PCB(Płytka drukowana) nie jest już dla nas obce, który jest podstawową częścią urządzeń elektronicznych, takich jak telefony komórkowe, komputery, radia, i światła. Bez rozwoju PCB, nie byłoby możliwości, abyśmy mogli cieszyć się wygodą płynącą z tych urządzeń elektronicznych. Następnie, przychodzi mi do głowy pytanie: Jaka jest historia rozwoju PCB?? Dobrze, porozmawiajmy o tym w tym artykule.
Kamienie milowe w procesie rozwoju historii PCB
Proces opracowywania PCB możemy poznać, dzieląc go na kilka istotnych etapów, które wymieniono poniżej：
Początkujący etap(1900lata 20-te XX wieku):
W 1903, słynny niemiecki wynalazca Albert Hanson złożył wniosek o brytyjski patent, i był pionierem koncepcji używania “przewody” stosowane w systemach central telefonicznych, folia metalowa służy do cięcia przewodów liniowych, a następnie na górze i na dole przewodów linii przykleja się papier parafinowy, a otwory są ustawione na przecięciach linii, aby zrealizować połączenie elektryczne między różnymi warstwami. Różni się to od naszej nowoczesnej metody produkcji PCB, ponieważ żywica fenolowa nie została jeszcze wtedy wynaleziona, a technologia trawienia chemicznego nie jest jeszcze dojrzała. O metodzie wymyślonej przez Alberta Hansena można powiedzieć, że jest prototypem nowoczesnej produkcji PCB, co jest podstawą do dalszego rozwoju.
Etap rozwoju(1920s-1940s):
W 1925, Charles Ducas pochodził ze Stanów Zjednoczonych, który wpadł na innowacyjną myśl o drukowaniu wzorów obwodów na podłożu izolacyjnym, a następnie zastosowano poszycie, aby wykonać przewody do okablowania. Termin “PCB” pojawiły się w tym czasie. Ta metoda ułatwia produkcję urządzeń elektrycznych.
W 1936, austriacki Dr. Paweł Eisler, znany jako “ojciec obwodów drukowanych”, opublikował technologię folii foliowej w Wielkiej Brytanii, która opracowała pierwszą płytkę drukowaną do użytku w zestawie radiowym. A metoda zastosowana przez Paula Eislera jest bardzo podobna do tej, którą stosujemy w przypadku dzisiejszych płytek drukowanych. Ta metoda nazywa się odejmowaniem, może usunąć niepotrzebne metalowe części.
Na około 1943, Wynalazek techniczny Paula Eislera został wykorzystany na dużą skalę przez Stany Zjednoczone do produkcji zapalników zbliżeniowych do użytku podczas II wojny światowej. W tym samym czasie, technologia jest szeroko stosowana w radiotelefonach wojskowych.
Punkt zwrotny(1948):
Rok 1948 jest punktem zwrotnym w procesie rozwoju historii PCB, ponieważ Stany Zjednoczone oficjalnie uznały wynalazek płytki drukowanej do użytku komercyjnego. Chociaż w tamtych czasach niewiele było sprzętu elektronicznego wykorzystującego historię PCB, decyzja ta w dużej mierze przyczyniła się do rozwoju i zastosowania PCB.
Kwitnąca scena(1950lata 90.):
Od lat 50. do lat 90., branża PCB powstała i szybko się rozwija, to jest, wczesny etap industrializacji PCB, w tym czasie PCB stało się przemysłem.
W latach pięćdziesiątych, tranzystory są używane na rynku elektronicznym, co pomogło w skutecznym zmniejszeniu rozmiaru elektroniki i znacznie ułatwiło integrację płytek drukowanych, Ponadto, niezawodność elektroniczna została znacznie poprawiona.
W 1953, dwustronna płytka z galwanizowanymi przelotkami została opracowana przez Motorolę. Na około 1955, Toshiba z Japonii wprowadziła technologię generowania tlenku miedzi na powierzchni folii miedzianej, i laminat pokryty miedzią, (CCL) pojawiło się. Dzięki tym dwóm technologiom, wielowarstwowe płytki drukowane zostały pomyślnie wynalezione i są stosowane na dużą skalę.
W 1960 roku, płytki z obwodami drukowanymi były w tym czasie szeroko stosowane, Technologia PCB była coraz bardziej zaawansowana, oraz dzięki szerokiemu zastosowaniu wielowarstwowych płytek drukowanych, efektywnie zwiększono stosunek okablowania do powierzchni podłoża.
W latach siedemdziesiątych, następuje szybki rozwój wielowarstwowe PCB, dążenie do większej precyzji i gęstości, małe dziurki z wykwintnymi liniami, wysoka niezawodność, niższy koszt, i automatyczna produkcja. W tym okresie, prace projektowe PCB nadal były wykonywane ręcznie. Inżynierowie PCB Layout użyli kolorowych ołówków i linijek do rysowania obwodów na przezroczystej folii poliestrowej. W celu poprawy wydajności rysowania, wykonali kilka szablonów opakowań i szablonów obwodów dla niektórych popularnych urządzeń.
W 1980, technologia montażu powierzchniowego(SMT) zaczął stopniowo zastępować technologię montażu przewlekanego i stać się w tym czasie głównym nurtem. Wkroczyła również w erę cyfrową.
Dojrzały etap(1990śnieg):
Wraz z rozwojem urządzeń elektronicznych, takich jak komputery osobiste, Płyty CD, kamery, konsole gier, itp., w związku z tym zaszły wielkie zmiany. Rozmiar płytek PCB musi być zmniejszony, aby pasowały do tych małych urządzeń elektronicznych.
Projekt komputeryzacji zapewnił automatyzację na wielu etapach projektowania PCB i ułatwił projektowanie z małymi i lekkimi komponentami. Jeśli chodzi o dostawców komponentów, muszą również ulepszać swoje urządzenia, zmniejszając zużycie energii elektrycznej, ale w tym samym czasie, muszą rozważyć kwestię redukcji kosztów.
W latach 2000, Płytki PCB stały się bardziej złożone z większą liczbą funkcji, a ich rozmiar stał się mniejszy. Zwłaszcza wielowarstwowe i elastyczne projekty obwodów drukowanych sprawiły, że te urządzenia elektroniczne były znacznie bardziej funkcjonalne i funkcjonalne, o małych rozmiarach i niższych kosztach PCB.
Początek XXI wieku, pojawienie się smartfonów napędzało rozwój technologii HDI PCB. Zachowując wywiercone laserowo mikro przelotki, ułożone przelotki zaczęły zastępować oszałamiające przelotki, i w połączeniu z “dowolna warstwa” technologia budowlana, ostateczna szerokość linii/odstęp między liniami płyty HDI osiągnął 40μm.
Ta arbitralna metoda warstw nadal opiera się na procesie subtraktywnym, i jest pewne, że dla mobilnych produktów elektronicznych, większość wysokiej klasy HDI nadal korzysta z tej technologii. jednak, w 2017, HDI zaczęło wchodzić w nowy etap rozwoju, początek przejścia od procesu subtraktywnego do procesu opartego na platerowaniu wzorcowym.
Główne trendy wpłyną na branżę PCB
dzisiaj, różnego rodzaju obwodów drukowanych m.in sztywna płytka drukowana, sztywno-elastyczna płytka drukowana, wielowarstwowa płytka drukowana, i HDI PCB są szeroko stosowane na rynku, które doświadczają wielokrotnie ewolucji. Możemy potwierdzić, że taka ewolucja będzie kontynuowana w przyszłości wraz z ciągle poprawianymi wymaganiami ze strony ludzi.
Więc, nadchodzi kolejne pytanie, czy zastanawiałeś się kiedyś, w jakim kierunku będzie rozwijać się PCB?? Wraz z pojawiającymi się aplikacjami produktów elektronicznych na rynku konsumenckim, takie jak urządzenia elektroniczne do noszenia, elektroniczne aparaty słuchowe, glukometry we krwi, inteligentne urządzenia do pojazdów elektrycznych, lotnictwo, i inne pola, ludzie mają wyższe wymagania dotyczące projektowania PCB, materiał, i produkcja. Poniżej są 5 główne trendy, które będą miały wpływ na branżę PCB w przyszłości:
Internet przedmiotów
Internet przedmiotów, IoT w skrócie, to branża z genialną i nieograniczoną przyszłością. Ta technologia przenosi każdy przedmiot do Internetu, i każdy obiekt może komunikować się ze sobą, dzieląc się danymi z. Sprawia, że życie ludzi jest bardziej inteligentne i wygodne. Normalnie, Urządzenia IoT powinny być wyposażone w czujniki i łączność bezprzewodową. A zatem, konieczna jest ewolucja PCB, aby spełnić te wymagania.
Na przykład, te urządzenia IoT o małych rozmiarach, takie jak bransoletki BLE lub inne urządzenia przenośne, wymagają mniejszych komponentów o tej samej funkcjonalności. Następnie na PCB, powinny być coraz mniejsze, a jednocześnie wyposażać jeszcze bardziej złożone komponenty. To może być wyzwaniem, ale szansą dla producentów PCB, jeśli chcą wejść na rynek IoT i czerpać z tego korzyści.
Elastyczna płytka drukowana
W ostatnich latach, elastyczne płytki drukowane szybko zdobywają udział w rynku rozwoju PCB, sprawdźmy poniższy obrazek z https://www.grandviewresearch.com, który pokazuje wielkość rynku elastycznych płytek drukowanych w regionie Azji i Pacyfiku z tego roku 2015 do 2025. To, co możemy z tego wyciągnąć, to fakt, że całkowita skala rynku stale rośnie, branże, w których zastosowano elastyczne płytki PCB, obejmują zarówno elektronikę i telekomunikację, jak i lotnictwo i motoryzację. Popyt na elastyczne płytki drukowane z czasem by rósł.
Dlaczego więc elastyczne PCB są tak popularne?? Oto kilka powodów: Z jednej strony, elastyczne płytki PCB mogą zaoszczędzić miejsce, ponieważ są mniejsze niż inne rodzaje płytek drukowanych. Z drugiej strony, mogą wytrzymać trudne warunki dzięki zwiększonej wydajności i większej niezawodności.
Połączenie o dużej gęstości(HDI) PCB
Zaletami płytek PCB High-Density Interconnect są między innymi niezawodny i szybki sygnał, mały rozmiar, a także lekkie. Dodatkowo, szerokość ścieżek w płytkach HDI jest znacznie mniejsza, a gęstość okablowania jest lepsza, dzięki czemu inżynierowie mogą spakować więcej funkcji i mocy nawet na małej przestrzeni. W przypadku płytek HDI zmniejsza się potrzeba nakładania warstw, dzięki czemu można odpowiednio obniżyć koszty produkcji. Z tak wieloma doskonałymi cechami, PCB HDI stają się istotnymi elementami wielu urządzeń i aplikacji.
Obecnie, ludzie wolą korzystać z automatycznych urządzeń, które są dostępne wszędzie, w tym między innymi w zastosowaniach lotniczych, komunikacja wojskowa medyczne narzędzia diagnostyczne, i technologia do noszenia. W międzyczasie, coraz bardziej potrzebne były mniejsze części z szybszymi sygnałami, to jest powód, dla którego potrzebujemy tych płytek interkonektowych o wysokiej gęstości.
Płytka o dużej mocy
PCB o dużej mocy to rodzaj PCB, który może zarządzać napięciem powyżej 48 V, stają się cieńsze i lżejsze z wyższą wydajnością, lepsza zdolność pochłaniania ciepła, i trwałość. Najnowsze płytki PCB o dużej mocy mogą wytrzymać więcej ciepła dzięki ulepszonemu rozpraszaniu ciepła. Z ulepszonym pakietem akumulatorów, taka płytka drukowana jest w stanie pracować znacznie dłużej.
Pojawienie się tego trendu wynika z rosnącego zapotrzebowania na pojazdy elektryczne, które wymagają napięć często setek. Dodatkowo, coraz więcej osób szanuje koncepcję zrównoważonego rozwoju, a zatem, odpowiednio rośnie zapotrzebowanie na panele słoneczne, które wymagają napięcia 24V lub 28V. Jednym słowem, PCB dużej mocy mają szersze zastosowanie w dzisiejszych czasach i w przyszłości.
Rozwiązania komercyjne dostępne z półki
Innym trendem w branży historii PCB są komercyjne rozwiązania z półki, znany również jako COTS, w tym moduły PCB, składniki, i tablice. Najważniejszą cechą komponentów COTS jest to, że są zaprojektowane tak, aby można je było łatwo zainstalować w istniejących systemach, co byłoby bardzo wygodne?. Uważa się, że jego użycie może sprawić, że komponenty będą bardziej standardowe i niezawodne. Więc musisz się zastanawiać, jakiego rodzaju aplikacji ludzie używają COTS, w rzeczywistości, lotnictwo to jeden z głównych obszarów, w którym COTS jest wykorzystywany do obniżania kosztów głównych inicjatyw, zachować gwarancję jakości i bezpieczeństwa przy szybszej realizacji projektów.
Wniosek
Patrząc wstecz na proces rozwoju, branża historii PCB stale się aktualizuje i ewoluuje. Płytki PCB odgrywają ważną rolę w dzisiejszych czasach, ponieważ technologia stale się poprawia, bez względu na to, co przyniosą nam te trendy, jest jedna rzecz, która nigdy by się nie zmieniła – PCB zawsze będą w potrzebie.
jednak, wraz z ewolucją i rozwojem w branży PCB, dramatyczny wpływ zarówno na projektowanie, jak i produkcję. W związku z tym, jeśli producenci płytek drukowanych chcą pozostać konkurencyjni?, muszą być innowacyjne, aby nadążyć za trendami, w tym dokonywać zmian w montażu PCB, projekt, i produkcja w celu zaspokojenia zwiększonych potrzeb ludzi.
MOKO, jako wiodący projektant i producent PCB w Chinach, ma ponad 16 wieloletnie doświadczenie w branży PCB i posiada profesjonalne R&Drużyna D. Zawsze podążamy za trendami w branży PCB. Masz pytania dotyczące PCB? Skontaktuj się z nami, zanurkujmy razem w świat PCB!
