Historie a vývoj návrhů PCB desek plošných spojů

Tuesday, February 13, 2024 - 09:54

Technologie

Historie a vývoj návrhů PCB desek plošných spojů

Desky plošných spojů (PCB) představují základ moderní elektroniky, prošly vývojem od jednoduchých rádiových obvodů k složitým vícevrstvým deskám, které podporují širokou škálu technologií. Jejich historie sahá téměř jedno století zpět a reflektuje inovace a adaptaci na měnící se požadavky spotřebitelů a technologické pokroky.

Původ a raný vývoj

V roce 1903 jeden ze slavných německých vynálezců Albert Hanson podal britský patent na zařízení popsané jako plochý fóliový vodič na izolační desce s více vrstvami.
V počátcích 20. století americký vynálezce Charles Ducas inicioval koncept "tištěných spojů", kdy byly vodivé materiály tištěné na izolační podložku. Nicméně větší pokrok v rozvoji PCB udělal rakouský inženýr Paul Eisler během druhé světové války. Jeho vynález rádia s PCB otevřel cestu k masové výrobě obvodů s bezkontaktními pojistnými okruhy dělostřeleckých granátů, klíčových pro vojenské operace.

Šedesátá léta: Revoluční vývoj PCB s integrovanými obvody

Šedesátá léta představovala zlom v rozvoji PCB s příchodem integrovaných obvodů (ICs). Tento průlom umožnil integraci více komponent do jednoho čipu, zahajující éru vícevrstvých PCB. S ICs se zvýšila hustota obvodů, umožňující větší miniaturizaci a otevření cesty pro sofistikovanější elektronická zařízení.

Osmdesátá léta: Přijetí povrchové montážní technologie a pokroky v materiálech

V osmdesátých letech se objevila povrchová montážní technologie (SMT), která zjednodušovala montážní procesy a zlepšovala výkonnost obvodů při současném snižování výrobních nákladů. Současně pokroky v materiálech rozšířily rozsah aplikací PCB. Tradiční substráty jako epoxidové sklo a fenolický papír ustoupily moderním materiálům, jako je polyimid a akryl.

Devadesátá léta: Další inovace v technologii PCB

Devadesátá léta si připsala spoustu významných pokroků v technologii PCB, včetně zavedení balení integrovaných obvodů typu BGA (ball-grid array), který rozšířil funkčnost PCB. Na světě se objevily směrnice pro testovatelnost, které měly zajistit kvalitu PCB a přispěly k rychlému růstu průmyslu. Byly zavedeny mikro vrstvy pro návrhy desek plošných spojů s vysokou hustotou, což vedlo k rozšíření použití flexibilních PCB v pohybových aplikacích.

Flexi desky

Přelom tisíciletí: Reakce na nové trendy a výzvy

Když se blížilo nové tisíciletí, desky plošných spojů PCB pokračovaly v evoluci tak, aby splňovaly nové trendy a výzvy. Byly zkoumány biologicky odbouratelné materiály jako alternativa k tradičním substrátům, čímž měly být vyřešeny environmentální obavy spojené s elektronickým odpadem. Kromě toho pokroky v oblastech jako virtuální realita a rozšířená realita zvyšovaly poptávku po flexibilních návrzích PCB schopných zapadnout do nepravidelných tvarů, dále posouvajících hranice inovace v oblasti PCB.

Závěr

Vývoj PCB od jejich skromných počátků k jejich současnému stavu odráží dynamickou povahu elektronického průmyslu. S pokračujícím technologickým pokrokem, PCB zůstávají na předních místech, umožňují vývoj inovativních řešení, která posouvají hranice toho, co je možné. S bohatou historií adaptace a inovace jsou PCB připraveny hrát klíčovou roli při formování budoucnosti technologií na mnoho let dopředu.

Care to know more on the subject?
Connect with our specialists

Ondřej Vařeka

marketing Gatema PCB

marketing@gatema.cz

IPC Class 3 has already been with us for quite some time, but officially now only since September

Monday, September 7, 2020 - 08:22

There are situations when the printed circuit boards need to perform its best in extremely difficult conditions. Usually in those when there is zero room for the smallest flaw or failure - typically in industries such as aviation, astronautics, medicine or automobile industry. That is why customers from such industries already today require practically exclusively PCBs qualifying for the IPC class 3 certification – a standard of a board undergoing in its entire production process several inspections and testing procedures. His industry expertise is shared with us by Mr. Zdenek Capal, a chairman of Gatema PCB a.s. company that is one of the top European leaders in the area of printed circuit boards production and thanks to its January acquisition of a German company Kubatronik it also frequently delivers highly advanced circuit boards for top global players in the industry.

Filling in gaps? With non-conductive paste and galvanic copper

Tuesday, September 22, 2020 - 11:32

The production of printed circuit boards is a fairly stable business. After all, major part of the production process is directly dependent on chemical and physical processes which are largely quite hard to bypass. That is the reason why flaws are being sought after in all the processes around it – in the implementation system, in optimization of capacity usage, in replacing older machines with new ones, in improving particular technologies. This was the topic of our discussion with Mr. Michal Horni, R&D Manager for Gatema PCB company. A company that is even in European standards considered to be the leader in the sphere of speed production of prototype printed circuit boards.

How to choose from the widest portfolio of surface finishing?

Monday, October 12, 2020 - 14:29

How to correctly choose the surface finishing of printed circuit boards? Whilst previously it was just enough to protect the board against corrosion and the base for all adjustments was plain copper, customers nowadays are able to select from a wide selection of various options. There are ever increasing demands on a higher frequency, extended lifespan and generally better resistance of materials. New technologies also enable boards designers a higher thickness of joints and smaller distances between individual components. In Gatema, at this time only, six different options of surface finishing are being offered. Unleaded and leaded HAL, immersion silver, immersion gold, chemical tin or galvanic nickel and gold.