如今,人們普遍認識到pcb存在于每一種電子產(chǎn)品中,從大到小(甚至很小),人們很容易忘記它們曾經(jīng)是一項開創(chuàng)性的創(chuàng)新。在PCB發(fā)明之前,任何含有許多導(dǎo)線的電子設(shè)備不僅會纏繞在一起,占用大量空間,而且短路也并不少見。再加上設(shè)備越來越小的趨勢,對更好的解決方案的需求也就不足為奇了。
首先
第一個PCB概念是由德國發(fā)明人Albert Hanson于20世紀初發(fā)明的,他為多層絕緣板的扁平導(dǎo)體申請了專利,但是技術(shù)界并沒有真正被大規(guī)模投入使用。1929年的股市崩盤和大蕭條再次造成了延誤,因此直到1943年美軍在第二次世界大戰(zhàn)期間使用PCB制造近程熔斷器,PCB才得以正常生產(chǎn)和使用。同時,位于英格蘭的奧地利發(fā)明家保羅·埃斯勒(Paul Eisler)將PCB的構(gòu)思提高到了另一個層次-將銅箔放在不導(dǎo)電的玻璃基座上,與當今的PCB更加相似。
傳播PCB
1948年,戰(zhàn)后,美國公布了這項有用的發(fā)明用于商業(yè)用途。但是,直到50年代,美國軍方才開發(fā)出一種自動組裝工藝,才讓PCB大規(guī)模生產(chǎn),并使PCB在電子產(chǎn)品消費者中得到了更廣泛的應(yīng)用。在冷戰(zhàn)期間,由于競爭對手美國和蘇聯(lián)之間的緊張局勢不斷升級,雙方都在努力提高各自的通信能力,希望取得了進展。十年后,Hazeltine公司申請了第一個鍍通孔技術(shù)的專利,該技術(shù)允許PCB元件在沒有交叉連接的情況下以一種更加可靠的方式放置在一起。與此同時,IBM也開發(fā)出了表面安裝技術(shù)。
集成電路的誕生
在20世紀70年代,另一項非常重要的發(fā)明問世——集成電路。第一個發(fā)明微處理器實際上是由杰克?基爾比在50年代末發(fā)明的,但他花了十多年才讓德州儀器公司使用它,隨后第一個集成電路誕生。集成電路的誕生讓世界電子產(chǎn)品制造使用PCB成為強制性要求。
直到1980年代,PCB仍然是手工繪制的,當然它的動態(tài)性較差,只允許使用照片保存和轉(zhuǎn)移設(shè)計。然后計算機和EDA(電子設(shè)計自動化)軟件的介入,使PCB設(shè)計動態(tài)并集成到PCB制造機械中。同時,諸如Walkman和無繩電話之類的兼容且輕巧的小工具以小型PCB為基礎(chǔ)贏得了廣泛的關(guān)注。與此同時,兼容和輕便的小設(shè)備,如隨身聽和無線電話以小型PCB為基礎(chǔ)贏得了廣泛的關(guān)注。
保持輕便
在1990年代,電子設(shè)備繼續(xù)小型化,這幾乎使手工制造PCB成為不可能,并使機械制造的PCB的需求更高。互聯(lián)網(wǎng)也由此誕生并開始了一場革命,將個人計算機變成了必需品。后來推出了手機,如果沒有PCB技術(shù)的進步和小型化,這是不可能發(fā)生的技術(shù)飛躍。
此外,設(shè)計人員不再為單一目的和用途而設(shè)計PCB,而是開始采用測試設(shè)計(DFT)策略,這意味著他們必須時刻牢記將來進行修復(fù)和更改的可能性,并考慮所有邊緣情況。
多重時代
在新的千年中,這個時代的代名詞是“混合動力”。不再需要設(shè)計許多不同的設(shè)備來完成一件事情,如今,每個電子設(shè)備都可以執(zhí)行許多不同的動作。手機不再僅用于撥打電話,并且電視越來越智能。同時,PCB為應(yīng)對這一技術(shù)革命而精心設(shè)計,那么下一步將走向何方?
未來發(fā)展
只有未來才能說明我們今天在PCB行業(yè)中看到的增長趨勢是否將成為電子行業(yè)中的下一件大事,或許我們將看到該行業(yè)朝著其他方向發(fā)展:
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柔性PCB-PCB行業(yè)是一個快速發(fā)展的行業(yè),近年來,PCB行業(yè)中增長最快的部門是柔性PCB。可穿戴電子設(shè)備,柔性顯示器和醫(yī)療應(yīng)用只是導(dǎo)致對柔性和柔性剛板不斷增長的需求的一些行業(yè)。隨著柔性(和可拉伸)PCB的技術(shù)能力變得越來越復(fù)雜,產(chǎn)品設(shè)計的機會也增加了,我們還沒有意識到在未來幾年中PCB行業(yè)的這種潛力。
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大功率板-尤其是在快速增長的太陽能和電動汽車(EVs)行業(yè)的推動下,功率更大的PCB(48V及更高)得到了巨大的發(fā)展。這些大功率板要求PCB能夠安裝更大的組件,例如電池組,同時還要能夠有效處理干擾問題。
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3D打印技術(shù)–3D打印已在許多行業(yè)和研發(fā)部門中成為現(xiàn)實,但是,當考慮打印導(dǎo)電和非導(dǎo)電材料的混合物時,由于現(xiàn)代板的復(fù)雜性和易碎性,這仍然面臨著巨大的挑戰(zhàn)才達到傳統(tǒng)PCB行業(yè)的當前能力。使PCB的3D打印化的成本效益是要克服的巨大挑戰(zhàn),特別是對于批量生產(chǎn)而言。
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