História de desenvolvimento e tendências de PCB

PCB(Placa de circuito impresso) não é mais estranho para nós, que é uma parte essencial dos dispositivos eletrônicos, como telefones celulares, computadores, rádios, e luzes. Sem o desenvolvimento de PCB, não haveria como podermos desfrutar da conveniência trazida por esses dispositivos eletrônicos. Então, uma pergunta vem à minha mente: Qual é a história do desenvolvimento do PCB? Bem, vamos discutir isso neste artigo.

Marcos no processo de desenvolvimento da história do PCB

Podemos aprender o processo de desenvolvimento de PCB, dividindo-o em vários estágios vitais listados abaixo：

Estágio de Brotamento(1900s-1920):

No 1903, um famoso inventor alemão chamado Albert Hanson solicitou uma patente britânica, and he pioneered the concept of using “wires” used in the telephone exchange systems, a folha de metal é usada para cortar condutores de linha, e, em seguida, papel parafinado é colado na parte superior e inferior dos condutores de linha, e através de furos são definidos nas interseções de linha para realizar a interconexão elétrica entre as diferentes camadas. Isso é diferente de nosso método moderno de fabricação de PCB, porque a resina de fenol ainda não foi inventada naquela época, e a tecnologia de corrosão química ainda não está madura. O método inventado por Albert Hansen pode ser considerado o protótipo da moderna fabricação de PCB, que é uma base para o seguinte desenvolvimento.

Estágio de Desenvolvimento(1920s-1940):

No 1925, Charles Ducas veio dos Estados Unidos e teve um pensamento inovador para imprimir padrões de circuito em um substrato de isolamento, e então o chapeamento foi aplicado para fazer condutores para a fiação. The term “PCB” emerged at this time. Este método facilita a fabricação de aparelhos elétricos.

No 1936, o dr austríaco. Paul Eisler, known as “the father of printed circuit”, publicou tecnologia de filme laminado no Reino Unido, que desenvolveu a primeira placa de circuito impresso para uso em um aparelho de rádio. E o método que Paul Eisler usou é muito semelhante ao que usamos para as placas de circuito impresso de hoje. Este método é chamado de subtração, pode remover as peças de metal desnecessárias.

Por aí 1943, A invenção técnica de Paul Eisler foi usada em grande escala pelos Estados Unidos para fazer fusíveis de proximidade para uso na Segunda Guerra Mundial. Ao mesmo tempo, a tecnologia é amplamente utilizada em rádios militares.

Ponto de inflexão(1948):

O ano 1948 é um ponto de inflexão no processo de desenvolvimento da história do PCB, como os Estados Unidos reconheceram oficialmente a invenção da placa de circuito impresso para uso comercial. Embora existam poucos equipamentos eletrônicos usando a história do PCB naquela época, esta decisão promoveu o desenvolvimento e aplicação de PCB em grande parte.

Estágio florescente(1950s-1990):

Dos anos 1950 aos 1990, a indústria de PCB foi formada e crescendo rapidamente, isso é, o estágio inicial da industrialização do PCB, momento em que o PCB se tornou uma indústria.
Na década de 1950, transistores são usados ​​no mercado de eletrônicos, que ajudou a reduzir o tamanho da eletrônica de forma eficaz e tornou muito mais fácil incorporar PCBs, além do que, além do mais, a confiabilidade eletrônica foi melhorada significativamente.

No 1953, uma placa dupla-face com vias eletrodepositadas foi desenvolvida pela Motorola. Por aí 1955, A Toshiba do Japão introduziu uma tecnologia para gerar óxido de cobre na superfície da folha de cobre, e laminado revestido de cobre (CCL) apareceu. Graças a essas duas tecnologias, as placas de circuito impresso multicamadas foram inventadas com sucesso e têm sido usadas em grande escala.
Na década de 1960, placas de circuito impresso eram amplamente utilizadas nesta época, A tecnologia PCB estava cada vez mais avançada, e graças ao amplo uso de placas de circuito impresso de múltiplas camadas, a proporção da fiação para a área do substrato foi aumentada de forma eficiente.

Na década de 1970, há um rápido desenvolvimento PCB multicamadas, aspirando a maior precisão e densidade, pequenos orifícios com linhas requintadas, alta fiabilidade, custo mais baixo, e produção automática. Naquele período, o trabalho de design do PCB ainda era feito manualmente. Os engenheiros de layout de PCB usaram lápis de cor e réguas para desenhar circuitos em filme de poliéster transparente. A fim de melhorar a eficiência do desenho, eles fizeram vários modelos de embalagem e modelos de circuito para alguns dispositivos comuns.

Nos anos 1980, tecnologia de montagem em superfície(SMT) começou a substituir gradualmente a tecnologia de montagem através de orifícios e se tornou o principal naquela época. Também entrou na era digital.

Estágio Maduro(1990neve):

Com o desenvolvimento de dispositivos eletrônicos, como computadores pessoais, CDs, máquinas fotográficas, consoles de jogos, etc., grandes mudanças ocorreram em conformidade. O tamanho dos PCBs deve ser diminuído para caber nesses pequenos dispositivos eletrônicos.

O projeto de informatização alcançou a automação em muitas etapas no projeto de PCB e tornou mais fácil para projetos com componentes pequenos e leves. No que diz respeito aos fornecedores de componentes, eles também precisam melhorar seus dispositivos, reduzindo seu consumo elétrico, mas ao mesmo tempo, eles precisam considerar a questão da redução de custos.

Nos anos 2000, Os PCBs tornaram-se mais complexos com mais funções enquanto o tamanho tornou-se menor. Especialmente os designs de PCB de circuito flexível e multicamadas tornaram esses dispositivos eletrônicos muito mais viáveis ​​e funcionais, com tamanho pequeno e PCBs de menor custo.

Início do século 21, o surgimento dos smartphones impulsionou o desenvolvimento da tecnologia HDI PCB. Enquanto retém as microvias perfuradas a laser, as vias empilhadas começaram a substituir as vias surpreendentes, and combined with “any layer” construction technology, a largura final da linha / espaçamento entre linhas da placa HDI atingiu 40μm.

Este método de camada arbitrária ainda é baseado em um processo subtrativo, e é certo que para produtos eletrônicos móveis, a maioria dos HDI de ponta ainda usa essa tecnologia. Contudo, no 2017, HDI começou a entrar em um novo estágio de desenvolvimento, começando a mudar de um processo subtrativo para um processo baseado no revestimento de padrões.

Principais tendências impactariam a indústria de PCBs

Hoje em dia, vários tipos de placas de circuito impresso, incluindo PCB rígido, rigid-flex PCB, PCB multicamadas, e HDI PCB são amplamente utilizados no mercado, que são experimentados muitas vezes por evolução. O que podemos confirmar é que tal evolução continuaria no futuro junto com os requisitos constantemente aprimorados das pessoas.

assim, aí vem outra pergunta, você já considerou quais tendências o PCB desenvolverá em direção? Junto com as aplicações emergentes de produtos eletrônicos no mercado consumidor, como dispositivos eletrônicos vestíveis, aparelhos auditivos eletrônicos, medidores de glicose no sangue, dispositivos inteligentes para veículos elétricos, aeroespacial, e outros campos, as pessoas têm maiores requisitos de design de PCB, material, e manufatura. Abaixo estão 5 principais tendências que afetariam a indústria de PCB no futuro:

Internet das Coisas

Internet das Coisas, IoT para breve, é uma indústria com um futuro brilhante e ilimitado. Esta tecnologia traz todos os objetos para a Internet, e cada objeto pode se comunicar uns com os outros compartilhando dados com. Torna a vida das pessoas mais inteligente e conveniente. Normalmente, Os dispositivos IoT devem ser equipados com sensores e conectividade sem fio. portanto, é necessário evoluir o PCB para atender a esses requisitos.

Por exemplo, aqueles dispositivos IoT com tamanhos pequenos, como pulseiras BLE ou outros dispositivos portáteis precisam de componentes menores com a mesma funcionalidade. Então, para PCB, eles deveriam estar ficando menores enquanto deveriam equipar componentes ainda mais complexos ao mesmo tempo. Isso pode ser um desafio, mas uma oportunidade para os fabricantes de PCB se eles quiserem entrar no mercado de IoT e lucrar com isso.

PCB flexível

Nos últimos anos, PCB flexível PCB flexível, vamos verificar a imagem abaixo de https://www.www.grandviewresearch.com, que mostra o tamanho do mercado de placas de circuito impresso flexíveis no Pacífico Asiático a partir do ano 2015 para 2025. O que podemos obter disso é que a escala total do mercado está aumentando continuamente, as indústrias usadas pelos PCBs flex vão de eletrônica e telecomunicações a aeroespacial e automotiva. A demanda por PCBs flex aumentaria incrivelmente com o passar do tempo.

Então, por que os PCBs flexíveis são tão populares? Aqui estão alguns motivos: Por um lado, os flex PCBs podem economizar espaço, pois são menores do que outros tipos de PCBs. Por outro lado, eles podem suportar ambientes difíceis com maior capacidade e melhor confiabilidade.

Interconexão de alta densidade(IDH) PCB

As vantagens dos PCBs de interconexão de alta densidade incluem seu sinal confiável e de alta velocidade, tamanho pequeno, e leve também. além do que, além do mais, as larguras de traços em PCBs HDI são muito menores e a densidade da fiação é melhor, para que os engenheiros possam incluir mais funções e potência mesmo em um espaço pequeno. A necessidade de camadas é reduzida para HDI PCBs, então o custo de produção pode ser reduzido de acordo. Com tantas características excelentes, PCB flexível PCB flexível.

Atualmente, as pessoas preferem usar dispositivos automáticos que estão disponíveis em todos os lugares, incluindo, mas não se limitando a, aplicações aeroespaciais, ferramentas de diagnóstico médico de comunicações militares, e tecnologia vestível. Enquanto isso, partes menores com sinais mais rápidos eram cada vez mais necessárias, essa é a razão pela qual precisamos daqueles PCBs de interconexão de alta densidade.

PCB de alta potência

PCB de alta potência é um tipo de PCB que pode gerenciar voltagem acima de 48V, eles estão se tornando mais finos e leves com maior eficiência, melhor capacidade de absorção de calor, e durabilidade. Os mais novos PCBs de alta potência podem suportar mais calor com dissipação de calor aprimorada. Com um pacote de bateria aprimorado, este tipo de PCB é capaz de operar por muito mais tempo.

O surgimento dessa tendência é devido à necessidade crescente de veículos elétricos, que requerem tensões muitas vezes na casa das centenas. além do que, além do mais, mais e mais pessoas respeitam o conceito sustentável, portanto, a necessidade de painéis solares está crescendo em conformidade, que requerem a tensão de 24V ou 28V. Em um mundo, PCBs de alta potência têm uma gama mais ampla de aplicações hoje e no futuro.

Soluções comerciais prontas para uso

Outra tendência na história da indústria de PCB são as soluções comerciais prontas para uso, também conhecido como COTS, incluindo módulos PCB, componentes, e placas. O destaque dos componentes COTS é que eles são projetados para serem facilmente instalados em sistemas existentes, o que seria muito conveniente. Seu uso é considerado capaz de tornar os componentes mais padronizados e confiáveis. Então você deve estar se perguntando que tipo de aplicativo as pessoas usam COTS, na verdade, aeroespacial é uma área principal em que COTS é usado para reduzir os custos das principais iniciativas, manter a garantia de qualidade e segurança na execução de projetos com maior agilidade.

Conclusão

Olhando para trás no processo de desenvolvimento, a indústria da história do PCB está constantemente atualizando e evoluindo. Os PCBs desempenham um papel importante nos dias modernos, pois a tecnologia está melhorando constantemente, não importa o que essas tendências nos tragam, there is one thing that would never change – PCBs will always be in need.
Contudo, junto com a evolução e desenvolvimento na indústria de PCB, um impacto dramático no design e na fabricação viria. Conseqüentemente, se os fabricantes de placas de circuito impresso desejam permanecer competitivos, eles precisam ser inovadores para acompanhar a tendência, incluindo fazer alterações na montagem do PCB, Projeto, e fabricação para atender às necessidades crescentes das pessoas.

MOKO, como designer e fabricante líder de PCB na China, tem mais de 16 anos de experiência na indústria de PCB e possui um profissional R&Equipe D. Sempre acompanhamos a tendência da indústria de PCB. Tenho alguma dúvida sobre PCB? Contate-Nos, vamos mergulhar no mundo PCB juntos!