الکتریکی دست مییابد. لنت ها عمدتاً ساختارهای مسطح هستند، بدون گلوله های لحیم کاری یا سرب. در مقایسه با CSP، LGA به تعادلی بین اندازه و قابلیت اطمینان دست مییابد، و آن را به انتخاب اصلی برای ماژولهای دوربین{2} رده متوسط تبدیل میکند. مزایا: اتلاف گرما بهتر از CSP. سطح تماس بزرگ پدهای مسطح راندمان انتقال حرارت بالاتر را تضمین می کند. عملکرد لحیم کاری بالا، بازرسی بصری پد، تسهیل کنترل کیفیت تولید انبوه؛ قابلیت تعمیر معینی{4}}عیب های لحیم کاری را می توان با لحیم کاری مجدد تعمیر کرد. پایداری مکانیکی قوی تر، مقاومت در برابر ضربه و تداخل بهتر از CSP. معایب: اندازه بسته بندی کمی بزرگتر از CSP، قادر به پاسخگویی به نیازهای کوچک سازی شدید نیست. الزامات بالا برای صافی بستر PCB و پارامترهای فرآیند لحیم کاری، در غیر این صورت مستعد لحیم کاری سرد و تماس ضعیف هستند. پارامترهای انگلی کمی بالاتر از CSP، با تأثیر جزئی بر-انتقال سیگنال فرکانس بالا.
۳. بیجیای (آرایه توپهای شبکهای)BGA از آرایه ای از توپ های لحیم کاری در پایین به عنوان واسطه اتصال استفاده می کند. گلوله های لحیم کاری بین پدهای تراشه و بستر PCB لحیم می شوند و اتصالات الکتریکی و مکانیکی پایدار را تشکیل می دهند. طراحی ساختاری آن بهترین عملکرد را در قابلیت اطمینان و اتلاف گرما به آن میدهد، و آن را به اولین انتخاب برای ماژولهای دوربین-بالا و بار بالا تبدیل میکند. مزایا: اتلاف حرارت عالی و عملکرد الکتریکی؛ تماس یکنواخت آرایه توپ لحیم کاری امکان انتقال سریع گرما به PCB را فراهم میکند و با سنسورهای-پیکسل-قاب{{7} بالا (مانند دوربینهای خودرو 8K و ماژولهای بازرسی با دقت بالا{9}} صنعتی) سازگار میشود. استحکام مکانیکی بالا{10}}گلولههای لحیم کاری دارای اثر بافری خاصی هستند، با مقاومت در برابر ضربه و لرزش قوی، قادر به مقاومت در برابر محیطهای پیچیده مانند تنظیمات خودرو و صنعتی هستند. ظرفیت و اندوکتانس انگلی کم، یکپارچگی سیگنال خوب، پشتیبانی از انتقال داده با سرعت بالا، سازگار با پروتکلهای{12}}سرعت بالا مانند MIPI CSI-2. معایب: بزرگ ترین اندازه بسته، برای ماژول های کوچک مناسب نیست. هزینه بالاتر از CSP و LGA، با فرآیندهای پیچیده تولید و لحیم کاری توپ لحیم کاری. تعمیر و نگهداری دشوار، نیاز به تجهیزات تخصصی (مانند تفنگ های هوای گرم و ایستگاه های کار مجدد) و آسیب آسان تراشه. گلوله های لحیم کاری ممکن است اکسید شوند یا بیفتند که به محیط های سخت ذخیره سازی و لحیم کاری نیاز دارد.
II. منطق سناریو برای تطبیق ماژول دوربین
ماهیت تفاوتهای بین سه فناوری بستهبندی، مبادله-معادل «اندازه-قابلیت اطمینان-هزینه است». سناریوهای سازگاری خاص باید با نیازهای اصلی ماژول دوربین هماهنگ شوند: - ماژولهای میکرو درجه مصرفکننده (دوربینهای جلو/عقب تلفن همراه، دوربینهای دستگاههای پوشیدنی): اولویت دادن به CSP برای دستیابی به اندازه بسیار زیاد برای نیازهای نازک و سبک محصولات نهایی، در حالی که هزینههای تولید انبوه را کنترل میکنید. - ماژولهای دوربین تبلت متوسط{7} دوربینهای اطراف خودرو-دوربینهای مشاهده: اولویت LGA برای متعادل کردن اندازه، قابلیت اطمینان و قابلیت تعمیر، کاهش خطرات تولید انبوه اتلاف، قابلیتهای ضد تداخل{12}}و عملکرد انتقال با سرعت بالا.
III. خلاصه انتخاب
CSP در کوچک سازی برتری دارد و با سناریوهای سبک و نازک-مشتری سازگار است. LGA از مزیت تعادل برخوردار می شود و نیازهای تجاری متوسط- را پوشش می دهد. BGA از نظر قابلیت اطمینان و عملکرد بالا برتر است و از سناریوهای پیچیده-بالا پشتیبانی میکند. هنگام انتخاب، شرکت های خارج از کشور باید ابتدا خواسته های اصلی را روشن کنند: CSP را برای کوچک سازی شدید انتخاب کنید. LGA را برای عملکرد متعادل و تولید انبوه قابل کنترل انتخاب کنید. BGA را برای بار بالا و پایداری محیط پیچیده در اولویت قرار دهید. در همین حال، تصمیمات جامعی باید بر اساس مصرف انرژی حسگر، مقیاس تولید انبوه ماژول و بودجه هزینه گرفته شود تا از اتلاف عملکرد یا انطباق ناکافی سناریو به دلیل انتخاب یک بعدی- جلوگیری شود.
