فرز و پانچ در مکانیک
فرز و پانچ در مکانیک
فرز و پانچ در مکانیک
رد مدار چاپی یا PCB (Printed Circuit Board) هستهٔ اصلی تمامی دستگاه‌های الکترونیکی است. این بردها مسیرهای رسانا را برای اتصال قطعات الکترونیکی فراهم می‌کنند و از نظر فیزیکی نیز ساختار و استحکام مدار را تأمین می‌کنند.
در فرایند تولید PCB، علاوه بر روش‌های الکتروشیمیایی و چاپ، فرزکاری (Milling) و پانچ (Punching) نقش مهمی در شکل‌دهی، سوراخ‌کاری و آماده‌سازی برد ایفا می‌کنند. این دو فناوری به تولید بردهای دقیق، مقاوم و قابل استفاده در صنایع مختلف کمک می‌کنند.
بخش اول: فرزکاری (Milling)
تعریف فرزکاری
فرزکاری PCB یک فرایند مکانیکی است که در آن با استفاده از ابزار برش دقیق، مسیرهای مسی از سطح برد جدا می‌شوند و قطعات غیرضروری برد برداشته می‌شوند.
این روش به جای استفاده از مواد شیمیایی برای حکاکی مس، با حرکت ابزار روی سطح برد، مس اضافی را حذف و مسیرهای رسانا را شکل‌دهی می‌کند.
کاربرد فرز
حذف مس اضافی: برای ایجاد مسیرهای الکتریکی مشخص و دقیق.
شکل‌دهی برد: تولید بردهای با اندازه‌ها و فرم‌های دلخواه.
ایجاد سوراخ‌ها و شیارها: فرز CNC می‌تواند سوراخ‌ها و شیارهای دقیق برای نصب قطعات ایجاد کند.
نمونه‌سازی سریع (Prototype): برای ساخت نمونه‌های اولیه قبل از تولید انبوه مناسب است.
مزایا
دقت بالا در تولید مسیرهای ظریف
عدم نیاز به مواد شیمیایی و کاهش آلودگی محیطی
سرعت مناسب در تولید نمونه و بردهای کم‌تیراژ
انعطاف‌پذیری در تغییر طراحی
محدودیت‌ها
محدودیت در بردهای چندلایه یا ضخیم
استهلاک ابزار و نیاز به نگهداری منظم دستگاه
زمان‌بر بودن برای تولید انبوه
بخش دوم: پانچ (Punching)
تعریف پانچ
پانچ PCB فرایندی مکانیکی است که در آن با استفاده از قالب و پرس، بردها و بخش‌هایی از مواد برد برش، سوراخ یا فرم‌دهی می‌شوند.
کاربرد پانچ
برش برد: جدا کردن بردهای کوچک از ورق‌های بزرگ PCB.
سوراخ‌کاری نصب قطعات: ایجاد محل دقیق برای قطعات SMD و DIP.
سوراخ‌های مکانیکی و پیچ‌ها: برای نصب در قاب یا شاسی دستگاه.
فرم‌دهی نهایی برد: تولید بردهای با اندازه و شکل استاندارد.
مزایا
سرعت بالا و امکان تولید انبوه
دقت زیاد در سوراخ‌کاری و برش
کاهش ضایعات مواد
امکان انجام چند برش همزمان
محدودیت‌ها
نیاز به قالب اختصاصی برای هر طراحی
هزینه بالای ساخت قالب برای تولید کم‌تیراژ
محدودیت در بردهای چندلایه یا ضخیم
ترکیب فرز و پانچ در تولید
در بسیاری از کارخانه‌های تولید PCB، فرز و پانچ به‌صورت مکمل استفاده می‌شوند:
فرز برای حذف مسیرهای اضافی، ایجاد شیارها و نمونه‌سازی دقیق به کار می‌رود.
پانچ برای سوراخ‌کاری، برش نهایی و فرم‌دهی برد استفاده می‌شود.
این ترکیب باعث می‌شود که بردهای تولیدشده هم از نظر دقت الکتریکی و هم از نظر مکانیکی کیفیت بالایی داشته باشند.
کاربردهای صنعتی فرز و پانچ
ساخت نمونه‌های اولیه (Prototype) برای تست و آزمایش طراحی
تولید بردهای صنعتی برای تجهیزات پزشکی، خودرو و ماشین‌آلات
تولید بردهای سفارشی برای پروژه‌های تحقیقاتی و آموزشی
آماده‌سازی برد برای مونتاژ قطعات SMD و DIP
نتیجه‌گیری
فرز و پانچ دو فرآیند مکانیکی کلیدی در تولید PCB هستند.
فرزکاری برد را برای مسیرهای رسانا و شیارهای دقیق آماده می‌کند و در نمونه‌سازی سریع و تولید کم‌تیراژ کاربرد دارد.
پانچ برد را برش داده، سوراخ‌های نصب قطعات را ایجاد می‌کند و برای تولید انبوه مناسب است.