Storia dello sviluppo e tendenze del PCB

PCB(Scheda a circuito stampato) non è più strano per noi, che è una parte fondamentale dei dispositivi elettronici come i cellulari, computer, radio, e luci. Senza lo sviluppo di PCB, non ci sarebbe modo di godere della comodità offerta da questi dispositivi elettronici. Poi, mi viene in mente una domanda: Qual è la storia dello sviluppo di PCB?? Bene, discutiamone in questo articolo.

Pietre miliari nel processo di sviluppo della storia dei PCB

Possiamo imparare il processo di sviluppo del PCB dividendolo in diverse fasi vitali che sono elencate di seguito：

Fase in erba(1900anni '20):

Nel 1903, un famoso inventore tedesco di nome Albert Hanson fece domanda per un brevetto britannico, and he pioneered the concept of using “wires” used in the telephone exchange systems, la lamina metallica viene utilizzata per tagliare i conduttori di linea, e quindi la carta di paraffina viene incollata sulla parte superiore e inferiore dei conduttori di linea, e i fori passanti sono impostati alle intersezioni delle linee per realizzare l'interconnessione elettrica tra i diversi strati. Questo è diverso dal nostro moderno metodo di produzione di PCB, perché la resina fenolica non è ancora stata inventata a quel tempo, e la tecnologia dell'incisione chimica non è ancora matura. Si può dire che il metodo inventato da Albert Hansen sia il prototipo della moderna produzione di PCB, che è una base per il seguente sviluppo.

Fase di sviluppo(1920anni '40):

Nel 1925, Charles Ducas proveniva dagli Stati Uniti che aveva un pensiero innovativo per stampare modelli di circuiti su un substrato di isolante, e poi è stata applicata la placcatura per realizzare i conduttori per il cablaggio. The term “PCB” emerged at this time. Questo metodo semplifica la produzione di apparecchi elettrici.

Nel 1936, il Dr . austriaco. Paul Eisler, known as “the father of printed circuit”, ha pubblicato la tecnologia del film foil nel Regno Unito che ha sviluppato il primo circuito stampato per l'uso in un apparecchio radio. E il metodo utilizzato da Paul Eisler è molto simile a quello che usiamo per i circuiti stampati di oggi. Questo metodo si chiama sottrazione, può rimuovere le parti metalliche non necessarie.

In giro 1943, L'invenzione tecnica di Paul Eisler è stata utilizzata su larga scala dagli Stati Uniti per realizzare spolette di prossimità da utilizzare nella seconda guerra mondiale. Allo stesso tempo, la tecnologia è ampiamente utilizzata nelle radio militari.

Punto di svolta(1948):

L'anno 1948 è un punto di svolta nel processo di sviluppo della storia del PCB, poiché gli Stati Uniti hanno riconosciuto ufficialmente l'invenzione del circuito stampato per uso commerciale. Sebbene ci siano poche apparecchiature elettroniche che utilizzano la storia dei PCB in quel momento, questa decisione ha promosso lo sviluppo e l'applicazione del PCB in gran parte.

Fase fiorente(1950anni '90):

Dagli anni '50 agli anni '90, l'industria dei PCB si è formata e in rapida crescita, questo è, la fase iniziale dell'industrializzazione dei PCB, in quel momento il PCB è diventato un'industria.
Negli anni '50, i transistor sono utilizzati nel mercato dell'elettronica, che ha contribuito a ridurre efficacemente le dimensioni dell'elettronica e a rendere molto più semplice l'integrazione dei PCB, Inoltre, l'affidabilità elettronica è stata notevolmente migliorata.

Nel 1953, una scheda a doppia faccia con via elettrolitica è stata sviluppata da Motorola. In giro 1955, Toshiba del Giappone ha introdotto una tecnologia per generare ossido di rame sulla superficie del foglio di rame, e laminato ramato (CCL) apparso. Grazie a queste due tecnologie, i circuiti stampati multistrato sono stati inventati con successo e sono stati utilizzati su larga scala.
Negli anni '60, i circuiti stampati erano ampiamente usati in questo momento, La tecnologia PCB era sempre più avanzata, e grazie all'ampio utilizzo di circuiti stampati multistrato, il rapporto tra il cablaggio e l'area del substrato è stato aumentato in modo efficiente.

Negli anni '70, c'è un rapido sviluppo di PCB multistrato, aspirando a una maggiore precisione e densità, piccoli fori con linee squisite, alta affidabilità, costo più basso, e produzione automatica. In quel periodo, il lavoro di progettazione PCB è stato ancora svolto manualmente. Gli ingegneri di PCB Layout hanno utilizzato matite colorate e righelli per disegnare circuiti su pellicola di poliestere trasparente. Al fine di migliorare l'efficienza del disegno, hanno realizzato diversi modelli di imballaggio e modelli di circuiti per alcuni dispositivi comuni.

Negli anni '80, tecnologia di montaggio superficiale(SMT) ha iniziato a sostituire gradualmente la tecnologia di montaggio a foro passante e a diventare il mainstream in quel momento. È entrata anche nell'era digitale.

fase matura(1990neve):

Con lo sviluppo di dispositivi elettronici come i personal computer, CD, macchine fotografiche, console di gioco, eccetera., grandi cambiamenti sono avvenuti di conseguenza. La dimensione dei PCB deve essere ridotta per adattarsi a questi piccoli dispositivi elettronici.

La progettazione dell'informatizzazione ha raggiunto l'automazione in molte fasi della progettazione PCB e ha reso più semplice la progettazione con componenti piccoli e leggeri. Per quanto riguarda i fornitori di componenti, hanno bisogno di migliorare anche i loro dispositivi riducendo il loro consumo elettrico, ma allo stesso tempo, devono considerare la questione della riduzione dei costi.

Negli anni 2000, I PCB sono diventati più complessi con più funzioni mentre le dimensioni sono diventate più piccole. Soprattutto i circuiti PCB multistrato e flessibili hanno reso questi dispositivi elettronici molto più lavorabili e funzionali, con PCB di piccole dimensioni e di costo inferiore.

All'inizio del 21° secolo, l'emergere degli smartphone ha guidato lo sviluppo della tecnologia PCB HDI. Pur mantenendo le micro vie perforate al laser, i via impilati hanno iniziato a sostituire i via sconcertanti, and combined with “any layer” construction technology, la larghezza/interlinea finale della scheda HDI ha raggiunto 40μm.

Questo metodo del livello arbitrario è ancora basato su un processo sottrattivo, ed è certo che per i prodotti elettronici mobili, la maggior parte degli HDI di fascia alta utilizza ancora questa tecnologia. però, nel 2017, HDI ha iniziato ad entrare in una nuova fase di sviluppo, iniziando a passare da un processo sottrattivo a un processo basato sulla placcatura a motivi.

Le principali tendenze avrebbero un impatto sull'industria dei PCB

Al giorno d'oggi, vari tipi di circuiti stampati inclusi circuito stampato rigido, PCB rigido flessibile, PCB multistrato, e HDI PCB sono ampiamente utilizzati nel mercato, che sono sperimentate molte volte l'evoluzione. Quello che possiamo confermare è che tale evoluzione continuerà in futuro insieme alle esigenze in costante miglioramento da parte delle persone.

Così, ecco un'altra domanda, hai mai considerato verso quali tendenze si svilupperà PCB?? Insieme alle applicazioni di prodotti elettronici emergenti nel mercato dei consumatori, come i dispositivi elettronici indossabili, apparecchi acustici elettronici, misuratori di glicemia, dispositivi intelligenti per veicoli elettrici, aerospaziale, e altri campi, le persone hanno requisiti più elevati di progettazione PCB, Materiale, e produzione. Sotto ci sono 5 principali tendenze che influenzeranno l'industria dei PCB in futuro:

Internet delle cose

Internet delle cose, IoT in breve, è un'industria con un futuro brillante e senza limiti. Questa tecnologia porta ogni oggetto su Internet, e ogni oggetto può comunicare tra loro condividendo i dati con. Rende la vita delle persone più intelligente e conveniente. Normalmente, I dispositivi IoT dovrebbero essere dotati di sensori e connettività wireless. così, è necessario evolvere PCB per soddisfare questi requisiti.

Per esempio, quei dispositivi IoT di piccole dimensioni come i braccialetti BLE o altri dispositivi portatili necessitano di componenti più piccoli con la stessa funzionalità. Quindi per PCB, dovrebbero rimpicciolirsi mentre dovrebbe equipaggiare componenti ancora più complessi allo stesso tempo. Questa può essere una sfida ma un'opportunità per i produttori di PCB se vogliono entrare nel mercato dell'IoT e trarne profitto.

Flex PCB

In anni recenti, PCB flessibili stanno rapidamente guadagnando quote di mercato nello sviluppo di PCB, controlliamo l'immagine qui sotto da https://www.grandviewresearch.com, che mostra la dimensione del mercato dei circuiti stampati flessibili nell'Asia del Pacifico dall'anno 2015 per 2025. Quello che possiamo ottenere da esso è che la scala totale del mercato è in continuo aumento, le industrie utilizzate dai PCB flessibili vanno dall'elettronica e dalle telecomunicazioni all'aerospaziale e all'automotive. La domanda di PCB flessibili aumenterebbe incredibilmente con il passare del tempo.

Allora perché i PCB flessibili sono così popolari?? Ecco alcuni motivi: Da una parte, i PCB flessibili possono risparmiare spazio in quanto sono più piccoli di altri tipi di PCB. D'altra parte, possono resistere ad ambienti difficili con una maggiore capacità e una migliore affidabilità.

Interconnessione ad alta densità(HDI) PCB

I vantaggi dei PCB di interconnessione ad alta densità includono il loro segnale affidabile e ad alta velocità, taglia piccola, e anche leggero. Inoltre, le larghezze di traccia nei PCB HDI sono molto più piccole e la densità del cablaggio è migliore, così gli ingegneri possono racchiudere più funzionalità e potenza anche in un piccolo spazio. La necessità di stratificazione è ridotta per i PCB HDI, quindi il costo di produzione può essere ridotto di conseguenza. Con tante eccellenti caratteristiche, PCB HDI stanno diventando componenti vitali in molti dispositivi e applicazioni.

Attualmente, le persone preferiscono utilizzare dispositivi automatici che sono disponibili ovunque, incluse ma non limitate alle applicazioni aerospaziali, strumenti di diagnostica medica per comunicazioni militari, e tecnologia indossabile. nel frattempo, parti più piccole con segnali più veloci erano sempre più necessarie, questo è il motivo per cui abbiamo bisogno di quei PCB di interconnessione ad alta densità.

PCB ad alta potenza

Il PCB ad alta potenza è un tipo di PCB in grado di gestire tensioni superiori a 48 V, stanno diventando più sottili e leggeri con una maggiore efficienza, migliore capacità di assorbimento del calore, e durata. I più recenti PCB ad alta potenza possono sopportare più calore con una migliore dissipazione del calore. Con un pacchetto batteria migliorato, questo tipo di PCB è in grado di funzionare molto più a lungo.

L'emergere di questa tendenza è dovuto alla crescente necessità di veicoli elettrici che richiedono tensioni spesso nell'ordine delle centinaia. Inoltre, sempre più persone rispettano il concetto di sostenibilità, così, la necessità di pannelli solari sta crescendo di conseguenza, che richiedono la tensione a 24V o 28V. In una parola, i PCB ad alta potenza hanno una gamma più ampia di applicazioni al giorno d'oggi e in futuro.

Soluzioni commerciali pronte per l'uso

Un'altra tendenza nel settore della storia dei PCB sono le soluzioni commerciali standard, noto anche come COTS, compresi i moduli PCB, componenti, e tavole. Il clou dei componenti COTS è che sono progettati per essere facilmente installati nei sistemi esistenti, il che sarebbe molto comodo. Il suo utilizzo è considerato in grado di rendere i componenti più standard e affidabili. Quindi ti starai chiedendo che tipo di applicazione usano le persone COTS, infatti, l'aerospazio è uno dei principali settori in cui COTS viene utilizzato per ridurre i costi delle principali iniziative, mantenere la garanzia di qualità e sicurezza mentre si completano i progetti più rapidamente.

Conclusione

Guardando indietro al processo di sviluppo, l'industria della storia dei PCB è in costante aggiornamento ed evoluzione. I PCB svolgono un ruolo importante in questi giorni moderni poiché la tecnologia sta migliorando costantemente, non importa cosa ci porterebbero queste tendenze, there is one thing that would never change – PCBs will always be in need.
però, insieme all'evoluzione e allo sviluppo nel settore dei PCB, si avrebbe un impatto drammatico sia sul design che sulla produzione. Quindi, se i produttori di circuiti stampati vogliono rimanere competitivi, devono essere innovativi per stare al passo con la tendenza, incluso apportare modifiche all'assemblaggio del PCB, design, e produzione per soddisfare le crescenti esigenze delle persone.

FARINA, come uno dei principali designer e produttori di PCB in Cina, ha finito 16 anni di esperienza nel settore PCB e possiede un professionista R&Squadra D.. Seguiamo sempre la tendenza nel settore dei PCB. Hai domande su PCB? Contattaci, tuffiamoci insieme nel mondo PCB!