Keisti kalbą
Įvadas
Šiuolaikiniai elektroniniai komponentai yra maitinami spausdintinėmis plokštėmis. Neįtikėtinai naudinga technologija, kuri visiems laikams pakeitė elektroninių dalių sujungimą. Tobulėjant PCB, daugėja novatorių ir pagrindinių etapų. PCBTok išmokys jus apie PCB istoriją, kaip jie buvo išrasti ir kaip vystėsi technologijos, suteikiančios mums tai, ką turime šiandien.
Kas yra spausdintinės plokštės (PCB)?
Spausdintinė plokštė yra nelaidžioji plokštė, tai yra plona plokštė. Jis turi laidžias linijas, kurios dažniausiai yra išspausdintos arba išgraviruotos ant jo. Ant plokštės montuojate elektroninius komponentus. Komponentai yra sujungti vario pėdsakais, jungiančiais juos tarpusavyje. Šios dalys yra laidai ant PCB, kad būtų galima prijungti (arba sudaryti visą grandinę). Dėl sklandžių elektros jungčių ir komunikacijos tarp komponentų per šią konstrukciją prietaiso darbą lengva atlikti.
Kam naudojami PCB?
Beveik kiekvienas elektroninis įrenginys turi PCB! Pagrindinė PCB funkcija yra įgalinti paprastą veiksmą elektriniame įrenginyje. Sukūrus jį, pašalinami keliai, kuriais galima perduoti elektrą ir signalus. Visi įrenginiai, įskaitant išmaniuosius telefonus, kompiuteriai ir pramogų sistemos, naudoti PCB. PCB yra labai svarbūs a radijo ryšio įranga, televizorius ir vaizdo žaidimų konsolė. Be jų nebūtų šiuolaikinės elektronikos.
Žmonės, turintys tiesioginį poveikį PCB istorijai
Keletas puikių protų, kurių darbas tiesiogiai paveikė PCB istoriją, pateko į PCB istoriją. Ir tai yra žmonės, kurie padėjo sukurti kai kurias svarbiausias PCB technologijas. Kiekvienas žmogus atliko savo vaidmenį keičiant elektroniką, kurią mes žinome šiandien, nuo ankstyvų koncepcijų iki didelių proveržių.
Albertas Hansonas
1903 metais vokiečių išradėjas Albertas Hansonas padarė didelį atradimą. Ant izoliacinių plokščių jis panaudojo plokščius folijos laidus, kad sukurtų paprastą plokštę. Tai buvo bandymas, kad elektronikos laidų jungtys būtų paprastos. Toks primityvus jungties formatas yra žingsnis link modernių PCB. Hansonas padarė elektroniką lengvesnę ir patikimesnę. Svarbiausias buvo jo darbas, kuriame buvo pristatytos tokios svarbios funkcijos kaip naudojimas per skylutes konstrukcijoms ir laidininkams iš abiejų pusių, o tai dabar turės įtakos šiandieniniam PCB projektavimui.
Tomas Edisonas
1904 m. jis patobulino ankstyvąsias PCB idėjas. Kad jos būtų patvaresnės ir mažiau lanksčios, jis padengė laidininkus ant lininio popieriaus. Pastarasis žingsnis buvo būtinas potencialiai Ateičiai daugiasluoksnė PCB. Dirbti laidininkai ir izoliatoriai, kuriuos Edisonas jiems skyrė, padėjo formuoti šiuolaikinius PCB dizainus. Jis sukūrė medžiagas, skirtas apsaugoti nuo trumpųjų jungimų elektronikoje, kurios yra saugesnės ir patikimesnės. Nors PCB buvo vėliau, analogijos to, kas paskatino PCB atsiradimą, atsirado dėl Edisono naujovių elektros inžinerijoje, kuri dabar yra šių dienų grandinių pažangos pagrindas.
Artūras Beris
1913 m. Arthuras Berry išgelbėjo svarbų grandinių projektavimo žingsnį. Tarp jo patentų buvo metalo ėsdinimo būdas, skirtas brėžti grandines. Berry naudojo rezistą, kad nustotų pjauti į metalą, tada išgraviravo nepageidaujamas dalis. Tai sumažino lūžių skaičių ir pagerino tikslumą. Raktas į šiuolaikinę PCB gamybą, jo technika buvo spausdinimo ir ėsdinimo metodas.
Maksas Šopas
Šis puikus išradėjas 1916 m. įnešė pagrindinį indėlį į PCB technologiją. Jis gavo patentą metalo purškimui liepsna ant lentos per raštuotą kaukę.
Charlesas Ducas
1925 m. jis įnešė svarbų indėlį į PCB technologiją. Vėliau jis užpatentavo metodą galvanizavimas grandinės modeliai. Šiuo procesu pasiekiama elektrinė danga. 1927 metais Ducas žengė dar vieną žingsnį. Tiesiogiai ant lentų jis atspausdino laidus trafaretu ir laidžiu rašalu. Ant izoliuoto paviršiaus šis metodas sukūrė aiškų elektroninį kelią. Padėjęs pagrindus šiuolaikinėms spausdintinėms plokštėms, jis sugebėjo visa tai pasiekti. Daugiasluoksnį dizainą taip pat sukūrė „Ducas“, kurį sudarytų plokščių jungimas nuosekliai.
Paulius Eisleris
Jis buvo šiuolaikinės spausdintinės plokštės išradėjas. Prieš Antrąjį pasaulinį karą paliko Austriją ir persikėlė į Angliją. Naudodamasis savo spausdinimo įgūdžiais Eisleris spausdino grandines ant plokščių. Ši procedūra pakeitė lėtą rankinio laidų litavimo būdą. Pirmą kartą jo PCB buvo panaudotos radijo imtuvuose karo metu. Britai ir amerikiečiai turėjo daug padėkoti Eislerio išradimui. Elektronika, kurią šiandien naudojame, buvo sukurta jo darbo.
Johnas Sargrove'as
Jis buvo britų inžinierius, dirbęs prie spausdintinės plokštės. 1906 m. gimęs Johnas Adolphe'as Szabadi buvo pradinis jo vardas. 1938 metais jis pakeitė vardą. Metalo purškimas ant bakelito buvo tai, ką jis eksperimentavo būdamas britų Tungsram. Iškirptos žarnos buvo pritaikytos formuotis rezistoriai, kondensatoriaiir elektros jungtys ant vieno paviršiaus, kol vyko šis procesas. Jo darbas buvo universalaus PCB novatoriškas darbas. Paulo Eislerio darbas 1943 m. inicijavo Sargrove'o metodus, ir jie buvo naudojami grandinės projektavimui patobulinti, kol dėl kainos ir gamybos paprastumo tapo lengviau gaminti sudėtingą elektroniką.
Ankstyvieji PCB
Anksčiau ši grandinė buvo prijungta prie metalinės važiuoklės su izoliatoriais. Tai buvo labai didelės, sunkios ir trapios grandinės. Jų gamyba taip pat buvo brangi ir užtruko daug laiko. Iki 1943 m. Paulas Eisleris išrado pirmąjį paprastą standi PCB. Jo konstrukcija pašalino laidų jungtis, todėl elektronika buvo efektyvesnė ir kompaktiškesnė. Šį metodą greitai perėmė inžinieriai, padėję sukurti šiuolaikinius PCB, kuriuos naudojame šiandien, tokius lengvesnius ir daug stabilesnius.
PCB istorija
PCB yra įdomus dalykas, kurį reikia sužinoti apie jų istoriją ir tai, kaip jie šoktelėjo nuo savo pradžios iki to, kaip dabar jie yra šiuolaikinės elektronikos pagrindas. Žemiau pateikiami pagrindiniai etapai, padėję apibrėžti PCB technologiją nuo dešimtmečio iki dešimtmečio. Sužinosite apie tai, kaip PCB padarė revoliuciją elektroninėse grandinėse nuo ankstyvųjų eksperimentų iki kelių sluoksnių šiandieninio dizaino.
1879–1900 – paauksuotas amžius
Šiuo laikotarpiu žmonės patyrė spartų pramonės ir technologijų augimo tempą. Miestuose ir kaimo vietovėse, kurios buvo prijungtos prie elektros tinklo, jai atėjus, elektra pakeitė naftą ir anglį. Sukurtas telefonas, lemputė ir kamera. PCB dar nebuvo iš tikrųjų išsivystę, tačiau elektros energijos pažanga per tą laiką buvo naudinga PCB atsiradimui. Šie kritiniai XIX amžiaus paskutiniojo dešimtmečio pokyčiai buvo daugelio dabartinių technologijų ištakos.
1925 m. – Pirmasis grandinės plokštės projektas
Amerikiečių išradėjas Charlesas Ducas tuo laikotarpiu patentavo pirmosios plokštės dizainą. Jis sukūrė elektrinį kelią, tepdamas paviršių laidžiu rašalu. Jis buvo padengtas izoliacija ir trafaretu. Tai atspindėjo „spausdintinių grandynų“ idėjos pradžią. Ducas darbas buvo šiuolaikinių grandinių plokščių pagrindas. Pavyzdžiui, tai apima ankstyvus daugiasluoksnių lentų pasiūlymus. Pirmasis jo išradimo žingsnis buvo pakeisti tradicinius laidus spausdintinėmis grandinėmis. Šiandien tai yra pagrindinė šiuolaikinės elektronikos technologija.
1936 m. – pirmoji spausdintinė plokštė radijuje
Būtent tada suprojektuojama ir surenkama pirmoji PCB. Ši PCB naudojama radijo ryšiui pritaikyti karo ryšiui. Jis buvo austrų inžinierius, dirbantis JK. Jis išrado kažką, kas pakeitė elektroniką, todėl jos tapo mažesnės ir efektyvesnės. 1941 m. ji buvo naudojama Vokietijos laivyno minose. Ankstyvas naudojimas parodė, kokia naudinga technologija buvo abiem karinis ir kasdienius dalykus.
1943 m. Eisleris patentavo pažangų PCB dizainą
Sukūręs pirmąją radijo plokštę, jis dirbo su Hendersonu ir Spaldingu. Jis paskatino investuotojus investuoti į jo idėją per naują įmonę, pavadintą Technograph. Deja, deja, Eisleris prarado teises į savo išradimą dėl sutarties klaidos. Tačiau jam pavyko užsitikrinti tris svarbius patentus daugeliui skirtingų programų. Vienas iš šių patentų yra grandinių ėsdinimas ant varinės folijos ant nelaidžio pagrindo, kuris yra sustiprintas stiklu. Jo PCB buvo plačiai naudojami orlaivių elektronikoje po Antrojo pasaulinio karo. Deja, nedaug įmonių išleido savo „Technograph“ patentus, taigi ir finansinės kovos. Eisleris atsistatydino 1957 m.
1944 m. – karinis bendradarbiavimas PCB technologijos srityje
JAV ir Didžiosios Britanijos remiami artumo saugikliai yra sukurti kariniams tikslams. Antrojo pasaulinio karo metais šie saugikliai buvo būtini minoms, bomboms ir artilerijos sviediniams. Jis pradėtas plačiai naudoti apie 1943 m. Tačiau jam reikėjo elektroninės grandinės, kuri galėtų atimti daug jėgos. Globe Union Centralab padalinys pasiūlė sprendimą. Jie naudojo keraminę plokštę, ant kurios buvo atspausdinti metaliniai dažai grandinėms. Tai suveikė ir paskatino Globe Union priskirtą įslaptintą patentą.
1948 – PCB technologija išleista visuomenei
PCB technologija buvo paskelbta JAV kariuomenės. Šis leidimas padėjo sparčiai vystytis elektronikoje. Šiai pažangai iš dalies vadovavo Harry W. Rubinstein. 1984 m. jis gavo Cledo Brunetti apdovanojimą už savo ankstyvą darbą. Be to, Rubinsteinas buvo pripažintas Viskonsino-Madisono universiteto už savo naujoves. Darbas apėmė komponentų spausdinimą ant bendro pagrindo. Kuriant integrinius grandynus to reikėjo.
1950-ieji – tranzistorių įvedimas
Elektronikos rinka pasikeitė kartu su tranzistoriai. Jie taip pat sumažino įrenginius ir padarė juos patikimesnius. Ši plėtra palengvino tiesiog spausdintinių plokščių (PCB) įtraukimą. PCB technologija pirmą kartą buvo išleista komerciškai JAV 1948 m. PCB pradėti naudoti XNUMX m plataus vartojimo elektronika 1950-aisiais. Tai atsitiko automatinio surinkimo proceso dėka. Namų radijo imtuvuose "Motorola" pirmavo su padengtomis grandinėmis. Tam jie per šešerius metus investavo 1 mln. 1952 m. lapkritį „Hallicrafters“ taip pat pristatė spausdintinės grandinės gaminį: radijo laikrodį.
1950–1960 – dvipusės lentos ir atsparumas korozijai
Tuo tarpu spausdintinių plokščių spausdinimo pažanga šiuo laikotarpiu buvo gana reikšminga. Vietoj to, jie tapo dvipusiai su norimais komponentais vienoje pusėje ir spausdinimu kitoje. Nauji dizainai buvo pateikti su cinko plokštėmis. Tai suteikia jiems didesnį atsparumą korozijai. Tai padėjo išvengti žalos laikui bėgant. Nors ši pažanga buvo padaryta, daugelis pramonės šakų ir toliau naudojo važiuoklės tašką į tašką metodus. Naudojamas televizoriuose ir hi fi rinkiniai iki septintojo dešimtmečio pabaigos. PCB siekė sumažinti dizainą pagal dydį, svorį ir išlaidas. 1960 m. viskas buvo šiek tiek kitaip. Per tą laiką galite matyti radiją, naudojančią 1960 PCB. Televizorius gali turėti daugiau PCB, kad jis veiktų. Komponentų laidai buvo įkišti į išgręžtas skyles per skylę statybos ir surinkimo surinkimas.
1960-ieji – Integrinių grandynų ir daugiasluoksnių PCB era
Senais laikais, Mikroschemos visiems laikams pakeitė elektroninį dizainą. Tuose silicio lustuose yra tūkstančiai komponentų vienoje lustoje. Dėl to įrenginiai tapo greitesni, patikimesni. Spausdintinės plokštės turi būti pritaikytos, kad šios IC tilptų. Dabar buvo tiek daugiau laidininkų ir sluoksnių. PCB tampa mažesni, nes IC lustai tapo mažesni. Litavimo jungtys tapo kietesnės. Tobulėjant elektronikai, išaugo didesnio tikslumo poreikis.
1970-ieji – PCB ir polichlorinto bifenilo painiava
Šiuo metu, polichlorinti bifenilai yra painiojami su spausdintinėmis plokštėmis. Tai privertė žmones nerimauti dėl savo sveikatos ir aplinkos. Spausdintinės laidų plokštės arba PWB vietoj PCB naudojami siekiant to išvengti. Tai pakeitė situaciją ir kilo mažiau nesusipratimų. Laimei, polichlorinti bifenilai buvo palaipsniui nutraukti 1990-aisiais, o pavadinimo keitimas išliko iki tol. Visuomenės pasitikėjimas rėmėsi aiškia terminologija.
1970–1980 – Soldermask kūrimas
Jis tapo svarbus spausdintinėms plokštėms (PCB). Tai padėjo sumažinti priekabos pėdsakus ir komponentų koroziją. Šiuolaikinės konforminės dangos yra panašios į iš pradžių naudotus epoksidinius junginius. Vėliau plonas polimeras litavimo kaukės buvo sukurti. Litavimas tapo lengvesnis ir šių kaukių sujungimas tarp grandinių buvo slopinamas. Naujovė sugebėjo sukurti tankesnius grandinės dizainus. Galiausiai buvo sukurtos fotovaizdinės polimerinės dangos. Jie gali būti įrašyti į grandines ir vėliau modifikuojami veikiant šviesai.
1980 m. – Paviršiaus montavimo technologija (SMT) pakeitė PCB surinkimą
Atsirado nauja surinkimo technologija: SMT arba paviršiaus montavimo technologija. Prieš tai visi PCB komponentai turėjo laidų laidus, kad būtų galima susieti su išore. Taigi šie laidai buvo lituojami į PCB skyles. Šios skylės užpildė erdvę, kuri buvo naudojama grandinės maršrutizavimui. Su SMT, kur komponentai gali būti lituojami tiesiogiai, tai buvo pakeista. Tai reiškė, kad nereikia jokių skylių. Pradinė SMT nomenklatūra buvo „plokštuminis montavimas“, IBM pademonstravo 1960 m. Vėliau NASA pritaikė šį dizainą savo paleidimo transporto priemonės skaitmeniniame kompiuteryje. SMT padėjo pagerinti pramonės standartą. Tai padidino našumą ir sumažino gamybos sąnaudas.
1990-ieji – CAD/CAM programinės įrangos vaidmuo PCB miniatiūrizavime
PCB pradėjo mažėti. To priežastis buvo CAD/CAM programinės įrangos išpopuliarėjimas. Tai programinė įranga, kurią galite naudoti norėdami lengvai ir greitai kurti PCB. Daugelis projektavimo žingsnių yra automatizuoti. Tai leidžia kurti dizainus iš mažesnių, trumpesnių komponentų. Tuo tarpu tiekėjai atnaujina savo įrenginius. Pagrindinis dėmesys skiriamas efektyvumui ir mažam energijos suvartojimui. Jie taip pat siekia didesnio patikimumo ir mažesnių sąnaudų. Per mažesnes jungtis PCB tampa dar mažesnės. Ši miniatiūrizavimo tendencija vis dar veikia pramonę, kurią žinome šiandien.
2000-ieji – daugiasluoksnės ir lanksčios PCB
PCB labai pasikeitė. Jie tapo mažesni ir lengvesni. Didesnis sudėtingumas atsiranda dėl didžiulio sluoksnių skaičiaus padidėjimo. Per šį laiką daugiasluoksnės ir lankstūs PCB atsirado. Daugelyje tokio dizaino elektroninių įrenginių siūloma daugiau funkcijų. Pridedamas dydis, bet tiek, kiek galite be. Be to, jie sumažina išlaidas. PCB gali tilpti į mažas erdves ir turėti lankstų dizainą.
Šiandien žinomos spausdintinės plokštės
Dabar spausdintinės plokštės turi naują reputaciją. Jie nebeturi cheminių PCB. Dabar galite tiesiog juos vadinti PCB. Pramonėje įprastai naudojamos spausdintinės plokštės ir spausdintinės vielos plokštės. Tačiau spausdintinė plokštė jau populiari. PCB vis dar vystosi ir auga vis smulkesni ir sudėtingesni. Standžios lanksčios PCB dabar yra plačiai naudojami. Šioje konstrukcijoje jo kieti ir lankstūs sluoksniai yra sujungti. Taigi standžios lanksčios PCB yra plonesnės ir gali būti dedamos į ankštas vietas.
PCB rinkos ateitis ir tendencija
Numatoma, kad rinkos dydis sieks 76.12 mlrd. USD. Tiesą sakant, iki 93.87 m. ji gali siekti 2029 mlrd. USD. Tai reiškia, kad įmonė per metus augs 4.28 proc. Yra keletas augimo veiksnių. Žmonės pirmiausia naudoja elektroninius prietaisus. Antra, technologijos vystosi. Trečia, didėja pasaulinio ryšio poreikiai. PCB pramonė yra pasirengusi atsigauti 2023 m., o tai yra mažiau nei praėjusiais metais. Tai lems naujovės.
DUK apie PCB istoriją
Kaip PCB perėjo iš kariuomenės į vartotojų pasaulį?
Dabar viskas prasidėjo po Perl Harboro atakos 1941 m. gruodžio mėn. Geresnis bendravimas galėjo padėti JAV kariuomenei mokytis. Tiesą sakant, Antrojo pasaulinio karo metais jie rado britų prietaisą, žinomą kaip artumo saugiklis. Prietaisas gali priversti artilerijos sviedinius tiksliai pataikyti į taikinius. Tačiau aštuntajame dešimtmetyje jie buvo pagrindiniai visų tipų namų kompiuteriai ir įtaisai. Beveik kiekviename elektroniniame įrenginyje, kurį dabar naudojate, yra PCB. Tai yra, kiek jie pažengė nuo savo karinių šaknų.
Kokios yra dabartinės PCB technologijos tendencijos?
PCB sparčiai vystosi pramonė. 3D spausdinimas jau daro įtaką. Ši technologija keičia PCB gamybos būdą. Būsimas darbas gali būti sutelktas į ekologiškas medžiagas, tokias kaip popierinės spausdintinės plokštės. Mažesnis daugiau pajėgumų turinčių dizainų taip pat sieks gamintojai. Integruoti lustai ir turėtumėte pamatyti daugiau lipdytų plastikinių lentų su įterptais komponentais. Ateinančiais metais šios tendencijos išryškės PCB sektoriuje.
Kas yra PCB ėsdinimo istorija?
PCB ofortas datuojamas 1913 m. Arthur Berry, anglų išradėjas, patentuotas spaudinys ir ofortas. Jis parodė, kaip padaryti grandines ėsdinant metalą. Jis taip pat iliustravo, kaip ant metalo uždėti atsparų sluoksnį ir išgraviruoti. Tai buvo daug geriau nei pjovimas, kai kampai buvo tokie aštrūs.
Kodėl kai kurie PCB yra juodi?
Litavimo kaukė suteikia PCB spalvą. Norėdami apsaugoti vario pėdsakus, gamintojai naudojo litavimo kaukes. Jis apsaugo nuo oksidacijos ar rūdžių ir neleidžia susidaryti litavimo tiltams. Galima rinktis iš daugybės spalvų, tačiau populiariausia yra žalia. Jie taip pat populiarūs juodi. Yra gamintojų, kurie gamina juodas PCB kai kuriems specialiems elektroniniams gaminiams. Paimkite, pavyzdžiui, kompiuterių pagrindinių plokščių gamintojus, kurie savo gaminiuose naudoja skirtingas spalvas. Gali būti aukščiausios klasės žaidimų pagrindinė plokštė Juodas, apatinis galas gali būti žalias. Ne PCB spalva yra svarbi – ji neturi įtakos kokybei ar veikimui.
Išvada
Apibendrinant, aptarėme PCB istoriją ir PCB istoriją. Sužinojote, kas yra PCB ir kaip jie naudojami šiuolaikinėje elektronikoje. Aptariate pagrindines figūras, tokias kaip Charlesas Ducasas ir Paulas Eisleris, pagrindinius grandinės plokštės dizaino išradimo etapus. Kitas svarbus dalykas yra technologijų, tokių kaip paviršiaus montavimo technologija ir lanksčios PCB, pažanga. Be to, šiame PCBTok straipsnyje taip pat nagrinėjama, kaip vystysis PCB ateitis, ir pateikiami atsakymai į dažniausiai užduodamus klausimus.
