História das placas de circuitos impressos
Os computadores modernos contêm agora milhões de transístores ou mais numa única placa-mãe. Esta abordagem de fabrico de alta densidade e em miniatura tornou-se a norma da indústria, solidificando a posição dos PCB na indústria de fabrico de produtos electrónicos. Para obter uma compreensão abrangente da Processo de desenvolvimento de PCB, veja o seguinte vídeo.
A indústria eletrónica antes do nascimento do PCB
Como muitas outras grandes invenções, a placa de circuitos impressos não surgiu do nada, mas foi construída sobre as bases do progresso ao longo da história. Voltemos o nosso olhar para 140 anos atrás, uma altura em que a placa de circuito impresso ainda não tinha sido concebida.
De 1880 a 1900, o sistema de energia estendeu-se gradualmente das zonas urbanas para as zonas rurais e as fontes de combustível tradicionais, como o carvão, a madeira e o petróleo, foram gradualmente substituídas pela eletricidade, que depois chegou às casas das pessoas. Este período foi marcado por muitas invenções relacionadas com o eletromagnetismo e o motor, que influenciaram o desenvolvimento das placas de circuitos impressos e contribuíram para a sua importância contínua na indústria de fabrico de produtos electrónicos.
- Edison inventou a lâmpada eléctrica em 1879 e é conhecido como o maior inventor do mundo;
- Nikola Tesla inventou o motor e a fonte de alimentação de corrente alternada em 1888 e 1895, respetivamente;
- Alexander Graham Bell inventou o telefone em 1876;
- A Kodak inventou a primeira máquina fotográfica em 1884;
- Herman Hollerith inventou a máquina de tabulação em 1890 e viria a criar a IBM;
Embora as placas de circuito impresso não tenham sido criadas durante esta época, beneficiaram muito com ela. Sem os avanços no fabrico da Era Dourada e a proliferação da eletricidade, as placas de circuito impresso não existiriam na sua forma atual.
A história e a evolução dos PCB
As placas de circuito impresso foram inicialmente desenvolvidas no início do século XX, mas necessitaram da utilização generalizada da eletricidade para se tornarem populares. Com os avanços contínuos na tecnologia de fabrico de placas de circuito impresso, as embalagens de semicondutores são agora amplamente utilizadas em Fábricas de PCBAO resultado são custos mais baixos, maior eficiência e produtos electrónicos mais adequados. Em 2014, o mercado global de placas de circuito impresso ultrapassou US$60,2 mil milhões e espera-se que atinja US$79 mil milhões em 2024.
Origens do PCB
Em 1903, Albert Hanson solicitou uma patente britânica para um dispositivo que consistia num condutor de folha plana numa placa de isolamento de várias camadas. Esta patente descrevia o conceito de ligações eléctricas através de perfurações, marcando a primeira vez que o ser humano criou ligações eléctricas desta forma.
Em 1925, Charles Ducasse patenteou o "Método de adição de tinta condutora a materiais isolantes". Embora esta patente não tenha realizado a ligação eléctrica entre o circuito e os componentes, lançou as bases para a produção de placas de circuito impresso.
Primeira placa de circuito impresso
Em 1943, Paul Eisler produziu a primeira máquina simples do mundo PCB rígidaque substituiu as ligações eléctricas tradicionais baseadas em fios. Esta conceção de PCB envolveu a gravação de circuitos numa folha de cobre ligada a um substrato não condutor reforçado com vidro.
Os militares dos EUA foram os primeiros a aplicar a tecnologia PCB, uma vez que a PCB inventada por Eisler foi aprovada pelos militares e utilizada em rádios militares durante a Segunda Guerra Mundial. Os Estados Unidos e o Reino Unido colaboraram no desenvolvimento de placas de circuitos e a tecnologia foi utilizada em armas militares durante a guerra. Os militares norte-americanos conceberam circuitos de dupla face com revestimento de orifícios e vias revestidas a cobre para transportar sinais eléctricos através da placa. Além disso, utilizaram placas de zinco com revestimentos resistentes à corrosão para evitar a humidade e aumentar a utilização de PCB. A utilização de placas de circuito impresso aumentou significativamente com a introdução de transístores, melhorando a fiabilidade dos circuitos.
Popularidade do PCB
Os Estados Unidos reconheceram oficialmente a tecnologia PCB em 1956 e o exército americano publicou a primeira patente para o "processo de montagem de circuitos". Desde então, os fabricantes de placas de circuito impresso desenvolveram várias técnicas de montagem para fixar componentes electrónicos e estabelecer ligações eléctricas entre componentes com traços de cobre.
Em 1963, a Hazeltine Corporation patenteou a tecnologia de orifício de passagem revestido, permitindo componentes electrónicos para serem dispostos de perto na placa de circuito impresso sem se preocuparem com ligações cruzadas.
Evolução do PCB
Nos anos 70, a introdução de circuitos integrados (ICs) revolucionaram as placas de circuitos impressos, permitindo a existência de milhões de transístores numa única placa-mãe. Com o aumento das camadas condutoras no empilhamento da placa de circuito impresso, o tamanho da placa tornou-se mais pequeno, enquanto a função se tornou mais poderosa, aumentando a dificuldade de soldadura da placa de circuito impresso. Para resolver este problema, os fabricantes de PCB introduziram máscaras de soldadura feitas de materiais poliméricos finos, reduzindo a formação de pontes entre pinos adjacentes ou componentes discretos. O revestimento de fotopolímero é aplicado ao circuito e a imagem é obtida num ambiente seco e exposto, sendo atualmente considerado um padrão Processo de fabrico de PCB.
PCB a dominar a indústria eletrónica
A introdução da tecnologia de montagem em superfície (SMT) na década de 1980 revolucionou o processo de produção de montagem automatizada nas fábricas de PCBA. A tecnologia de montagem SMT não só melhorou significativamente o desempenho das placas de circuitos, como também reduziu o consumo de energia. Em comparação com a tecnologia tradicional de orifícios de passagem, o custo de Montagem SMT diminuiu significativamente.
Com a mudança dos padrões de consumo na década de 1980, surgiram muitos aparelhos domésticos, como televisores, computadores, consolas de jogos e auscultadores. A utilização generalizada destes electrodomésticos impulsionou grandemente o desenvolvimento de componentes electrónicos e a procura de componentes SMD (se não estiver esclarecido sobre o conceito de SMD e SMT, pode ler o artigo "SMD vs SMT") e os circuitos integrados atingiram um nível sem precedentes. Estes componentes electrónicos fornecem funções mais poderosas para PCBA, tornando a indústria de PCB uma parte indispensável dos produtos electrónicos de consumo.
Tendências futuras das placas de circuitos impressos
O Exposição de PCB de 2021 destacou a crescente prevalência da inteligência artificial, levando ao desenvolvimento de dispositivos de monitorização da saúde e de dispositivos implantáveis para a vida quotidiana. Além disso, os avanços em CCTV e equipamentos de segurança de alarme de incêndio dependem de minúsculos PCB de alta densidade. Por outro lado, os equipamentos aeroespaciais, de telecomunicações e militares tornaram-se mais exigentes em termos de PCBs para alcançar um desempenho mais seguro e mais poderoso, com placas PCB mais complexas necessárias para aplicações avançadas.
Além disso, a indústria de fabrico de produtos electrónicos gera resíduos significativos, o que torna crucial que o desenvolvimento tecnológico dos PCB acompanhe o ritmo de outras indústrias. Por exemplo, a indústria da inteligência artificial beneficiou do salto qualitativo dos PCB, permitindo a criação de aspiradores e robots varredores.
Alto desempenho PCB flexível é necessária para o conceito de metaverso mais quente em 2022. Além disso, a conversão de PCBs em ficheiros-fonte pode ser a única forma de reduzir o número de componentes em projectos de circuitos no futuro.
As placas de circuito impresso evoluíram ao longo do tempo para acompanhar as novas tendências. Chave na mão Serviço de montagem de PCBO sistema de montagem de produtos, por exemplo, reduz o custo do tempo de fabrico, montagem e aquisição para os clientes. A venda e a compra de produtos podem ser efectuadas através da montagem mecânica final. A indústria de PCB continuará a progredir em áreas semelhantes no futuro.
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