電子行業(yè)是世界上規(guī)模最大、實(shí)力最強(qiáng)的行業(yè)之一,其許多產(chǎn)品——從專業(yè)高科技設(shè)備到消費(fèi)電子產(chǎn)品——都是用數(shù)控加工零件制造的。
電子行業(yè)的機(jī)加工部件包括塑料和金屬部件,用于生產(chǎn)它們的技術(shù)包括數(shù)控銑床和數(shù)控車床。精密CNC加工可以生產(chǎn)電路板等細(xì)節(jié)精細(xì)的組件,并且多種加工技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)組件的大規(guī)模批量生產(chǎn)。
電子行業(yè)
電子產(chǎn)品是一個(gè)龐大的全球產(chǎn)業(yè),涵蓋多個(gè)不同的領(lǐng)域。其中最大的是企業(yè)對(duì)企業(yè)的電子商務(wù),其中包括用于企業(yè)之間交易的無(wú)處不在的支付和電信技術(shù)。2017年,僅該行業(yè)的銷售額就達(dá)29萬(wàn)億美元。
電子行業(yè)的其他重要領(lǐng)域包括科技行業(yè)、消費(fèi)電子產(chǎn)品、半導(dǎo)體行業(yè)和電力電子產(chǎn)品。
在電子行業(yè)的這些領(lǐng)域中,一些最廣泛制造的組件包括晶體管、電容器、半導(dǎo)體、二極管和電路芯片。流行的產(chǎn)品由許多電子元件組成,包括電腦、電視、收音機(jī)和智能手機(jī)。
CNC加工如何應(yīng)用于電子行業(yè)?
CNC加工的廣泛用途及其精度使其成為電子行業(yè)有價(jià)值的制造技術(shù)。數(shù)控機(jī)床能夠加工導(dǎo)電和非導(dǎo)電金屬以及各種塑料。
該技術(shù)的最大優(yōu)勢(shì)之一是速度。CNC加工可用于在短時(shí)間內(nèi)生產(chǎn)電子元件,因?yàn)樯a(chǎn)前沒有加工階段,并且該技術(shù)不受增材制造相關(guān)的質(zhì)量限制。還可以使用CAD軟件快速迭代和修改設(shè)計(jì),一旦計(jì)算機(jī)和/或機(jī)械師定義了刀具路徑,則幾乎不需要手動(dòng)操作。
許多電子制造商要求復(fù)雜的內(nèi)部組件具有嚴(yán)格的公差,而CNC加工通常是滿足此類要求的最合適的技術(shù)。
CNC加工電子零件示例
印刷電路板消費(fèi)類電子產(chǎn)品
Apple MacBook及其各種型號(hào)(MacBook Pro、MacBook Air)是世界上最知名的消費(fèi)電子產(chǎn)品之一,其耐用的鋁制機(jī)身采用CNC銑削制成。
Apple MacBook的機(jī)身由一塊擠壓鋁材制成,鍵盤孔和其他輪廓由金屬塊通過(guò)CNC銑削而成。
當(dāng)公司在2000年代末首次開始使用這種工藝時(shí),時(shí)任首席執(zhí)行官史蒂夫·喬布斯(Steve Jobs)表示:“蘋果發(fā)明了一種用整塊鋁材制造筆記本電腦的全新方法。”
不幸的是,對(duì)于競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手來(lái)說(shuō),蘋果仍然是唯一一家能夠進(jìn)行如此規(guī)模的CNC加工筆記本電腦的公司。
據(jù)報(bào)道,這家計(jì)算巨頭運(yùn)營(yíng)著10,000臺(tái)數(shù)控機(jī)床,這超出了該領(lǐng)域其他企業(yè)的財(cái)務(wù)能力。
然而,其他公司可以使用數(shù)控機(jī)床來(lái)制造較小規(guī)模的電子器件本體和外殼。
半導(dǎo)體
半導(dǎo)體制造可以說(shuō)是電子工業(yè)的支柱,其中MOSFET(金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管,或MOS晶體管)是人類歷史上制造最廣泛的器件。
由于精密數(shù)控加工設(shè)備能夠加工硅、氮化鋁等半導(dǎo)體材料,因此被半導(dǎo)體制造商頻繁使用。可加工的半導(dǎo)體元件包括晶圓卡盤、氣體分配板、晶圓載體、焊盤模板和柔性電路加強(qiáng)板。
這些零件通常需要按照嚴(yán)格的公差制造,因?yàn)榘雽?dǎo)體通常會(huì)縮小到非常小的尺寸以適應(yīng)電子設(shè)備。
印刷電路板
印刷電路板(PCB)用于大多數(shù)電子設(shè)備,用于連接設(shè)備的各個(gè)部分,并將接線焊接到PCB的適當(dāng)區(qū)域。它們由導(dǎo)電軌道(通常由銅制成)和下面的非導(dǎo)電基層組成。
大多數(shù)PCB都是采用化學(xué)蝕刻工藝制成的,其中PCB設(shè)計(jì)者可以在將電路板浸入氯化鐵等蝕刻溶液中之前覆蓋部分銅。該解決方案去除了未覆蓋的銅區(qū)域,留下了所需的通道網(wǎng)絡(luò)。
對(duì)于小型項(xiàng)目,數(shù)控加工可以作為蝕刻的合適替代方案,特別是在蝕刻解決方案可能被認(rèn)為危險(xiǎn)的環(huán)境中。機(jī)加工板(其中的銅部分被簡(jiǎn)單地銑掉)可以使用CAD/CAM軟件進(jìn)行設(shè)計(jì),并使用標(biāo)準(zhǔn)CNC銑床進(jìn)行制造。
散熱片
散熱器是廣泛使用的電子設(shè)備,可將熱量從電子部件傳遞到液體冷卻劑或空氣中。散熱器用于計(jì)算機(jī)等設(shè)備,用于冷卻關(guān)鍵組件以維持正常功能。
使用鋁或銅等可加工金屬,可以利用CNC加工技術(shù)制造散熱器。精密數(shù)控機(jī)床甚至能夠制造非常小的散熱器,并且可以根據(jù)要求制造各種配置的設(shè)備。
機(jī)械加工通常適用于散熱器的小批量生產(chǎn),并且可用于制造非常復(fù)雜的輪廓、切口和其他特征。機(jī)加工散熱器還具有高導(dǎo)熱性。