หลักการทํางานของเครื่องตัดแผ่น PCB

1. เครื่องแยกแผงวงจรแบบ V-Cut

• การเตรียมการ: แผงวงจร PCB ถูกบากไว้ล่วงหน้าด้วยร่องรูปตัว V (โดยทั่วไปมุม 30°–60°) ตามแนวเส้นแบ่ง โดยเหลือชั้นบางๆ (0.1–0.3 มม.) เพื่อให้แผงวงจรยังคงสภาพเดิมในระหว่างขั้นตอนการผลิตก่อนหน้านี้
• การหนีบ: แผงวงจรถูกยึดให้อยู่กับที่อย่างแน่นหนาด้วยอุปกรณ์ยึดที่ปรับได้เพื่อป้องกันการเคลื่อนที่
• การแยก: ใบมีด/เครื่องกดที่ขับเคลื่อนด้วยระบบนิวเมติกหรือไฟฟ้าใช้แรงกดลงตามแนวเส้น V-cut ที่ควบคุมได้ แรงนี้ทำให้ชั้นบางๆ ที่เหลืออยู่โค้งงอและแตกหักอย่างสะอาด ทำให้แผงวงจรแยกออกเป็น PCB แต่ละแผ่น
• คุณสมบัติหลัก: ใช้แรงน้อยที่สุดเพื่อหลีกเลี่ยงความเครียดบนส่วนประกอบ ทำให้เหมาะสำหรับ PCB ที่มีส่วนประกอบอยู่ใกล้ขอบ

2. เครื่องแยกแผงวงจรแบบ Router

• การตั้งโปรแกรม: เครื่องถูกโหลดด้วยการออกแบบ CAD ของแผงวงจร PCB ซึ่งระบุเส้นทางการตัด (โดยปกติจะอยู่ตาม "breakaway tabs"—สะพานเชื่อมขนาดเล็กระหว่าง PCB ในแผงวงจร)
• การหนีบ: แผงวงจรถูกยึดอย่างแน่นหนาบนโต๊ะสูญญากาศหรือ 夹具 ทางกลเพื่อป้องกันการสั่นสะเทือนระหว่างการตัด
• การตัด: แกนหมุน (หมุนด้วยความเร็ว 30,000–60,000 รอบต่อนาที) พร้อมเครื่องตัดพิเศษ (เช่น คาร์ไบด์หรือปลายเพชร) เคลื่อนที่ไปตามเส้นทางที่ตั้งโปรแกรมไว้ โดยนำวัสดุออกเพื่อแยก PCB
• การกำจัดเศษ: ระบบสูญญากาศในตัวดึงฝุ่นและเศษทองแดงออกเพื่อหลีกเลี่ยงการปนเปื้อนและปกป้องเครื่องตัด
• คุณสมบัติหลัก: ให้ความยืดหยุ่นสูงสำหรับรูปทรงที่ซับซ้อนและ PCB ที่หนา แต่ต้องมีการตั้งโปรแกรมอย่างระมัดระวังเพื่อหลีกเลี่ยงความเครียดทางกล

3. เครื่องแยกแผงวงจรแบบเลเซอร์

• การเลือกเลเซอร์: ใช้เลเซอร์ CO₂ (สำหรับวัสดุอินทรีย์ เช่น FR4) หรือเลเซอร์ UV (สำหรับการตัดวัสดุที่ละเอียดอ่อนอย่างแม่นยำ เช่น FPC หรือเซรามิก) ขึ้นอยู่กับวัสดุ PCB
• การจัดตำแหน่ง: ระบบวิสัยทัศน์ (กล้อง) ระบุเครื่องหมายอ้างอิงของแผงวงจรเพื่อให้แน่ใจว่าเลเซอร์อยู่ในแนวเดียวกับเส้นทางการตัด
• การตัด: ลำแสงเลเซอร์ (โฟกัสที่เส้นผ่านศูนย์กลาง 10–50μm) สแกนไปตามแนวเส้นแบ่ง โดยให้ความร้อนและทำให้วัสดุระเหย อาจต้องใช้หลายรอบสำหรับแผงวงจรหนาเพื่อให้ได้รอยตัดที่สะอาด
• การระบายความร้อน: ระบบระบายความร้อนด้วยอากาศหรือน้ำป้องกันความเสียหายจากความร้อนต่อส่วนประกอบใกล้เคียง
• คุณสมบัติหลัก: ไม่มีแรงทางกลหรือการสัมผัส ขจัดความเครียด เสี้ยน หรือเศษ—เหมาะสำหรับ PCB ที่มีความแม่นยำสูงและเปราะบาง (เช่น อุปกรณ์สวมใส่ได้ อุปกรณ์ทางการแพทย์)

4. เครื่องแยกแผงวงจรแบบ Punch

• การตั้งค่าแม่พิมพ์: ติดตั้งแม่พิมพ์โลหะที่ตรงกับการจัดวางแผงวงจร PCB โดยมีขอบที่คมชัดสอดคล้องกับเส้นแบ่ง
• การวางตำแหน่ง: แผงวงจรถูกจัดตำแหน่งภายใต้แม่พิมพ์โดยใช้ตัวนำหรือระบบวิสัยทัศน์
• การปั๊ม: เครื่องกดไฮดรอลิกหรือเครื่องกลขับเคลื่อนแม่พิมพ์ลงมา โดยเฉือนแผงวงจรตามขอบที่กำหนดโดยแม่พิมพ์
• คุณสมบัติหลัก: รวดเร็วมาก (มิลลิวินาทีต่อแผงวงจร) แต่จำกัดเฉพาะรูปทรง PCB ที่เรียบง่ายและสม่ำเสมอ และการผลิตแบบผสมต่ำ

หลักการทั่วไปร่วมกันในทุกประเภท

• การจัดตำแหน่งที่แม่นยำ: เครื่องจักรทั้งหมดใช้ฟิกซ์เจอร์ ระบบวิสัยทัศน์ หรือเครื่องหมายอ้างอิงเพื่อให้แน่ใจว่ารอยตัดอยู่ในแนวเดียวกับเส้นแบ่งที่ออกแบบไว้
• การลดความเสียหาย: ไม่ว่าจะผ่านแรงที่ควบคุมได้ (V-cut) การตัดด้วยความเร็วสูง (router) พลังงานแบบไม่สัมผัส (เลเซอร์) หรือการปั๊ม (punch) เป้าหมายคือการหลีกเลี่ยงความเสียหายต่อส่วนประกอบ ร่องรอย หรือความสมบูรณ์ของพื้นผิว
• การรวมระบบอัตโนมัติ: เครื่องจักรสมัยใหม่ส่วนใหญ่ผสานรวมกับซอฟต์แวร์ CAD และสายการผลิตเพื่อการทำงานที่ราบรื่นและทำซ้ำได้