ПЕЧАТНАЯ PCB - Что такое фрезерование печатных плат?

Фрезерование печатных плат относится к процессу физической резки, разделения или прорезания печатных плат (ПХД) с использованием высокоскоростного вращающегося режущего инструмента на фрезерном станке с ЧПУ или гравировальном станке. По сравнению с традиционными процессами высечки или V-образной резки, фрезерование является более гибким и подходящим для различных сложных и точных конструкций печатных плат.

Фрезерование не только сегментирует контуры готовых печатных плат, но и выполняет различные операции, такие как сверление отверстий, прорезание пазов и снятие фасок. Это незаменимый процесс в современном всокоточном производстве печатных плат.

фрезерная печатная плата

Ключевые понятия и принципы, связанные с фрезерованием, включают направление инструмента, компенсацию фрезерования и методы позиционирования.

1.Направление инструмента

Когда фреза входит в доску, одна поверхность всегда обращена к режущей кромке фрезы, в то время как другая поверхность всегда обращена в противоположную сторону от режущей кромки фрезы. В первом случае поверхность получается более гладкой и с более высокой точностью размеров. Шпиндель всегда вращается по часовой стрелке. Поэтому, независимо от того, используется ли фрезерный станок с ЧПУ с неподвижным шпинделем и подвижным столом или с неподвижным столом и подвижным шпинделем, при фрезеровании внешнего контура печатной платы траекторию движения инструмента следует перемещать против часовой стрелки.

Это широко известно как фрезерование с подъемом. Фрезерование с подъемом используется при фрезеровании рамок или пазов внутри печатной платы. Компенсация фрезерования автоматически смещает фрезу от центра траектории фрезерования на половину заданного диаметра фрезы или радиуса, в зависимости от заданного значения, чтобы обеспечить соответствие контура фрезерования запрограммированной настройке. Если станок оснащен функцией компенсации, важно обращать внимание на направление компенсации и программные команды. Неправильное использование команды компенсации может привести к увеличению или уменьшению контура печатной платы на величину, равную диаметру фрезы.

2. Компенсация фрезерования

Поскольку фреза имеет определенный диаметр, требуется компенсация радиуса инструмента, чтобы фактический контур обработки соответствовал расчетному.

Для фрезерования внешних контуров: траектория инструмента должна отклоняться наружу на один радиус инструмента;

Для фрезерования внутренних отверстий или пазов: траектория инструмента должна быть смещена внутрь на один радиус.

Современное программное обеспечение CAM может автоматически рассчитать траекторию компенсации, но оператору все равно необходимо настроить параметры инструмента и откалибровать программу для обеспечения точной компенсации. 

3. Методы позиционирования (позиционирование печатной платы)

Точное позиционирование платы является необходимым условием для высококачественного фрезерования. Распространенные методы позиционирования включают:

Отверстия для механического позиционирования: используйте центровочные отверстия и установочные штифты для обеспечения согласованного позиционирования по оси X/Y;

Оптическое позиционирование: для определения точек разметки используется камера, соответствующая требованиям высокой точности.;

Позиционирование рамы или вакуумное всасывание: Подходит для больших или неровных печатных плат.

Различные методы позиционирования подходят для различных производственных линий и требований к точности обработки. Правильный выбор метода может значительно улучшить качество обработки.

Преимущества и недостатки фрезерования печатных плат

Преимущества:

Высокая точность: Подходит для обработки сложных контуров и высококачественной обработки поверхности;

Не требуется травление пластин: Подходит для быстрого создания прототипов и мелкосерийного производства нескольких изделий;

Гибкая технология обработки: Позволяет использовать различные материалы, включая FR4, алюминиевые подложки и плиты rigid-flex;

Процесс без загрязнения окружающей среды: безвреден для окружающей среды, особенно при обработке мелких частиц металла;

Ограничения:

Более низкая эффективность обработки по сравнению с штамповкой: не подходит для сверхмасштабного производства;

Износ инструмента: Особенно при высокоскоростной и высокочастотной обработке;

Образование трещин и пыли: Требует дополнительной обработки;

Высокие затраты на оборудование: Высокоточное оборудование с ЧПУ стоит дорого;

фрезерная печатная плата

Практический пример фрезерования печатной платы:

Заказчик изготавливал светодиодную панель специальной формы на основе алюминия, и традиционная штамповка не обеспечивала требуемой точности поверхности. Фрезерование печатной платы было выполнено:

Точность обработки повысилась до ±0,05 мм;

Гладкие режущие кромки устранили необходимость в последующей обработке;

Время обработки одного листа составило менее 5 секунд;

Уровень качества продукта увеличился с 90% до более чем 98%;

Это свидетельствует о том, что фрезерование является экономически эффективным решением для печатных плат малого и среднего объема, изготавливаемых на заказ.

Являясь высокоточной и гибкой технологией обработки, фрезерование печатных плат имеет большой потенциал для применения в различных областях производства электроники. Будь то быстрое прототипирование, изготовление небольших партий по индивидуальному заказу или высокоточная обработка изготовленных на заказ печатных плат, фрезерование печатных плат обеспечивает эффективные, надежные и стабильные решения, что делает его незаменимым процессом в современном производстве печатных плат.