PCB發(fā)展簡史及未來趨勢

印刷電路板（PCB）被很多人譽為電子產(chǎn)品之母，它是計算機、手機等消費電子產(chǎn)品的關鍵部件，在醫(yī)療、航空、新能源、汽車等行業(yè)有著廣泛應用，幾乎每一天我們都在體驗電子產(chǎn)品帶來的便利?？v觀PCB發(fā)展簡史，每一次技術進步都直接或簡介影響著全人類，今天SPEA將要和大家講述下PCB發(fā)展簡史及未來趨勢。

PCB啟蒙階段(1900~1920年代)

在PCB誕生之前，任何電子設備都包含許多電線，它們不僅會糾纏在一起，占用大量空間，而且短路的情況也不罕見。第一個提出PCB概念的是德國發(fā)明家阿爾伯特-漢森。他開創(chuàng)了使用的概念 “電線”用于電話交換系統(tǒng),金屬箔用于切割線路導體,然后將石蠟紙粘在線路導體的頂部和底部,并在線路交叉處設置過孔，實現(xiàn)不同層間的電氣互連，也為PCB制造和發(fā)展奠定了理論基礎。

PCB發(fā)展階段(1920s-1940年代)

時間來到了1925年，來自美國的Charles Ducas提出了一個前所未有的想法，即在絕緣基板上印刷電路圖案，隨后進行電鍍以制造用于布線的導體. 專業(yè)術語“PCB”由此而來，這種方法使制造電器變得更為簡單。

1936年，保羅艾斯勒因其第一個發(fā)表了箔膜技術，開發(fā)了第一個用于收音機的印刷電路板而被奉為“印刷電路之父”。他使用的方法與我們今天用于印刷電路板的方法非常相似.這種方法稱為減法,它可以去除不必要的金屬部件。大約 1943,他的技術發(fā)明被美國大規(guī)模用于制造二戰(zhàn)中使用的近炸引信.同時,該技術廣泛應用于軍用無線電.

PCB商用化及傳播

1948年，PCB迎來了快速發(fā)展的轉(zhuǎn)折點,美國正式承認用于商業(yè)用途的印刷電路板發(fā)明.到50年代，美國軍隊開發(fā)出一種自動組裝工藝，從而實現(xiàn)了大規(guī)模生產(chǎn)，使PCB在電子消費者中得到了更廣泛的使用。

快速發(fā)展階段(1970-1990):

大約在在20世紀70年代，另一項非常重要的發(fā)明出現(xiàn)了 - IC（集成電路）。第一個微處理器實際上是由杰克-基爾比在50年代末發(fā)明的，但他花了十多年時間與德州儀器分享，這導致了第一個集成電路的發(fā)展。隨著集成電路的誕生，進入電子制造業(yè)的世界，使用PCB成為強制性的。

在 1970年代,多層PCB發(fā)展迅速,追求更高的精度和密度,線條精致的小孔,高可靠性,更低的花費,和自動化生產(chǎn).那個時期, PCB設計工作仍然是手工完成的. PCB Layout工程師使用彩色鉛筆和直尺在透明聚酯薄膜上繪制電路.為了提高繪圖效率,他們?yōu)橐恍┏Ｒ姷脑O備制作了幾個包裝模板和電路模板.

到20世紀80年代，PCB仍然是由手工繪制的，這當然是不太動態(tài)的，只允許用照片來保存和轉(zhuǎn)移設計。然后，計算機和EDA（電子設計自動化）軟件開始發(fā)揮作用，使PCB設計變得動態(tài)，并被整合到PCB制造機器中。同時，兼容和輕便的小玩意，如隨身聽和無繩電話，以小型PCB為基礎，表面貼裝技術(SMT)開始逐漸取代通孔安裝技術成為當時的主流.它也進入了數(shù)字時代，贏得了人們的青睞。

成熟階段（1990-21世紀）

20世紀90年代，電子設備不斷縮小，也使得機械制造的PCB需求量更大?；ヂ?lián)網(wǎng)也誕生了，并開始了一場革命，使個人電腦成在全球逐步普及。后來又推出了手機，如果沒有PCB技術的進步和最小化，這種技術上的飛躍是不可能發(fā)生的。

在 2000年代, PCB變得更復雜，功能更多，而尺寸變得更小.尤其是多層和柔性電路 PCB設計使這些電子設備更具可操作性和功能性,具有小尺寸和低成本的 PCB.

21世紀初,智能手機的出現(xiàn)推動了HDI PCB技術的發(fā)展.同時保留激光鉆孔的微孔,堆疊過孔開始取代交錯過孔,并結合 “任何層”施工技術, HDI板最終線寬/線距達到40μm.

這種任意層的方法仍然基于減法過程,可以肯定的是，對于移動電子產(chǎn)品,大多數(shù)高端 HDI仍在使用此技術.然而,在 2017, HDI開始進入新的發(fā)展階段,開始從減材工藝轉(zhuǎn)向基于圖案電鍍的工藝.

如今,各種類型的印刷電路板，包括剛性PCB,剛撓結合板,多層印刷電路板, 和HDI PCB在市場上被廣泛使用,經(jīng)歷了多次進化，電路板制造行業(yè)仍在大部前行。未來影響PCB有望在以下幾大領域走得更遠。

柔性印刷電路板

柔性印刷電路板使用的行業(yè)范圍廣泛從電子和電信到航空航天、汽車及醫(yī)療，隨著時間的推移，對柔性PCB的需求將快速增加。

高密度互連(HDI) PCB

高密度互連 PCB的優(yōu)勢包括其可靠且高速的信號,小尺寸,輕巧.此外, HDI PCB中的走線寬度更小，布線密度更好,因此工程師可以將更多的功能和功率裝入很小的空間.減少了 HDI PCB的分層需求,因此可以相應地降低生產(chǎn)成本.擁有這么多優(yōu)秀的特性,高密度電路板 正在成為許多設備和應用程序中的重要組件.

大功率板

在快速增長的太陽能和電動汽車（EVs）行業(yè)的推動下，大功率PCB（48V及以上）的發(fā)展勢頭十分強勁。這些高功率板需要PCB來安裝電池組等較大的元件，同時能夠有效地處理干擾問題。

物聯(lián)網(wǎng)

萬物互聯(lián)時代絕不是空想，物聯(lián)網(wǎng)技術將每一件物品帶到互聯(lián)網(wǎng)上,并且每個對象可以通過共享數(shù)據(jù)來相互通信.讓人們的生活更加智能便捷.一般,物聯(lián)網(wǎng)設備應配備傳感器和無線連接.因此,為融入物聯(lián)網(wǎng)時代PCB制造商會開發(fā)體積更小、集成度更高的產(chǎn)品。

讀史可以明智,知古方能鑒今。印刷電路板制造商想要擁有可持續(xù)競爭優(yōu)勢,需要以創(chuàng)新跟上時代步伐，全面 PCB設計、生產(chǎn)和測試，以滿足人們?nèi)找嬖鲩L的需求.

本期PCB發(fā)展簡史及未來趨勢就分享到這里。SPEA作為國際化的PCB自動化測試領域的巨頭，積累了近50年電路板測試經(jīng)驗，我們時刻關注PCB行業(yè)前沿趨勢.更多PCB測試相關內(nèi)容請關注下期內(nèi)容。

審核編輯：湯梓紅