为智能手机摄像头打造的SMA马达

康郡机电有限公司（CML）是开发形状记忆合金（SMA）马达技术的世界领导者，该技术在智能手机摄像头市场的应用越来越广泛。在这篇文章中，我们向您展示SMA马达如何使用标准的生产技术制造。并透过这种方法使制造商能够在组装过程中实现大批量生产。

SMA马达

SMA马达是智能手机摄像头中用于提供光学防抖（OIS）和自动对焦（AF）功能的关键硬件组件。这些马达在使用期间通过CML的SMA驱动芯片与控制算法以亚微米级的控制来移动镜头或图像传感器。关于SMA马达的组成和机械设计的信息可以在本文中找到：SMA马达的基本组成以及它们如何塑造我们的智能手机摄像头。

图1：SMA镜头位移式AF+OIS马达的部件

上图中的SMA马达示例由多个部件组成。每个部件（或零件）在组装成完整的马达之前需要用不同的制造方法制造，我们将在下文中对此进行更详细的描述。

制造和组装流程

图2显示了基本的制造工艺流程。

图2：SMA智能手机摄像头马达的标准线性制造流程

这些步骤中的每一步都将在以下章节中使用当前正在量产的SMA马达示例依次进行描述。

1. 零件制造

在量产中，金属板材经过化学蚀刻或冲压方式以完成所需的基本形状，而塑料部件则是注塑成型。这些标准制造流程旨在实现高重复性和高产量，从而确保复杂零件的制造达到所需的精度和公差。

在图1中，通用环、夹爪和屏蔽层是蚀刻或冲压而成的，镜头架和底座则是注塑成型的。蚀刻的通用环和注塑成型的底座如图3所示。

注塑工艺：注塑是一种广泛使用的由热塑性塑料和热固性塑料材料生产零件的工艺。在这个过程中，原材料被加热直到熔化，然后在压力下注入模腔。该模具是按照要制造的零件的确切规格精密制造的。一旦熔融材料被注入模具，它就会冷却并凝固成模具的形状。注塑是生产具有复杂几何形状和良好表面光洁度的大量相同零件的理想选择。由于其高生产率、部件的一致性高且损耗极小，该工艺对于量产来说是高效且具有成本效益的。

蚀刻工艺：蚀刻是一种减法制造工艺，使用化学溶液（通常是酸）选择性地去除金属板材的特定区域。该工艺首先在金属板材上按要求的图案涂上一层抗蚀层，通常是光刻胶。此图案就是最终的零件形状。当该金属板材浸入酸性浴中时，未被抗蚀层覆盖的区域会被溶解或“蚀刻掉”，而受保护的区域则保持完整。这种方法对于创建复杂而精细的图案非常有效。由于其在设计更改方面的灵活性，它对原型样品的开发特别有用。然而，对于大批量生产，由于处理时间较慢和需要处理化学品，蚀刻与其他方法相比成本效益较低。

图3：左图是SMA马达通用环部件（如图1所示）由金属板材蚀刻而成，右图是SMA马达的注塑底座部件

冲压工艺: 冲压，也称为压制，包括通过模具和冲压机（或冲床）使金属板材机械变形，从而塑造、切割或弯曲金属板材。模具和冲压机是定制的工具，精确地加工成最终零件所需的形状。在冲压过程中，金属板材被放置在模具和冲压机之间。然后，冲压机用力冲压金属板材，使其符合或切割成模具的形状。这种方法对于量产是高效的，因为它允许快速处理大量的金属板材，并具有一致和精确的结果。冲压在工业环境中受到青睐，因为它具有成本效益、高产量和生产具有严格公差的零件的能力。

在多数量产情况中，马达大部分的金属零件多采用冲压工艺。在图1所示的示例中，屏蔽层、夹爪、通用环和屏蔽罩都是冲压而成的。屏蔽罩是通过冲压和深抽两个步骤制成的。深抽也是一种冲压技术，涉及零件成形过程，如下所述。

2. 零件成形

一旦基本形状成形，金属部件就要经过额外的成形过程，如弯曲和深抽，以实现所需的3D结构。该过程包括创建凸起的元件，这对马达功能至关重要。这些步骤是使用标准的金属板材成形工具进行的。

图1中所示的需要成型工艺的部件包括屏蔽罩（深抽）、通用环和夹爪（使用弯曲技术），屏蔽罩的示例如下图4所示。深抽是一种常用的金属板材成形工艺，在这种工艺中，用冲头施加力将扁平的金属板材拉伸成模具的形状。

图4：深抽工艺的屏蔽罩

3. SMA 线压接

组装SMA马达的最关键步骤是将SMA线连接到马达的定子和动子。这通常被称为压接工艺，CML为SMA马达量身打造了这一工艺。该步骤是零件成型（弯曲）和组装制造过程的结合。SMA线压接工艺现被用于多个合作伙伴的工厂，每月产出数百万个SMA马达。

简单地说，该步骤包括将SMA线放入压接金属中预先形成的凹槽中，并向下冲压金属，使得SMA线被夹爪牢固地夹持住，从而连接到马达。

图5:SMA压接工艺：[1]蚀刻或冲压的平板金属；[2] 90°弯曲；[3] 150°弯曲；[4] 压接SMA线

CML优化了压接工艺，以实现强大的机械和电气结合，开发了一种具有高精度，可重复性和产品可靠性的组装工艺。量产通常涉及机械臂和专业设备，以确保高产量。

图6：在CML开发的半自动化和控制工艺中，SMA线（在白色线轴上可看到）连接到金属夹爪

4. 组装

组装过程遵循自动化步骤的标准顺序。子部件按特定顺序组装在一起，并使用已知和可控的制程（如激光焊接和点胶）进行连接。下面的示例显示了图1中的部件如何组装在一起。

图7:SMA智能手机摄像头马达的基本组装流程

5. 检验和测试：确保每一步的质量

检查站应该嵌入整个组装线，以确保只生产最高质量的马达。包括在量产中被用于早期识别和消除工艺偏差的图像识别在内的先进技术。定期检查，尤其是对压接等关键制程的检查，对于保持马达的一致性和功能性至关重要。

标准的流程，卓越的成果

CML专注于使用标准和高产量的制造工艺确保了SMA马达生产的效率、成本效益和高质量结果。这种方法使CML的制造授权商能够以高产量和高良率大批量生产SMA马达。CML仍然致力于开发新的SMA马达设计，目的在以最少的部件数量和最大的兼容性与已知和经过验证的量产工艺共用。有关智能手机相机紧凑型SMA马达的进一步信息或问题，请联系CML。

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关于CML：康郡机电有限公司（CML）是一家世界领先的研发公司，利用其形状记忆合金（SMA）平台整合技术，提供从机械、光学、电气、半导体到软件设计方面的系统级解决方案。采用SMA线（大小细如发丝）的马达解决方案，可以控制到光波长的精度。这些马达特别适用于生产快速和结构紧凑的轻便设计，并同时提供需要高精度和高强度的应用。

有关SMA技术和康郡机电有限公司的更多详细信息，请联系我们。

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