PCB(Printed Circuit Board)對于我們來說已經(jīng)不再陌生,它是手機、電腦、收音機、電燈等電子設備的核心部件。沒有線路板的發(fā)展,我們就無法享受這些電子設備帶來的便利。剛性線路板、剛?cè)峤Y(jié)合板、多層線路板、高密度線路板等各種類型的印刷電路板在市場上得到廣泛應用,經(jīng)歷了多次演變。
萌芽階段(1900s-1920s)
1903年,德國著名發(fā)明家Albert Hanson申請了英國專利,他首創(chuàng)了電話交換系統(tǒng)中使用“電線”的概念,用金屬箔切割線路導體,線路導體的頂部和底部粘上石蠟紙,線路交叉處設置過孔,實現(xiàn)不同層間的電氣互連。這和我們現(xiàn)代的線路板制造方法不同,那時候酚醛樹脂還沒有發(fā)明,化學蝕刻技術(shù)還不成熟。Albert Hansen發(fā)明的方法可以說是現(xiàn)代線路板制造的雛形,為后來的發(fā)展打下了基礎。
發(fā)展階段(1920s-1940s)
1925年,來自美國的查爾斯·杜卡斯(Charles Ducas)有了一個創(chuàng)新的想法,即在絕緣基板上印刷電路圖案,然后進行電鍍,制成導體用于布線。“PCB”一詞就是在這個時候出現(xiàn)的,這種方法使制造電器變得容易。
1936年,被譽為“印刷電路之父”的奧地利人保羅·艾斯勒博士在英國發(fā)表了箔膜技術(shù),研制出第一塊用于收音機的印刷電路板。保羅·艾斯勒博士使用的方法與我們今天用于印刷電路板的方法非常相似。這種方法稱為減材工藝,它可以去除不需要的金屬部分。1943年前后,保羅·艾斯勒的技術(shù)發(fā)明被美國大規(guī)模用于制造二戰(zhàn)用的近炸引信,同時,該技術(shù)廣泛應用于軍用無線電。
轉(zhuǎn)折點(1948)
1948年是線路板歷史發(fā)展進程的轉(zhuǎn)折點,美國正式承認印刷電路板的發(fā)明可用于商業(yè)用途。當時很少有電子設備使用線路板歷史,但這一決定在很大程度上促進了線路板的發(fā)展和應用。
繁榮階段(1950s-1990s)
1950年代到1990年代,線路板產(chǎn)業(yè)形成并快速成長,即線路板產(chǎn)業(yè)化初期,此時PCB已成為一個產(chǎn)業(yè)。20世紀50年代,電子市場開始使用晶體管,有效地縮小了電子產(chǎn)品的尺寸,并更容易整合線路板,此外,電子產(chǎn)品的可靠性也得到顯著提高。
1953年,摩托羅拉研制出電鍍過孔的雙面板。1955年前后,日本東芝公司推出了一種在銅箔表面生成氧化銅的技術(shù),覆銅板出現(xiàn)了,正是由于這兩項技術(shù),多層印刷電路板才得以成功發(fā)明并得到大規(guī)模應用。
1960年代,此時印制電路板得到廣泛應用,線路板技術(shù)越來越先進,得益于多層印制電路板的廣泛使用,布線與基板面積的比例得到有效提高。
20世紀70年代,多層線路板發(fā)展迅猛,追求更高的精度和密度、小孔、精致的線條、高可靠性、低成本和自動化生產(chǎn)。那個時期,線路板設計工作還是靠人工完成。線路板設計工程師使用彩色鉛筆和尺子在透明聚酯薄膜上繪制電路,為了提高繪圖效率,他們針對一些常用器件制作了幾種封裝模板和電路模板。20世紀80年代,表面貼裝技術(shù)開始逐漸取代通孔貼裝技術(shù)成為當時的主流,線路板技術(shù)也進入了數(shù)字時代。
成熟階段(1990年代至今)
隨著個人電腦、CD、照相機、游戲機等電子設備的發(fā)展,相應地發(fā)生了很大的變化,必須減小線路板的尺寸以適應這些小型電子設備。線路板數(shù)字化設計實現(xiàn)了許多步驟的自動化,使小型和輕型元件的設計變得更加容易。至于元器件供應商,他們也需要通過降低用電量來改進他們設計,同時,他們也需要考慮降低成本的問題。
2000年代,線路板變得越來越復雜,功能越來越多,尺寸越來越小。特別是多層和柔性電路線路板設計使這些電子設備更加實用和實用,線路板尺寸小且成本更低。
21世紀初,智能手機的出現(xiàn)帶動了高密度線路板技術(shù)的發(fā)展,在保留激光打孔微過孔的同時,堆疊過孔開始取代交錯過孔,并結(jié)合“任意層”構(gòu)建技術(shù),最終高密度線路板板線寬/線距達到40μm。這種任意層方法仍然是基于減法工藝,可以肯定的是,對于移動電子產(chǎn)品,大多數(shù)高端高密度線路板仍然使用這種技術(shù)。不過,2017年高密度線路板開始進入新的發(fā)展階段,開始從減材工藝轉(zhuǎn)向以圖形電鍍?yōu)橹鞯墓に嚒?/p>
結(jié)論
回顧發(fā)展歷程,隨著科學技術(shù)在不斷進步,線路板產(chǎn)業(yè)不斷更新、不斷演進, 線路板在當今時代扮演著重要的角色。隨著消費市場電子產(chǎn)品應用的不斷涌現(xiàn),如可穿戴電子設備、電子助聽器、血糖儀、電動汽車智能設備、航空航天等領域,人們對線路板的設計、材料和制造提出了更高的要求。
審核編輯 :李倩
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原文標題:【行業(yè)】線路板發(fā)展過程中的幾個重要里程碑
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