PCB Geschichte

Überblick: Wenn Sie sich die elektronischen Produkte in unserem Leben genau ansehen, werden Sie feststellen, dass die elektronischen Geräte, die wir benutzen, immer kleiner werden, aber ihre Funktionen werden immer leistungsfähiger. Einst war ein Computerbildschirm ein riesiger Klotz, heute kann er so dünn wie eine Münze sein. Dieser Fortschritt über die Kluft hinweg hat von der Entwicklung der Leiterplatten profitiert. Im Folgenden finden Sie einen Vergleich zwischen der alten Version des Computers und der hochdichten Leiterplatte.
Fortschrittliche High Density Leiterplatte
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In modernen Computern finden Sie Millionen von Transistoren oder mehr auf einer einzigen Hauptplatine. Das Konzept der hochdichten, winzigen Fertigung ist zum Mainstream der Zeit geworden, was auch die Position der Leiterplatten in der Elektronikindustrie gefestigt hat.

Entwicklungsbedingungen von PCB

Wie alle großen Erfindungen kam auch die Leiterplatte nicht aus dem Nichts, sondern wurde auf den Fundamenten des Fortschritts im Laufe der Geschichte aufgebaut. Gehen wir zurück in die Zeit vor 140 Jahren, als es noch keine Leiterplatten gab.

Zwischen 1880 und 1900 entwickelte sich das Energiesystem von der Stadt zum Land, Kohle, Holz und Öl wurden allmählich ersetzt, und die Elektrizität hielt Einzug in die Haushalte. In dieser Zeit gab es viele Erfindungen zum Thema Elektromagnetismus und Motor. Aufgrund des Einflusses dieser Ära hat die Leiterplatte eine lange Geschichte hinter sich und ist zu einem unverzichtbaren Bestandteil der Elektronikindustrie geworden.

  • Edison erfand die Glühbirne im Jahr 1879 und gilt als der größte Erfinder der Welt.
  • Nikola Tesla erfand den Motor und die Wechselstromversorgung in den Jahren 1888 bzw. 1895.
  • Alexander Graham Bell erfand das Telefon im Jahr 1876.
  • Kodak erfand die erste Kamera im Jahr 1884.
  • Herman Hollerith erfand 1890 die Tabelliermaschine, aus der später IBM hervorgehen sollte.

Anmerkung: Die Leiterplatte stammt nicht aus dieser Ära, sondern hat von ihr profitiert. Ohne die Fortschritte bei der Herstellung im Goldenen Zeitalter und die Verbreitung der Elektrizität gäbe es keine gedruckten Schaltungen.

Geschichte von PCB

Gedruckte Leiterplatten wurden zu Beginn des 20. Jahrhunderts entwickelt und warteten, bis die Elektrizität weit verbreitet war. Mit der kontinuierlichen Verbesserung der PCB-Herstellung Technologie wird die Halbleiter-Verpackungstechnologie in den Leiterplattenfabriken in großem Umfang eingesetzt, wodurch die Leiterplatten kostengünstiger und effizienter werden und sich elektronische Produkte für Investitionen eignen. Im Jahr 2014 überstieg der weltweite Markt für Leiterplatten 60,2 Milliarden US-Dollar und wird bis 2024 voraussichtlich 79 Milliarden US-Dollar erreichen.

Der Ausgangspunkt der Entwicklung von PCB

Albert Hanson meldete 1903 ein britisches Patent für ein Gerät an, das ein flacher Folienleiter auf einer mehrschichtigen Isolierplatte war. In Albert Hansons Patent beschreibt er das Konzept der Lochanwendung für uns. Dies ist das erste Mal, dass Menschen elektrische Verbindungen durch Perforationen hergestellt haben.

Charles Ducasse patentierte 1925 das "Verfahren zum Hinzufügen von leitender Tinte zu isolierenden Materialien". Dieses Patent realisiert zwar nicht die elektrische Verbindung zwischen der Schaltung und den Bauteilen, sondern dient lediglich als flache Heizspirale. Aber es legte den Grundstein für die Herstellung von gedruckten Leiterplatten.

1943 stellte Paul Eisler das erste einfache Gerät der Welt her. Starre Leiterplatte Leiterplatte und ersetzt damit die traditionelle Methode, elektrische Verbindungen über Drähte herzustellen. Bei diesem Leiterplattendesign werden die Schaltkreise auf eine Kupferfolie geätzt, die auf ein glasverstärktes, nicht leitendes Substrat geklebt wird.

Die erste Anwendung von PCB

Die von Paul Eisler erfundene Leiterplatte wurde vom US-Militär bestätigt und in militärischen Funkgeräten eingesetzt. Während des Zweiten Weltkriegs schlossen die US-Regierung und die britische Regierung eine Kooperation zur gemeinsamen Entwicklung von Leiterplatten und setzten die Leiterplattentechnologie während des Zweiten Weltkriegs in militärischen Waffen ein.

Die Technologie wurde sowohl vom Vereinigten Königreich als auch von den Vereinigten Staaten anerkannt. Aus diesem Grund montieren die Vereinigten Staaten heimlich Leiterplatten auf Militärstützpunkten. Um die Effizienz zu verbessern, hat sich die amerikanische Seite auf die Erforschung von Montagemethoden spezialisiert und entwickelt eine automatische Montagelinie aus einer Hand. Die PCB-Montage Die vom US-Militär verwendete Technologie war damals die fortschrittlichste der Welt. Die doppelseitige Schaltung, die sie entwarfen, wurde mit Durchkontaktierungen und kupferbeschichteten Durchkontaktierungen entworfen, um elektrische Signale über die Platine zu leiten. Um Feuchtigkeit vorzubeugen und die Nutzungsrate von Leiterplatten zu erhöhen, verwenden die Vereinigten Staaten außerdem Zinkplatten mit korrosionsbeständigen Beschichtungen im Design. Zweitens erhöhen Transistoren die Auslastung von Leiterplatten erheblich und verbessern gleichzeitig die Zuverlässigkeit der Schaltkreise.

Die Popularität von PCB

Aufgrund der hervorragenden Leistung von Leiterplatten während des Zweiten Weltkriegs erkannten die Vereinigten Staaten diese Technologie 1956 offiziell an, und die US-Armee veröffentlichte erstmals ein Patent für den "circuit assembly process". Dies war auch eine große Hilfe für die spätere Entwicklung von Leiterplatten. Heute, im Jahr 2022, verfügen die Leiterplattenhersteller über eine Vielzahl von Montagetechniken, um sowohl die Elektronik zu befestigen als auch elektrische Verbindungen zwischen den Komponenten mit Kupferbahnen herzustellen.

Die Hazeltine Corporation patentierte 1963 die Technologie der durchkontaktierten Löcher. Diese Technologie ermöglicht es, die ansonsten unabhängigen elektronischen Komponenten eng auf der Leiterplatte anzuordnen, und vor allem müssen wir uns keine Sorgen über Querverbindungen machen. Durch dieses Patent wird die Verbindung der Komponenten klarer, so dass die Leiterplatte im echten Familienleben eingesetzt werden kann.

Entwicklungsstadien von PCBs

In den 1970er Jahren leiteten die Leiterplatten mit der Einführung von ICs (integrierte Schaltkreise - Mikroprozessoren), die die Leiterplatten revolutionierten, weltbewegende Veränderungen ein. Dies ist der Grund für die bereits erwähnte Aussage, dass "Millionen von Transistoren auf einer Hauptplatine zu finden sind". Mit der Einführung integrierter Schaltkreise hat sich die Anzahl der Leiterschichten im Leiterplattenaufbau erhöht. Obwohl das Volumen der Leiterplatte kleiner wird, ist die Funktion leistungsfähiger, was natürlich die Schwierigkeit des Lötens von Leiterplatten erhöht.

Um diese Situation zu ändern, haben die Hersteller von Leiterplatten Lötmasken aus dünnen Polymermaterialien eingeführt. Dadurch wird die Bildung von Brücken zwischen benachbarten Stiften oder diskreten Komponenten reduziert. Die Photopolymerbeschichtung wird auf die Schaltung aufgetragen und in einer trockenen und belichteten Umgebung abgebildet. FS Technology ist der Ansicht, dass sich diese Methode in den nächsten Jahren zu einem Standardverfahren entwickeln wird. PCB-Herstellungsprozess.

PCBs dominieren in der Elektronik

Mit der Popularität der Oberflächenmontagetechnologie (PCB SMT) im Jahr 1980, PCBA-Fabriken haben den automatisierten Produktionsprozess der Montage realisiert. Durch PCB SMT Technologie konnte die Leistung von Leiterplatten deutlich verbessert und gleichzeitig der Stromverbrauch gesenkt werden. Im Vergleich zur traditionellen Durchstecktechnik sind die Kosten der SMT-Bestückung deutlich gesunken.

Mit der Veränderung des Konsumverhaltens kamen 1980 viele Haushaltsgeräte auf den Markt, wie z.B.: Fernsehgeräte, Computer, Spielkonsolen, Kopfhörer und so weiter. Die Popularität dieser Haushaltsgeräte hat die Entwicklung elektronischer Bauteile stark gefördert und die Nachfrage nach SMD (Wenn Sie sich über das Konzept von SMD und SMT nicht im Klaren sind, können Sie den Artikel "SMD vs. SMT") Komponenten und integrierte Schaltkreise hat derzeit einen nie dagewesenen Umfang erreicht. Diese elektronischen Komponenten bieten leistungsfähigere Funktionen für PCBA und machen die Leiterplattenindustrie zu einem unverzichtbaren Bestandteil elektronischer Konsumgüter.

Zukünftige Trends bei Leiterplatten

Die 2021 PCBA-Ausstellung wies darauf hin, dass mit der Verbreitung von künstlicher Intelligenz die Gesundheitsüberwachung und implantierbare Geräte im Alltag immer häufiger werden. Fortschritte bei CCTV- und Feueralarm-Sicherheitsgeräten, die im Leben benötigt werden, sind auf winzige PCBs mit hoher Dichte angewiesen. Andererseits werden in der Luft- und Raumfahrt, in der Telekommunikation und im Militär immer höhere Anforderungen an die Leiterplatten gestellt, um eine sichere und leistungsstarke Leistung zu erzielen, und fortschrittliche Anwendungsgeräte sind völlig untrennbar mit komplexeren Leiterplatten verbunden.

Außerdem verursachen die Abfälle aus der Elektronikindustrie schwere Umweltschäden, was zeigt, dass die technologische Entwicklung der PCB ebenso wichtig ist wie die anderer Branchen. Um ein einfaches Beispiel zu nennen: Die Industrie der künstlichen Intelligenz - Staubsauger, Kehrroboter - ist genau der Nutzen, den der qualitative Sprung der PCB mit sich gebracht hat.

Auch das angesagteste Metaverse-Konzept im Jahr 2022 muss sich auf leistungsstarke flexible Leiterplatten zu realisieren. Die einzige Möglichkeit, die Anzahl der Komponenten in Schaltkreisdesigns in Zukunft zu reduzieren, ist wahrscheinlich die Konvertierung von PCBs in Quelldateien.

Durch die Entwicklung der Geschichte kann sich die Leiterplatte dem Trend der Zeit anpassen. Nehmen Sie die schlüsselfertige Leiterplattenbestückung als Beispiel. Sie reduziert die Zeitkosten für die Herstellung, die Montage und die Beschaffung für die Kunden, und nur die mechanische Endmontage kann den Verkauf und Kauf von Produkten realisieren. In der Zukunft wird es noch mehr solcher Fortschritte in der Leiterplattenindustrie geben.

Dies ist der gesamte Inhalt von "Geschichte der Leiterplatten", weitere verwandte Artikel finden Sie in der PCB Wissen Blog.

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