История развития печатных плат

Печатная плата в электронике — это ключевой элемент многих цифровых устройств. Обеспечивает механическую поддержку и создает электронные пути для соединения различных компонентов: микросхемы, резисторы и конденсаторы.

Из чего сделана печатная плата
Состоит из слоев проводящего, а также изоляционного материалов. Проводящие слои часто изготавливаются из меди. Наносятся в виде рисунка дорожек, площадок, других элементов, которые функционируют как провода на плоской поверхности.
Компоненты могут быть прикреплены к проводящим участкам на внешних слоях с помощью пайки. Кроме того, для соединения слоев используются сквозные отверстия, покрытые металлом. ПП могут быть односторонними, двухсторонними или многослойными. Многослойные платы позволяют разместить больше компонентов на меньшем пространстве.
Процесс разработки и изготовления ПП включает создание схематического чертежа, расстановку компонентов, соединение их дорожками в соответствии с заданными правилами проектирования. Затем следует проверка конструкции, после чего данные передаются на производство, где осуществляется травление дорожек на металлических слоях, сборка платы.

Где применяются печатные платы
ПП используются практически во всех электронных приборах. В число основных устройств, чью работу обеспечивают ПП, входят: мобильные телефоны, планшеты, компьютерное оборудование, бытовая техника (микроволновые печи, фены, холодильники, стиральные машины, кухонные комбайны и т.д.).

Давайте исследуем эволюцию создания печатных плат, разбив её на ключевые периоды, описанные ниже:

Начальный этап (1900-е - 1920-е годы)
В 1903 году немецкий изобретатель Альберт Хансон заложил основу для современных ПП, предложив использовать проволоку для телефонных систем, металлическую фольгу для создания проводников и парафиновую бумагу для изоляции. Этот метод, отличающийся от актуальных технологий, не включал фенольную смолу и химическое травление, но стал отправной точкой для дальнейших разработок.

Период развития (1920-е - 1940-е годы)
В 1925 году Чарльз Дука из США предложил печатать схемы на изоляционных материалах, что упрощало производство электроники. В 1936 году австрийский доктор Пол Эйслер, известный как «отец печатных плат», применил фольгированную пленку для создания первой ПП, метод которой напоминал современный процесс. В 1943 году его изобретения начали активно применяться военной промышленностью США.

Решающий год (1948)
1948 год стал ключевым в истории ПП, так как США официально признали это изобретение для коммерческого использования, способствуя его широкому распространению.

Период бурного развития (1950-е - 1990-е годы)
С 1950-х по 1990-е годы ПП быстро развивались, становясь основой электронной индустрии. В 1953 году Motorola разработала двусторонние платы с гальваническими переходными отверстиями, а Toshiba внесла свой вклад технологией получения оксида меди. В 1960-е годы многослойные платы стали широко использоваться, увеличивая эффективность использования пространства.

Зрелая фаза (1990-е годы)
С развитием компактных электронных устройств в 1990-е годы, печатные платы стали меньше и сложнее. Компьютеризированное проектирование упростило разработку, а поставщики комплектующих начали снижать энергопотребление и затраты.

Начало 21-го века
С появлением смартфонов технология HDI PCB получила новый импульс. Применение сложенных переходных отверстий и «любой слой» технологии позволило достичь большей компактности и функциональности. В 2017 году HDI перешла к новому этапу развития, преодолевая ограничения субтрактивного процесса.
Современные тенденции, влияющие на развитие индустрии

В современном мире электроники разнообразные формы печатных плат, такие как стандартные жесткие, сочетающие гибкость и жесткость, сложные многослойные и высокоплотные интерконнекторные (HDI) системы, занимают ведущие позиции на рынке. Эти технологии непрерывно совершенствуются, отвечая возрастающим потребностям потребителей.

С учетом текущих трендов в технологии печатных плат следующие направления могут оказать значительное влияние на их будущее развитие:

1. Интеграция с Интернетом вещей (IoT). Устройства IoT требуют более компактного и эффективного дизайна печатных плат, чтобы соответствовать новым функциональным требованиям.
2. Расширение применения гибких печатных плат. Такие платы становятся всё более популярными в различных секторах, включая электронику, телекоммуникации, а также в авиационной и автомобильной отраслях.
3. Развитие HDI печатных плат. Благодаря высокой производительности и компактности HDI платы востребованы в аэрокосмической отрасли и медицинской диагностике.
4. Повышение спроса на высокомощные ПП. Такие платы необходимы для электромобилей и устройств, работающих на солнечной энергии, благодаря их способности управлять высоким напряжением.
5. Применение готовых коммерческих решений (COTS). Это стандартизированные компоненты, которые активно используются в аэрокосмической промышленности для оптимизации затрат и ускорения процесса разработки.

Прослеживаемые тенденции более полно раскрывают вопрос, для чего нужны печатные платы, подчеркивают продолжающееся развитие в области технологий ПП, стремление к уменьшению размеров и повышению функциональности, а также адаптацию к различным отраслям.