PCB是所有電子產(chǎn)品正常運(yùn)行不可或缺的模塊,也是現(xiàn)代電子技術(shù)中一個(gè)重要組成部分,在各行各業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新和進(jìn)步中都發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。從早期發(fā)展,到如今現(xiàn)代化、復(fù)雜化的PCB,了解它的發(fā)展軌跡是很有必要的。任何一項(xiàng)技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展都有其歷史意義和推手,這可以幫助我們理解并重視它的價(jià)值。
早期發(fā)展
在我們?nèi)缃窠佑|到的這些看起來簡(jiǎn)潔、易用的PCB出現(xiàn)之前,電路是通過線束連接到底盤上的。
這種電路龐雜、沉重且脆弱,此外,搭建這樣一個(gè)現(xiàn)在看起來“丑陋”的電路,成本很高,還得耗費(fèi)巨大的人力物力。
所以在20世紀(jì)初,工程師們開始嘗試創(chuàng)建更高效、更緊湊的電路,PCB就是他們?cè)缙诘慕鉀Q方案。
PCB發(fā)展史 - 早期推手:Albert Hanson和Charles Ducas,以及股市崩盤的影響
1903年,德國發(fā)明家Albert Hanson基于早期面包板的研究,為PCB的發(fā)展做出了貢獻(xiàn),這可以說是現(xiàn)代PCB的前身。
Albert在PCB技術(shù)方面的開創(chuàng)性工作對(duì)現(xiàn)代PCB發(fā)展起到了關(guān)鍵作用。他引入了雙面導(dǎo)電的貫穿孔結(jié)構(gòu),類似于現(xiàn)在的通孔板。他的創(chuàng)新還包括創(chuàng)建原型電路,其中包含絕緣板上的導(dǎo)線,為后續(xù)PCB發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。
1927年,法國發(fā)明家Charles Ducas,獲得了一項(xiàng)關(guān)于電路板變體的專利。他使用模板,將導(dǎo)電油墨印在絕緣表面上,有效地建立了電子通路。他的這項(xiàng)創(chuàng)造性專利被稱為印刷布線,是今年電鍍工藝發(fā)展的早期版本。
不幸的是,1929年的股市崩盤和大蕭條使得PCB發(fā)展的持續(xù)創(chuàng)新暫時(shí)中斷。
Paul Eisler和戰(zhàn)爭(zhēng)的影響
第二次世界大戰(zhàn)后,由于對(duì)于更小、更輕、更可靠的電子產(chǎn)品需求的不斷增加,對(duì)PCB的關(guān)注也就越來越高。PCB迅速具有了技術(shù)之外的商業(yè)潛力,開始融入各類電子應(yīng)用之中。
1941年,奧地利工程師Paul Eisler創(chuàng)建出了第一塊功能性PCB,邁出了PCB發(fā)展的第一步。他的創(chuàng)新之處在于使用黏附在絕緣板上的銅箔層,為電子組件建立導(dǎo)電路徑。到1943年,他推出了一款裝配有PCB的收音機(jī),這類功能PCB在后續(xù)的軍事行動(dòng)中至關(guān)重要。
進(jìn)步和整合
在20世紀(jì)后期,制造工藝的進(jìn)步,包括蝕刻和焊接技術(shù),使得PCB的復(fù)雜化和微型化成為了可能。在太空軍備競(jìng)賽中,PCB發(fā)展得到了進(jìn)一步的增強(qiáng)。太空飛行器的重量和能源效率對(duì)于航天活動(dòng)至關(guān)重要,而PCB的輕量化和高能效使得太空探索更為可行。
數(shù)字時(shí)代的到來,帶來了諸如游戲機(jī)、VHS錄像機(jī)、計(jì)算機(jī)和CD機(jī)等許多電子設(shè)備的爆炸式增長(zhǎng)。這個(gè)時(shí)代標(biāo)志著技術(shù)的巨大飛躍,電子設(shè)備在日常生活中越來越常見。隨著電子產(chǎn)品尺寸的不斷縮?。ǚ从沉宋⑿突厔?shì)),依靠人工制造PCB變得越來越困難,這導(dǎo)致了對(duì)PCB制造工業(yè)化需求的激增。
隨著PCB標(biāo)準(zhǔn)制造流程的推出,人們也看到了正確的PCB設(shè)計(jì)的重要性。線路越來越復(fù)雜,元件越來越小,對(duì)焊接的準(zhǔn)確度要求越來越高,在適應(yīng)這些不斷發(fā)展和變化的技術(shù)需求方面,準(zhǔn)確的PCB設(shè)計(jì)越來越關(guān)鍵。
PCB的現(xiàn)代化發(fā)展 - 變化中的世界
我們?cè)谌缃竦腜CB上,能看到巨大的復(fù)雜性。一塊可能指甲蓋大小的PCB,集成了多層板制造技術(shù)、CAD計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)、表面貼裝技術(shù)等。推動(dòng)當(dāng)前PCB技術(shù)發(fā)展的,不僅僅是這些特定技術(shù)體系上的創(chuàng)新,更多的是,更多終端應(yīng)用的發(fā)展。
那么,推動(dòng)PCB發(fā)展的這些技術(shù)趨勢(shì)是什么?
它們可以分為兩個(gè)主要部分:“以人為本”的趨勢(shì),關(guān)注技術(shù)如何影響人類,以及“智慧空間”的趨勢(shì),集中于影響生活或工作環(huán)境的技術(shù)方向。
這些關(guān)鍵技術(shù)趨勢(shì)包括5G、物聯(lián)網(wǎng)(IoT)、人工智能(AI)、人體增強(qiáng)、超級(jí)自動(dòng)化和自動(dòng)化物體。這些趨勢(shì)使得大量數(shù)據(jù)在短時(shí)間內(nèi)傳輸、轉(zhuǎn)移、管理和處理成為了可能,從而最小化時(shí)延問題 - 這是邊緣計(jì)算的一個(gè)關(guān)鍵方面。
PCB未來發(fā)展史的一部分 - Ultra HDI電路板被定義為線寬間距和介電厚度小于50um,微孔直徑小于75um,并且特性超過現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)IPC 2226 C級(jí)的產(chǎn)品。
下載針對(duì)Ultra HDI和其它電路板的PCB設(shè)計(jì)指南>>
PCB發(fā)展的技術(shù)方向是這些先進(jìn)技術(shù)趨勢(shì)對(duì)PCB需求的集成,所以您可以看到,PCB從最基礎(chǔ)的通孔板發(fā)展出了高多層板、軟硬結(jié)合板、半軟板、使用IC基板技術(shù)的HDI板等,也看到了對(duì)于20um-30um的線寬間距要求,包括微孔,3D打印技術(shù),自動(dòng)化程度更高的產(chǎn)線,以及新的表面處理方法 - 當(dāng)然,還有許多其他進(jìn)步。
正如您所看到的,PCB發(fā)展歷史很漫長(zhǎng),無數(shù)發(fā)明家、工程師在其中添磚加瓦,新興的技術(shù)需求,也推動(dòng)了它的發(fā)展。作為一家為高要求客戶提供高可靠PCB的全球性企業(yè),我們看到了向客戶傳遞和分享PCB相關(guān)知識(shí)的價(jià)值和必要性,在接下來的時(shí)間里,我們也會(huì)繼續(xù)分享PCB行業(yè)相關(guān)的干貨和知識(shí)。