車載攝像頭售后外三包進水案例分析及防水技術研究

關鍵詞：車載攝像頭;防水結構;外三包;問題分析;防水管控

中圖分類號：463.6 文獻標識碼：A

0引言

汽車智能化浪潮洶涌而來，車載攝像頭的應用也越來越廣泛，成為汽車智能化發(fā)展必不可少的零部件之一。車載攝像頭根據應用場景可分為視頻監(jiān)控類、行車輔助類和駐車輔助類，根據安裝位置不同，可分為車內和車外兩大部分（圖1）。作為汽車智能駕駛感知層的核心部件，車載攝像頭的可靠性很大程度上影響了用戶的駕駛體驗。

作為主機廠，外三包問題的分析解決效果和效率，是事關用戶滿意度、市場競爭力以及品牌美譽度的重要課題。筆者根據實際工作案例進行數據總結，某車型倒車攝像頭售后因進水引起的黑屏和影像模糊問題占全部故障的72.55%，引發(fā)了客戶的不滿。對此，筆者對于引發(fā)該問題的原因以及如何解決進行了深入研究，總結出可以復制推廣的經驗。

1外三包問題的特點和對策

與制造現場問題相比，外三包問題原因以及誘因復雜，且失效模式多樣、故障現象不單一，難以系統(tǒng)地總結故障現象。因此，需結合其特點總結規(guī)律，制定結構化的分析方案。

外三包問題特點：①問題發(fā)生的地點分散;②故障多樣性，問題描述不完整;③信息滯后，影響范圍廣;④退件返還周期長;⑤斷點驗證費時比較久。基于外三包問題的特殊性和復雜性，故障件是唯一且珍貴的線索，通過分析故障件找到失效點所在，對問題分析思路的確定及調查工作的開展具有關鍵意義。

1.1問題分析思路及工作展開

問題分析應以實際客戶的抱怨為參考，基于準確的信息收集和判斷，對關鍵要素開展調查進行證偽或確認，從而得到問題原因的結論。在問題原因得到驗證的基礎上，再針對性地制定有效的對策，組織實施和斷點，并持續(xù)監(jiān)控斷點效果。

1.2問題信息收集和判斷

數據統(tǒng)計是進行問題分析、過程監(jiān)控和質量改進的必要工具，數據收集是統(tǒng)計分析的前提，本案例需明確數據收集以及統(tǒng)計分析的范圍：①退件詳細信息：包括零部件信息、故障車信息、以及經銷商維修信息;②統(tǒng)計退件數量與零部件批次、車輛批次、生產車間、車輛里程、地區(qū)分布及季節(jié)分布等因素的關系;③統(tǒng)計故障模式：結合維修信息所闡述的失效模式，進行復測確認。

1.3產品和過程調查

針對倒車攝像頭進水這一癥結，經拆解發(fā)現，有2個主要原因：攝像頭的鏡頭密封膠結合處有異物，導致使用過程中密封膠脫膠導致進水;殼體開裂進水，對開裂樣品進行材料及性能測試，結果故障件殼體熔融指數偏高，原材料被降解成易發(fā)生脆裂的低分子材料，進而導致后殼開裂（圖2）。

對原材料、后殼制造過程、裝配工藝以及生產設備等方面逐一排查，找到與本失效模式相關聯(lián)的質量風險，即為零部件質量變異主要原因之一。經調查，發(fā)現前殼注塑噴涂脫模劑等異物未清潔干凈以及注塑烘料超時這2項風險點，需對此關鍵信息進行故障再現驗證，以鎖定問題原因。

1.4問題驗證及措施制定和實施方案

問題的根本原因必須通過準確的試驗驗證、故障再現后才能確認，從而制定有效的改進措施。

（1）基于調查結論，調動可利用的資源，模擬故障件的生產過程，得到可試驗的樣件。根據樣件對問題原因進行驗證，總結規(guī)律，即可找到零部件失效的根本原因。

（2）改進措施的有效性需通過試驗驗證后，統(tǒng)計改善后樣件失效的比例，數據分析有明顯改善方可正式導入。

（3）改進措施經過驗證能有效抑制問題后，即可正式導入、實施斷點，斷點后需持續(xù)跟蹤零件售后表現。

2防水結構設計

車載攝像頭尤其是倒車攝像頭，長期暴露于戶外，除了要經受風吹、日曬和雨淋，還要面對洗車水槍的噴射，因此防水設計尤為重要?；谝陨习咐?，結合攝像頭的結構，車載攝像頭防水結構設計需要考慮4個方面的防水：①鏡頭與前殼之間防水;②前殼與后殼之間防水;③后殼與線束連接處防水;④殼體本身防水。

2.1鏡頭與前殼之間防水

鏡頭是攝像頭的重要組成部件，攝像頭廠家在產品設計選型時，就已經確定鏡頭本身具有防水功能。目前的主流設計是在鏡頭與殼體之間點密封膠，以實現攝像頭的密封功能。另外，鏡頭與前蓋密封膠采用隱蔽式，可對膠水提供足夠的正面保護。即選用帶法蘭結構的鏡頭，點膠槽隱藏在法蘭底部，密封膠只有少許暴露（圖3）。

2.2前殼和后殼之間防水

前后殼是攝像頭的主體結構，也是鏡頭和集成電路板（PCBA）的載體結構，結構上要求選用尺寸穩(wěn)定性好、變形小、硬度高以及耐候性好的材料。前后殼的防水結構設計上，目前主要有幾種方式：①用螺釘將前后殼鎖附在一起，使用密封圈實現防水;②采用激光焊接工藝將前后殼焊接在一起防水;③采用超聲波焊接工藝將前后殼焊接起來實現防水。以上3種前后殼防水方式優(yōu)缺點及應用如表1所示。

2.3后殼與線束連接處防水

攝像頭的供電以及信號輸出需要通過線束傳送，線束出線端的防水方式主要有2種：一種是密封圈防水，另一種是結構膠填充防水。隨著百萬高清攝像頭的普及，現在常見的防水方式為密封圈防水（圖4）。

2.4殼體本身防水

殼體是攝像頭的構成主體，PCBA裝配在殼體內部，因此殼體本身的防水更為重要。殼體材料有塑料和金屬兩種，其中選用的塑料材料要求耐高低溫環(huán)境、變形小、耐腐蝕、抗氧化以及耐候性強，可承受一定物理條件的沖擊，具備一定的強度和塑性等特性。目前應用比較普遍的是“聚酰胺（PA）+玻璃纖維（GF）”或“聚對苯二甲酸丁二醇酯（PBT）+GF”等材料。

3生產制程關鍵管控項

車載攝像頭防水，可靠的防水結構設計是前提，因此生產過程中對質量進行有效的監(jiān)控和管理也至關重要。尤其需要識別關鍵產品和過程特性，并制定對應措施，以確保生產過程在受控制狀態(tài)下進行，保證產品質量符合規(guī)定的要求，才能保證零件質量持續(xù)穩(wěn)定輸出。

3.1清潔度管控

攝像頭屬于精密電子類產品，一旦灰塵或者水汽進入進入，都會影響到其清晰度和成像等問題。尤其鏡頭與前殼通過密封膠實現密封，若膠水結合面有異物殘留，將出現膠水粘合不牢、脫膠等現象，從而導致零件密封失效進水的問題，故相關部件的清潔度管控尤為重要。

為此，筆者針對遇到的實際案例提出幾項改善措施：①塑料前殼注塑脫模過程中，應優(yōu)化工藝、模具，避免使用脫模劑等化學成分;②零件組裝前，應對鏡頭集中進行等離子風除塵處理;③前殼零件上線前，對膠水接觸面進行除塵去污，即規(guī)范員工使用棉簽擦拭前殼，并用氣槍吹拭雜質（圖5）。采取以上措施，即可保證前殼與鏡頭膠密封牢固。

3.2殼體注塑過程管控

為避免攝像頭殼體出現形變、開裂等影響產品性能的問題，需對塑料殼體注塑過程進行重點管控。管控項主要有以下幾點。

（1）原材料：禁止使用回料;對烘料時間、溫度進行管控點檢;根據生產節(jié)拍制定加料頻次和用量。

（2）模具：定期維護保養(yǎng)，監(jiān)控設備狀態(tài)和工作溫度。

（3）樣件管理：嚴格執(zhí)行首件檢查并與標準樣件進行核對。

（4）質量檢驗：嚴格執(zhí)行質量檢驗，對于開班、換班、停機、新員工上崗以及過程調機等情況，均需要增加設備和產品的質量檢驗并保存記錄。

4結束語

放眼市場，近2年大部分新車都搭載了基于攝像頭或者毫米波雷達的駕駛輔助系統(tǒng)，以實現更高的駕駛安全性和更好的駕乘舒適性，車載傳感器也因此進入了新一輪的爆發(fā)期，將有更多的應用和創(chuàng)新。對于這一發(fā)展趨勢，要求設計人員對攝像頭防水結構的設計展開更加深入的研究，保障零件的設計質量;同時工藝人員也應從生產制造方面深入研究，做好制程關鍵工藝的管控，確保零件質量穩(wěn)定輸出。

而對于質量人員，則應不斷學習掌握質量分析工具，一旦出現售后問題，能快速分析原因，制定有效措施遏制問題。外三包問題的分析為產品的設計驗證提供了一個直接的數據來源，起到反向提高產品質量的作用。通過本案例，提煉出外三包退件的問題分析以及調查方法，對后續(xù)處理相關問題具有參考意義。

作者簡介：

盧藝文，本科，助理工程師，研究方向為車載攝像頭的質量開發(fā)及量產質量保障。