PCB是所有电子产品正常运行不可或缺的模块,也是现代电子技术中一个重要组成部分,在各行各业的技术创新和进步中都发挥着至关重要的作用。从早期发展到如今现代化、复杂化的PCB,了解它的发展轨迹是很有必要的。任何一项技术的出现和发展都有其历史意义和推手,这可以帮助我们理解并重视它的价值。
早期发展
在我们如今接触到的这些看起来简洁、易用的PCB出现之前,电路是通过线束连接到底盘上的。
这种电路庞杂、沉重且脆弱,此外,搭建这样一个现在看起来“丑陋”的电路,成本很高,还得耗费巨大的人力物力。
所以在20世纪初,工程师们开始尝试创建更高效、更紧凑的电路,PCB就是他们早期的解决方案。
PCB发展史– 早期推手:Albert Hanson和Charles Ducas,以及股市崩盘的影响
1903年,德国发明家Albert Hanson基于早期面包板的研究,为PCB的发展做出了贡献,这可以说是现代PCB的前身。
Albert在PCB技术方面的开创性工作对现代PCB发展起到了关键作用。他引入了双面导电的贯穿孔结构,类似于现在的通孔板。他的创新还包括创建原型电路,其中包含绝缘板上的导线,为后续PCB发展奠定了基础。
1927年,法国发明家Charles Ducas,获得了一项关于电路板变体的专利。他使用模板,将导电油墨印在绝缘表面上,有效地建立电子通路。他的这项创造性专利被称为印刷布线,是今天电镀工艺发展的早期版本。
不幸的是,1929年的股市崩盘和大萧条使得PCB发展的持续创新暂时中断。
Paul Eisler和战争的影响
第二次世界大战后,由于对于更小、更轻、更可靠的电子产品的需求不断增加,对PCB的关注也就越来越高。PCB迅速具有了技术之外的商业潜力,开始融入各类电子应用之中。
1941年,奥地利工程师Paul Eisler创建出了第一块功能性PCB,迈出了PCB发展的重要一步。 他的创新之处在于使用黏附在绝缘板上的铜箔层,为电子组件建立导电路径。到1943年,他推出了一款装配有PCB的收音机,这类功能PCB在后续的军事行动中至关重要。
进步和整合
在20世纪后期,制造工艺的进步,包括蚀刻和焊接技术,使得PCB的复杂化和微型化成为了可能。在太空军备竞赛中,PCB发展得到了进一步的增强。太空飞行器的重量和能源效率对于航天活动至关重要,而PCB的轻量化和高能效使得太空探索更为可行。
数字时代的到来,带来了诸如游戏机、VHS录像机、计算机和CD机等许多电子设备的爆炸式增长。这个时代标志着技术的巨大飞跃,电子设备在日常生活中越来越常见。随着电子产品尺寸的不断缩小(反映了微型化的趋势),人工制造PCB变得越来越困难,这导致了对PCB制造工业化需求的激增。
随着PCB标准制造流程的推出,人们也看到了正确的PCB设计的重要性。线路越来越复杂,元件越来越小,对焊接的准确度要求也越来越高,在适应这些不断发展和变化的技术需求方面,准确的PCB设计越来越关键。
PCB的现代化发展– 变化中的世界
我们在如今的PCB上,能看到巨大的复杂性。一块可能指甲盖大小的PCB,集成了多层板制造技术、CAD计算机辅助设计技术、表面贴装技术。推动当前PCB技术发展的不仅仅是这些特定技术体系上的创新,更多的是,先进技术趋势及其相关应用的出现,推动了PCB发展,指明了PCB发展的方向。
那么,推动PCB发展的这些技术趋势是什么?
它们可以分为两个主要部分:“以人为本”的趋势,关注技术如何影响人类,以及“智慧空间”的趋势,集中于影响生活或工作环境的技术方向。
这些关键技术趋势包括5G、物联网(IoT)、人工智能(AI)、人体增强、超级自动化和自动化物体。这些趋势使得大量数据在短时间内传输、转移、管理和处理成为了可能,从而最小化时延问题 – 这是边缘计算的一个关键方面。
PCB发展的技术方向是与这些先进技术趋势对PCB需求的集成,所以您可以看到PCB从最基础的通孔板发展出了高多层板、软硬结合板、半软板、使用IC基板技术的HDI板等,也看到了对于20-30微米的细导线和间隙要求,微孔,3D打印电路板,自动化程度更高的制造流程,以及新的表面处理方法 – 当然,还有许多其他进步。
正如您所看到的,PCB发展历史很漫长,无数发明家、工程师在其中添砖加瓦,新兴的技术需求,也推动了它的发展。作为一家为高要求客户提供高可靠PCB的全球性企业,我们看到了向客户传递和分享PCB相关知识的价值和必要性,在接下来的时间里,我们也会继续分享PCB行业相关的干货和知识。
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