一、前言
前段时间和跳槽到其它公司的同事聊天,他说领导问他最擅长的工艺是什么,他说是“电路板分板”。谁知,他们领导回答:“什么分板工艺?我没有听说过……”我也不禁愕然,想想有些同事也不太明白分板工艺是做什么的或不知道它到底有何玄妙,不过作为一个分板机工艺的守望者,自己有责任、有义务对分板机做一个科普,以通俗易懂的语言,让大家了解它、关注它、记住它。
笔者曾经看过一本被联想集团CEO杨元庆誉为“创新狂人”、“专利达人”的许奔先生写的《创新者的世界:从麻瓜到王者》,文中作者运用大量的比喻形式把艰涩难懂、抽象莫名的发明过程写的生动形象、深入浅出,阅读中多次引起笔者的共鸣,至今印象仍然十分深刻。受到启发,我为何不能师法前人,顺便把自己的武侠情绪与对分板机这种份痴迷融为一体,诉诸笔端,也不负自己的这份热爱,如果能籍此机会以飨读者,亦不失为一桩美事!
二、何谓分板?为什么要分板?
所谓分板就是把像整张印刷的邮票一张张撕开来使用一样,把处于整体拼板(panel)状态的电路板分割成独立的子板。
那么为什么要进行分板呢?那是因为电路板厂把独立的电路板进行拼组以提高生产效率,和最大化利用原材料以降低成本,这样销售到客户的产品单价自然会相应降低。就像多张的邮票是无法直接使用一样,拼组的电路板也不能直接进行产品的组装,所以就需要进行分板。
三、电路板拼板类型
其实分板机的类型选择和电路板的拼板方式有关,所以在讲分板机种类前,有必要先给大家介绍下电路板的拼板。
常见的电路板拼板类型有三种,分别是V形槽、邮票孔、桥连,下面我们分别介绍下。
第一种:V形槽
顾名思义,就是子板与子板、子板与边框的连接,通过V形槽的方式。这种拼板方式在消费类电子用的较多,其好处是对分板工艺的要求很低,拼板之间间距小、电路板使用效率高。不过,这种拼板方式也有局限,只能走完整直线(即V形槽要从头切到尾)、不可中断或跳转。
第二种:邮票孔
同样,名如其实,就是拼板之间的连接点像邮票一样,拼板连接处有不连续的密集的小孔分布在每个子板的一侧。这种拼板方式在消费类电子使用的较多,其好处是对分板的工艺要求很低,几乎适用于所有不同外形轮廓的板子拼板,包括非直线类型的分割点,分板应力小。
第三种:桥连
这种连接方式的名字也算贴切,拼板之间断断续续的以电路基材直接连接。个别对制造工艺可靠性要求高的产品(如车身电子稳定系统)会以连续的电路基材直接连接,即无预分割电路板。这种拼板方式的好处是几乎适用于所有不同外形轮廓、不同等级产品的板子(消费类电子产品和高性能电子产品)。缺点是对分板工艺的要求高,需要投资分板设备。
四、分板机类型介绍
基于产品拼板类型,考虑不同的产品等级,就对应了不同的分板机类型。笔者总结十多年从业经验,惊奇地发现各类分板机特点竟然暗合射雕五绝之风格。能把自己的工作和自己的爱好结合,这岂不是人生中不可多得的幸事?!
话说,本人最喜欢的武侠小说射雕英雄传中有五大绝高手:英俊潇洒的东邪黄药师、凶恶霸道的西毒欧阳峰、雍容华贵的南帝段智兴、粗犷邋遢的北丐洪七公和不明觉厉的中神通王重阳。而本人埋头十多年的分板中也恰有五大工艺与之对应:锯片分板机(英文“sawing”)、槽形分板机(英文“v-cut”)、激光分板机(英文“laser cutting”)、冲床分板机(英文“punching”)和有多个名字的铣刀分板机(英文“milling”、“router”或“routing machine”、“separator”),下面我们逐一介绍下。
锯片分板机工作时产生的漫天“粉(尘)”雨酷似东邪黄药师的落英神剑一般曼妙,更重要的是不但动作飘逸(应力小)而且速度快,还一气呵成(全自动完成)。美中不足的是它只能切割直线即V形槽,没办法,我们的黄老邪只愿意耍这种酷酷的动作,不过我们还是选择原谅他,谁让他这么帅呢?!
槽形分板机工作时,如西毒欧阳峰的蛤蟆功积蓄力量雷霆一击,咔嚓一下,一刀两断,简单粗暴!当然,其结果(质量)可想而知,非毛边即毛屑,而且产品应力大,为日后使用埋下隐患。
大家都知道射雕中西毒经常利用黄老邪孤傲不屑于分辨的性格,经常栽赃陷害于他。这个槽形分板机既属于西毒家族,当然也精于此道。他利用其变身——走刀式分板机,其外形——刀具——和锯片分板机相似,其所干的活儿——分割V形槽——与锯片分板机一样,所以他干出来的坏事(不良),经常被误认为是东邪干的。当然我们的东邪是不屑分辨的,只是冷冷地扔出一句:“天下的坏事都是我一个人干的!”岂不知,明白人都知道,东邪虽然做事偏激,但这种拙劣的行径(毛边和毛屑)绝不是他的风格,可是世上的明白人并不是特别多!
激光分板机这听名字听起来都很高端、大器、上档次,恰似南帝段智兴,都是靠“一阳指”成名,它靠有能量的光束来解决问题,可以进行各种形状拼板连接点(如V形槽、邮票孔、桥连)桥连的分割。遗憾的是帝王们总是养尊处优,体力不济,做事效率不高。激光分板用于软板或薄板(如小于0.5毫米厚)的分割还差强人意,对于厚板其分割速度慢得简直会把人的心脏病急出来!
当然这种贵族设备还是有优点的,它的无接触式分板工艺应力极小,而且对产品水平方向的固定作业几乎没有要求,粉尘也很轻微,而且不需要使用耗材。
众所周知,帝王生来是享受的,偶尔做点事也不能期望其质量太高——其分割边缘黑不拉几的、难登大雅之堂,有时为了赶工其分割的边缘还有一定的角度……这些对于产品质量要求严格的客户是无法接受的!当然,时代是发展的,帝王的能力也在随之进步,也许有朝一日,南帝能扬长补短,脱胎换骨,那时激光分板机也许就会成为未来的主流。
冲床分板机确实有点“冲”,像极了北丐洪七公,无法对方什么招式,只管一招降龙十八掌拍出,至于什么结果那就不顾不得了。冲床分板机也是靠其“掌”——模具——来“吃饭”的,管它什么电路板(如V形槽、邮票孔、桥连),只管那么一拍,就把板子拍得稀烂——拼板也就变成了子板。速度够快,效率够高。
但是不好的一点是它像北丐的降龙十八掌一样耗费内力——模具成本太高,而且一“掌”推出威力惊人,难免伤及无辜——冲床分板力应力极大。所以这种分板机有点low,随着社会的进步,人民生活水平的提高,丐帮渐渐消失了。皮之不存,毛将焉附,自然北丐也被淘汰了。
一如剧情中关键人物最后出场一样,最后讲下今天故事的主人公“中神通”铣刀分板机,它如中神通王重阳内力、掌法、兵器、修为均在“五绝”中都独占鳌头一样,我们的铣刀分板机在分割应力、精度、粉尘、边缘轮廓度等方面都一骑绝尘。在分板适用范围上,它能处理直线或曲线的邮票孔或桥连等不同的拼板方式。
当然它并非十全十美,就如中神通武功需要从先练内功打好基础循序渐进一样,要有前期大量的精力投入才能做好事情,我们的铣刀分板机前期需要大的资金投入购买设备,才能享受它带来的源源不断的好处!
五、问“铣(刀分板机)”那得强如许?
接上回“书”,铣刀分板机就如同“五绝”中的”中神通”王重阳一样技压群雄,是玄门(即“道教”)正宗,其成名绝技是“先天功”。
由于金庸老先生没有在射雕中详细讲述先天功是什么样的,这也给我们这些金庸迷们留下了无限的遐想空间。既然道教讲究“玄之又玄,众妙之门”,想来先天功就是要我们来悟的。
既然先天功中有“天”字,可见和“天”是有关系的,这也暗合了玄门的“道”。指的是体会内心的宁静,演化天地,从整体去理解宇宙的规则。那么,我们就尝试用宇宙中天体运动的知识来演化一下先天功修练的法门以及铣刀分板机是如何工作的吧?!
众所周知,地球既自转又绕太阳公转,地球自转一圈是一天,地球绕太阳转一圈是一年。铣刀分板机的铣刀也是需要“自转”并绕待分割的一片片板子转动的来工作的,铣刀转一周会把“眼前”的分割点铣掉一小块儿,铣刀绕待分割的小板子一周就完成了独立单元的分割。同时铣刀自身旋转(即主轴速度)及绕产品转动的速度(即进给速度)也是有一定规律的,两者之间有某种“神秘的”配比,配置不当会引起质量灾难,尤其是一些特殊的产品如振动敏感产品。如同地球自转速度要比公转快很多倍一样,铣刀自转的速度也比公转快很多(10倍以上)。
地球无论是自转还是绕太阳公转都是有固定的方向,从北极上空来看,自转是逆时针,绕太阳公转是顺时针。世间的事情就是这么神奇,大自然的规律与我们的铣刀分板机工艺有惊人的相似!铣刀的“自转”和“公转”方向关乎产品质量,也有一定法则。如果站在太阳上看,地球一面是白天另外一面是黑夜,铣刀分割时也是只有一面是面向分割点的。
另外,大家都知道我们的地球与太阳之间有一层大气层阻隔,地球上的生物才得到了很好的保护。同样,铣刀分板机的核心部件铣刀与待分割的产品之间也有一层防护,那就是“毛刷”,它把铣刀工作时产生的粉尘牢牢地罩住并通过粉尘管排出到吸尘器中,防止其“流窜”到产品上,这样产品的质量得到了很好的保障!
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