Краткая история развития печатных плат

1022

Компьютерные технологии настолько прочно вошли практически во все аспекты нашей жизни, что легко позабыть, что они существуют всего около века. Ведь печатные платы, лежащие в основе всей электроники, впервые были спроектированы и разработаны только в 1930-х.

Ранние платы сильно отличались от того, к чему мы привыкли сейчас. Они были, по современным меркам, очень примитивными — массивными, но при этом вмещающими лишь малое количество компонентов, ненадёжными и очень дорогими. За прошедшие десятилетия в их конструкцию были внесены многочисленные изменения; развитие материалов и компьютеризация проектирования и производства привели к появлению многослойных, гибких, гибко-жёстких плат всё меньших размеров.

Хронология эволюции печатных плат

1925: Чарльз Дукас, американский изобретатель, подаёт заявку на патент, описывающий процесс нанесения проводящих материалов на плоскую деревянную доску.

1936: Пауль Эйслер разрабатывает первую печатную плату для использования в радиоприемнике.

1943: Эйслер патентует более продвинутую конструкцию печатной платы, получаемую путём травления медной фольги на непроводящей подложке.

1944: Во время Второй мировой войны США и Великобритания совместно разрабатывают радиовзрыватели, в которых используются печатные платы.

1948: Технология печатных плат становится доступной для гражданского общества, что способствует её широкому развитию.

1950-е: Появляются транзисторы, что позволяет упростить использование печатных плат, уменьшить размер электроники и сделать её надёжнее.

1950-е-1960-е: Появляются двухслойные печатные платы. Начинают использоваться цинковые пластины и коррозионно-стойкие металлы и покрытия для повышения надёжности и срока службы.

1960-е: Появляются интегральные микросхемы, позволяющие объединить тысячи и даже десятки тысяч компонентов на одном чипе. Это значительно повышает мощность, скорость и надежность электроники, использующей такие устройства. Для размещения интегральных схем приходится увеличить количество проводников на печатной плате; в результате увеличивается количество слоёв в платах. Одновременно, поскольку микросхемы имеют малые размеры, платы тоже начинают уменьшаться в размерах. Становится сложнее обеспечивать надёжную пайку.

1970-е — 1980-е: Разрабатываются защитные паяльные маски из тонких полимерных материалов, которые позволяют наносить припой, не опасаясь появления перемычек и коротких замыканий. Позже появляется фоточувствительное полимерное покрытие, которое можно наносить на поверхность, а затем засвечивать через фотошаблон, получая нужный рисунок. Всё это ещё больше увеличивает плотность рисунка схемы.

1980-е: Разрабатывается новый метод сборки — технология поверхностного монтажа. Ранее все компоненты печатной платы имели проволочные выводы, которые впаивались в отверстия на платах. Эти отверстия занимали ценное пространство, которое можно было использовать для создания дополнительных дорожек. При поверхностном монтаже компоненты устанавливаются на поверхность платы; необходимость в отверстиях отпадает. Это повышает функциональность, производительность и надёжность плат, одновременно снижая затраты на производство электроники. Неудивительно, что технология быстро становится отраслевым стандартом.

1990-е: Печатные платы продолжают уменьшаться в размерах благодаря всё большему распространению систем автоматизированного проектирования. CADы позволяют автоматизировать многие этапы работы и упростить проектирование всё более сложных плат со всё более миниатюрными и лёгкими компонентами. Одновременно поставщики этих компонентов работают над улучшением их характеристик, снижением энергопотребления, повышением их надёжности и доступности.

2000-е: Печатные платы становятся всё сложнее, увеличивается количество слоев, но при этом они становятся всё меньше, легче и дешевле. Многослойные и гибкие платы позволяют значительно расширить функциональные возможности электронных устройств.

Читайте наш большой материал «История печатных плат. От XIX века до наших дней«.

Печатные платы сегодня

Печатные платы продолжают развиваться, и можно ожидать, что и в дальнейшем они будут становиться всё меньше и сложнее. Последняя инновация — гибко-жёсткие платы — представляет из себя гибридную конструкцию, сочетая жёсткие и гибкие основания, соединённые между собой в единое целое. Благодаря такой комбинации платы становятся меньше, тоньше и могут помещаться в устройства необычной формы или очень малых размеров.