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谈谈PCB的历史与未来发展走向

  如今,人们普遍认识到pcb存在于每一种电子产品中,从大到小(甚至很小),人们很容易忘记它们曾经是一项开创性的创新。在PCB发明之前,任何含有许多导线的电子设备不仅会缠绕在一起,占用大量空间,而且短路也并不少见。再加上设备越来越小的趋势,对更好的解决方案的需求也就不足为奇了。

  第一个PCB概念是由德国发明人Albert Hanson于20世纪初发明的,他为多层绝缘板的扁平导体申请了专利,但是技术界并没有线年的股市崩盘和大萧条再次造成了延误,因此直到1943年美军在第二次世界大战期间使用PCB制造近程熔断器,PCB才得以正常生产和使用。同时,位于英格兰的奥地利发明家保罗埃斯勒(Paul Eisler)将PCB的构思提高到了另一个层次-将铜箔放在不导电的玻璃基座上,与当今的PCB更加相似。

  1948年,战后,美国公布了这项有用的发明用于商业用途。但是,直到50年代,美国军方才开发出一种自动组装工艺,才让PCB大规模生产,并使PCB在电子产品消费者中得到了更广泛的应用。在冷战期间,由于竞争对手美国和苏联之间的紧张局势不断升级,双方都在努力提高各自的通信能力,希望取得了进展。十年后,Hazeltine公司申请了第一个镀通孔技术的专利,该技术允许PCB元件在没有交叉连接的情况下以一种更加可靠的方式放置在一起。与此同时,IBM也开发出了表面安装技术。

  在20世纪70年代,另一项非常重要的发明问世集成电路。第一个发明微处理器实际上是由杰克基尔比在50年代末发明的,但他花了十多年才让德州仪器公司使用它,随后第一个集成电路诞生。集成电路的诞生让世界电子产品制造使用PCB成为强制性要求。

  直到1980年代,PCB仍然是手工绘制的,当然它的动态性较差,只允许使用照片保存和转移设计。然后计算机EDA(电子设计自动化)软件的介入,使PCB设计动态并集成到PCB制造机械中。同时,诸如Walkman和无绳电话之类的兼容且轻巧的小工具以小型PCB为基础赢得了广泛的关注。与此同时,兼容和轻便的小设备,如随身听和无线电话以小型PCB为基础赢得了广泛的关注。

  在1990年代,电子设备继续小型化,这几乎使手工制造PCB成为不可能,并使机械制造的PCB的需求更高。互联网也由此诞生并开始了一场革命,将个人计算机变成了必需品。后来推出了手机,如果没有PCB技术的进步和小型化,这是不可能发生的技术飞跃。

  此外,设计人员不再为单一目的和用途而设计PCB,而是开始采用测试设计(DFT)策略,这意味着他们必须时刻牢记将来进行修复和更改的可能性,并考虑所有边缘情况。

  在新的千年中,这个时代的代名词是“混合动力”。不再需要设计许多不同的设备来完成一件事情,如今,每个电子设备都可以执行许多不同的动作。手机不再仅用于拨打电话,并且电视越来越智能。同时,PCB为应对这一技术革命而精心设计,那么下一步将走向何方?

  只有未来才能说明我们今天在PCB行业中看到的增长趋势是否将成为电子行业中的下一件大事,或许我们将看到该行业朝着其他方向发展:

  柔性PCB-PCB行业是一个快速发展的行业,近年来,PCB行业中增长最快的部门是柔性PCB。可穿戴电子设备,柔性显示器和医疗应用只是导致对柔性和柔性刚板不断增长的需求的一些行业。随着柔性(和可拉伸)PCB的技术能力变得越来越复杂,产品设计的机会也增加了,我们还没有意识到在未来几年中PCB行业的这种潜力。

  大功率板-尤其是在快速增长的太阳能和电动汽车(EVs)行业的推动下,功率更大的PCB(48V及更高)得到了巨大的发展。这些大功率板要求PCB能够安装更大的组件,例如电池组,同时还要能够有效处理干扰问题。

  3D打印技术3D打印已在许多行业和研发部门中成为现实,但是,当考虑打印导电和非导电材料的混合物时,由于现代板的复杂性和易碎性,这仍然面临着巨大的挑战才达到传统PCB行业的当前能力。使PCB的3D打印化的成本效益是要克服的巨大挑战,特别是对于批量生产而言。