電子行業是世界上規模最大、實力最強的行業之一,其許多產品——從專業高科技設備到消費電子產品——都是用數控加工零件制造的。
電子行業的機加工部件包括塑料和金屬部件,用于生產它們的技術包括數控銑床和數控車床。精密CNC加工可以生產電路板等細節精細的組件,并且多種加工技術可以實現組件的大規模批量生產。
電子行業
電子產品是一個龐大的全球產業,涵蓋多個不同的領域。其中最大的是企業對企業的電子商務,其中包括用于企業之間交易的無處不在的支付和電信技術。2017年,僅該行業的銷售額就達29萬億美元。
電子行業的其他重要領域包括科技行業、消費電子產品、半導體行業和電力電子產品。
在電子行業的這些領域中,一些最廣泛制造的組件包括晶體管、電容器、半導體、二極管和電路芯片。流行的產品由許多電子元件組成,包括電腦、電視、收音機和智能手機。
CNC加工如何應用于電子行業?
CNC加工的廣泛用途及其精度使其成為電子行業有價值的制造技術。數控機床能夠加工導電和非導電金屬以及各種塑料。
該技術的最大優勢之一是速度。CNC加工可用于在短時間內生產電子元件,因為生產前沒有加工階段,并且該技術不受增材制造相關的質量限制。還可以使用CAD軟件快速迭代和修改設計,一旦計算機和/或機械師定義了刀具路徑,則幾乎不需要手動操作。
許多電子制造商要求復雜的內部組件具有嚴格的公差,而CNC加工通常是滿足此類要求的最合適的技術。
CNC加工電子零件示例
印刷電路板消費類電子產品
Apple MacBook及其各種型號(MacBook Pro、MacBook Air)是世界上最知名的消費電子產品之一,其耐用的鋁制機身采用CNC銑削制成。
Apple MacBook的機身由一塊擠壓鋁材制成,鍵盤孔和其他輪廓由金屬塊通過CNC銑削而成。
當公司在2000年代末首次開始使用這種工藝時,時任首席執行官史蒂夫·喬布斯(Steve Jobs)表示:“蘋果發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,對于競爭對手來說,蘋果仍然是唯一一家能夠進行如此規模的CNC加工筆記本電腦的公司。
據報道,這家計算巨頭運營著10,000臺數控機床,這超出了該領域其他企業的財務能力。
然而,其他公司可以使用數控機床來制造較小規模的電子器件本體和外殼。
半導體
半導體制造可以說是電子工業的支柱,其中MOSFET(金屬氧化物半導體場效應晶體管,或MOS晶體管)是人類歷史上制造最廣泛的器件。
由于精密數控加工設備能夠加工硅、氮化鋁等半導體材料,因此被半導體制造商頻繁使用。可加工的半導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板。
這些零件通常需要按照嚴格的公差制造,因為半導體通常會縮小到非常小的尺寸以適應電子設備。
印刷電路板
印刷電路板(PCB)用于大多數電子設備,用于連接設備的各個部分,并將接線焊接到PCB的適當區域。它們由導電軌道(通常由銅制成)和下面的非導電基層組成。
大多數PCB都是采用化學蝕刻工藝制成的,其中PCB設計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域,留下了所需的通道網絡。
對于小型項目,數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為危險的環境中。機加工板(其中的銅部分被簡單地銑掉)可以使用CAD/CAM軟件進行設計,并使用標準CNC銑床進行制造。
散熱片
散熱器是廣泛使用的電子設備,可將熱量從電子部件傳遞到液體冷卻劑或空氣中。散熱器用于計算機等設備,用于冷卻關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加工技術制造散熱器。精密數控機床甚至能夠制造非常小的散熱器,并且可以根據要求制造各種配置的設備。
機械加工通常適用于散熱器的小批量生產,并且可用于制造非常復雜的輪廓、切口和其他特征。機加工散熱器還具有高導熱性。