PCB發(fā)展簡(jiǎn)史及未來趨勢(shì)

印刷電路板（PCB）被很多人譽(yù)為電子產(chǎn)品之母，它是計(jì)算機(jī)、手機(jī)等消費(fèi)電子產(chǎn)品的關(guān)鍵部件，在醫(yī)療、航空、新能源、汽車等行業(yè)有著廣泛應(yīng)用，幾乎每一天我們都在體驗(yàn)電子產(chǎn)品帶來的便利?？v觀PCB發(fā)展簡(jiǎn)史，每一次技術(shù)進(jìn)步都直接或簡(jiǎn)介影響著全人類，今天SPEA將要和大家講述下PCB發(fā)展簡(jiǎn)史及未來趨勢(shì)。

PCB啟蒙階段(1900~1920年代)

在PCB誕生之前，任何電子設(shè)備都包含許多電線，它們不僅會(huì)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(gè)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(dǎo)體,然后將石蠟紙粘在線路導(dǎo)體的頂部和底部,并在線路交叉處設(shè)置過孔，實(shí)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(chǔ)。

PCB發(fā)展階段(1920s-1940年代)

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

1936年，保羅艾斯勒因其第一個(gè)發(fā)表了箔膜技術(shù)，開發(fā)了第一個(gè)用于收音機(jī)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(shù)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(shí),該技術(shù)廣泛應(yīng)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(diǎn),美國正式承認(rèn)用于商業(yè)用途的印刷電路板發(fā)明.到50年代，美國軍隊(duì)開發(fā)出一種自動(dòng)組裝工藝，從而實(shí)現(xiàn)了大規(guī)模生產(chǎn)，使PCB在電子消費(fèi)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(jì)70年代，另一項(xiàng)非常重要的發(fā)明出現(xiàn)了 - IC（集成電路）。第一個(gè)微處理器實(shí)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(shí)間與德州儀器分享，這導(dǎo)致了第一個(gè)集成電路的發(fā)展。隨著集成電路的誕生，進(jìn)入電子制造業(yè)的世界，使用PCB成為強(qiáng)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(fèi),和自動(dòng)化生產(chǎn).那個(gè)時(shí)期, PCB設(shè)計(jì)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(shè)備制作了幾個(gè)包裝模板和電路模板.

到20世紀(jì)80年代，PCB仍然是由手工繪制的，這當(dāng)然是不太動(dòng)態(tài)的，只允許用照片來保存和轉(zhuǎn)移設(shè)計(jì)。然后，計(jì)算機(jī)和EDA（電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化）軟件開始發(fā)揮作用，使PCB設(shè)計(jì)變得動(dòng)態(tài)，并被整合到PCB制造機(jī)器中。同時(shí)，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(chǔ)，表面貼裝技術(shù)(SMT)開始逐漸取代通孔安裝技術(shù)成為當(dāng)時(shí)的主流.它也進(jìn)入了數(shù)字時(shí)代，贏得了人們的青睞。

成熟階段（1990-21世紀(jì)）

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

在 2000年代, PCB變得更復(fù)雜，功能更多，而尺寸變得更小.尤其是多層和柔性電路 PCB設(shè)計(jì)使這些電子設(shè)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(jì)初,智能手機(jī)的出現(xiàn)推動(dòng)了HDI PCB技術(shù)的發(fā)展.同時(shí)保留激光鉆孔的微孔,堆疊過孔開始取代交錯(cuò)過孔,并結(jié)合 “任何層”施工技術(shù), HDI板最終線寬/線距達(dá)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(duì)于移動(dòng)電子產(chǎn)品,大多數(shù)高端 HDI仍在使用此技術(shù).然而,在 2017, HDI開始進(jìn)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(jié)合板,多層印刷電路板, 和HDI PCB在市場(chǎng)上被廣泛使用,經(jīng)歷了多次進(jìn)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(lǐng)域走得更遠(yuǎn)。

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(shí)間的推移，對(duì)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(shì)包括其可靠且高速的信號(hào),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(yīng)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(shè)備和應(yīng)用程序中的重要組件.

大功率板

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

物聯(lián)網(wǎng)

萬物互聯(lián)時(shí)代絕不是空想，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將每一件物品帶到互聯(lián)網(wǎng)上,并且每個(gè)對(duì)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(shè)備應(yīng)配備傳感器和無線連接.因此,為融入物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代PCB制造商會(huì)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(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì),需要以創(chuàng)新跟上時(shí)代步伐，全面 PCB設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和測(cè)試，以滿足人們?nèi)找嬖鲩L(zhǎng)的需求.

本期PCB發(fā)展簡(jiǎn)史及未來趨勢(shì)就分享到這里。SPEA作為國際化的PCB自動(dòng)化測(cè)試領(lǐng)域的巨頭，積累了近50年電路板測(cè)試經(jīng)驗(yàn)，我們時(shí)刻關(guān)注PCB行業(yè)前沿趨勢(shì).更多PCB測(cè)試相關(guān)內(nèi)容請(qǐng)關(guān)注下期內(nèi)容。

審核編輯：湯梓紅