プリント基板の歴史

概要私たちの身の回りにある電子製品をよく観察してみると、私たちが使用する機器はますます小型化すると同時に、より高度な機能を誇っていることがわかる。かつてはかさばり、扱いにくかったコンピューターの画面も、今ではコインほどの薄さになった。小型化の進展は、プリント基板(PCB)技術の進歩によって可能になった。以下は、古いバージョンのコンピューターPCBと最新のPCBとの比較表である。 HDI PCB.
先端高密度回路基板
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現代のコンピューターは、1枚のマザーボード上に数百万個以上のトランジスタを搭載している。この高密度で小型の製造アプローチは業界標準となり、エレクトロニクス製造業界におけるPCBの地位を確固たるものにしている。PCBを包括的に理解するために PCB開発プロセス次のビデオをご覧ください。

PCB誕生以前のエレクトロニクス産業

他の多くの偉大な発明と同様、プリント回路基板は何もないところから生まれたのではなく、歴史の進歩の土台の上に築かれたものである。回路基板が考案される以前の140年前に目を向けてみよう。

1880年から1900年にかけて、電力システムは徐々に都市部から農村部へと拡大し、石炭、薪、石油といった伝統的な燃料源は徐々に電気に取って代わられ、電気は人々の家庭に浸透していった。この時期には、電磁気学やモーター関連の発明が多く見られ、プリント回路基板の開発に影響を与え、電子機器製造業界においてその重要性が継続する一因となった。

  • エジソンは1879年に電球を発明し、世界最大の発明家として知られている;
  • ニコラ・テスラは1888年にモーターを、1895年に交流電源を発明した;
  • アレクサンダー・グラハム・ベルは1876年に電話を発明した;
  • コダックは1884年に最初のカメラを発明した;
  • ハーマン・ホレリスは1890年に集計機を発明し、後にIBMを創設した;
 

PCBはこの時代に生まれたわけではないが、その恩恵を大いに受けた。金ぴか時代の製造業の進歩と電気の普及がなければ、プリント回路基板は現在の形では存在しなかっただろう。

PCBの歴史と進化

プリント基板は20世紀初頭に開発されたが、普及には電気の普及が必要だった。プリント基板製造技術の継続的な進歩に伴い、半導体パッケージは現在、以下の分野で広く使用されている。 PCBA工場その結果、コストが下がり、効率が上がり、より適切な電子製品が生まれる。2014年、世界のPCBベアボード市場はUS$602億ドルを突破し、2024年にはUS$790億ドルに達すると予想されている。

PCBの起源

1903年、アルバート・ハンソンは、多層絶縁ボードの上に平らな箔導体で構成された装置の英国特許を申請した。この特許は、ミシン目を通した電気的接続の概念を説明するもので、人類が初めてこの方法で電気的接続を行ったことを示すものであった。

1925年、シャルル・デュカスは "絶縁材料に導電性インクを添加する方法 "の特許を取得した。この特許は回路と部品の電気的接続を実現するものではなかったが、プリント回路基板製造の基礎を築いた。

最初のサーキットボード

1943年、ポール・アイスラーは世界初のシンプルなボールを製造した。 リジッド基板従来のワイヤーベースの電気接続に取って代わった。このPCB設計では、ガラスで補強された非導電性基板に接着された銅箔に回路をエッチングした。

PCB技術を最初に応用したのは米軍であり、アイスラーが発明したPCBは軍に認められ、第二次世界大戦中に軍用無線機に使用された。米国と英国は共同で回路基板を開発し、その技術は戦時中の軍事兵器に使用された。米軍はスルーホールメッキを施した両面回路を設計し、基板全体に電気信号を伝えるために銅被覆ビアを設けた。さらに、湿気を防ぎ、プリント基板の利用率を高めるために、耐腐食性コーティングを施した亜鉛板を使用した。プリント回路基板の利用率は、トランジスタの導入により大幅に増加し、回路の信頼性が向上した。

PCBの人気

アメリカは1956年にPCB技術を正式に認め、アメリカ陸軍が "回路組立プロセス "に関する最初の特許を公開した。PCBメーカーはそれ以来、電子機器を固定し、部品間を銅のトレースで電気的に接続するさまざまな組立技術を開発してきた。

1963年、ヘーゼルティン・コーポレーションはめっきスルーホール技術の特許を取得。 電子部品 クロスコネクトを心配することなく、PCBボード上に密接に配置することができる。

PCBの進化

1970年代には 集積回路 (IC)はプリント基板に革命をもたらし、1枚のマザーボードに数百万個のトランジスタを搭載できるようになった。PCBスタックアップの導体層が増えるにつれて、基板サイズは小さくなる一方で、機能はより強力になり、PCBはんだ付けの難易度が増した。これに対処するため、PCBメーカーは薄いポリマー材料でできたソルダーマスクを導入し、隣接するピンやディスクリート部品間のブリッジ形成を減少させました。フォトポリマーコーティングは、回路に塗布され、乾燥した露光環境で画像化され、現在では標準的なものと考えられている。 プリント基板製造工程.

エレクトロニクス業界を席巻するPCB

1980年代の表面実装技術(SMT)の導入は、PCBA工場における自動組立生産工程に革命をもたらした。SMT組立技術は、回路基板の性能を大幅に向上させただけでなく、消費電力も削減した。従来のスルーホール技術と比較すると、SMTのコストは大幅に削減された。 SMTアセンブリ は著しく低下した。

1980年代の消費形態の変化に伴い、テレビ、コンピュータ、ゲーム機、ヘッドフォンなど多くの家庭用機器が登場した。これらの家庭用電化製品の普及は電子部品の発展を大きく後押しし、SMD部品の需要も増加した(SMDとSMTの概念がよくわからない場合は、記事"SMDとSMTの比較")と集積回路が空前の高さに達した。これらの電子部品はPCBAにより強力な機能を提供し、PCB産業は電子消費製品に欠かせないものとなった。

プリント基板の将来動向

があります。 PCB展示会 2021年には、人工知能の普及が進み、日常生活における健康モニタリングや埋め込み型デバイスの開発につながることが強調された。また、CCTVや火災報知器の安全装置の進歩は、微小な高密度PCBに依存している。一方、航空宇宙、通信、軍事機器は、より安全で強力な性能を達成するためにPCBへの要求が高まっており、高度なアプリケーションにはより複雑なPCB基板が必要とされている。

さらに、電子機器製造業界では廃棄物が大量に発生するため、PCBの技術開発が他産業に追いつくことが極めて重要である。例えば、人工知能産業はPCBの質的飛躍の恩恵を受けており、掃除機や掃除ロボットの誕生を可能にしている。

高性能 フレキシブルPCB は、2022年に最もホットなメタバース・コンセプトのために必要である。さらに、PCBのソースファイル化は、今後回路設計の部品点数を減らす唯一の方法かもしれない。

PCBはトレンドの変化に合わせて進化してきました。ターンキー PCB組立サービス例えば、顧客の製造、組立、調達にかかる時間的コストを削減することができる。製品の販売と購入は、最終的な機械的な組み立てによって実現できます。PCB業界は今後も同様の分野で進歩を続けていくだろう。

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