De evolutie van printplaatmontages: van vroege innovaties tot moderne miniaturisering

Alle uitvindingen doorlopen evolutieprocessen. PCB's, of printplaten, hebben een ongelooflijk parcours in de geschiedenis doorlopen. Als er één ding is dat de elektronische montagesector heeft uitgedaagd, is het de behoefte aan miniaturisering. Naarmate componenten binnen een elektrische unit kleiner en dichterbij elkaar komen, duwt het de print- en reinigingsprocessen naar de rand. Men zou kunnen denken dat miniaturisering een product is van de laatste 5-10 jaar. Echter, dit proces begon ongeveer honderd jaar geleden.

Geschiedenis van circuitmontages

Als u aan printplaatmontages denkt, denkt u direct aan ze als moderne technologie. Het begon allemaal met Albert Hanson, een Duitse wetenschapper die een octrooi aanvroeg voor een apparaat dat telefoonwisselborden zou verbeteren. Deze primitieve printplaat had draden bevestigd aan een conductieve substraat en gebonden aan een plat oppervlak.

Dit apparaat bestond uit technologie die u zou beschouwen als een voorloper van de moderne printplaat. Het had ook het eenvoudige doorgaande gat-ontwerp van de huidige printplaat. De eerste echte printplaat kwam in 1927 gepatenteerd door de Amerikaanse uitvinder Charles Ducas. Zijn printplaatontwerp had gestencilde conductieve materialen op een uitgevlakt houten bord.

Dit kan zijn hoe het woord "bord" geïncorporeerd is in wat u nu een printplaat noemt. Charles Ducas gebruikte een schabloon om de draden direct op het bord te printen. Hij aplicheer ook inkt voor de geleiding van elektriciteit. Dit concept lijnde het elektronische pad aan een geïsoleerd oppervlak, wat een herkenbaarder apparaat creëerde als een printplaat vandaag.

Evolutie naar meerlagige printplaat

Ducas conceptualiseerde zijn uitvinding verder en dacht aan de mogelijkheid van het lagen van meerdere borden, wat bestaan zou geven aan een meerlagige printplaat. Echter, het verbinden van meerdere borden tot een meerlaagig object zou een andere grote uitvinder vereisen die de capaciteit had om zijn concept in realiteit om te zetten.

Toen kwam Paul Eisler, die wijd bekend en gewaardeerd is voor het uitvinden van de huidige printplaat. Na Australië te verlaten in de vroege dagen van de Tweede Wereldoorlog, vestigde hij zich in Engeland. Hij werkte in een krantendrukkerij, wat hem leidde tot het gebruik van zijn drukexpertise om een idee te formuleren dat elektronische circuits op borden printte.

Dit was een gigantische sprong vooruit in de arbeidsintensieve praktijk van handmatig solderen van elke draad. Zijn uitvindingen hielpen in de Tweede Wereldoorlog omdat ze gebruikt werden in radio sets die de Britten en Amerikanen tijdens de oorlog gebruikten.

Etsontwerp

In 1943 werd een octrooi uitgegeven voor een printplaatontwerp dat geavanceerder was dan het in de Tweede Wereldoorlog gebruikte. Het betrof het etsen van circuits op koperfolie en op glasversterkte niet-geleidende substraten. In 1948 maakte het Amerikaanse leger deze technologie publiekelijk beschikbaar zodat het de wijdverspreide ontwikkeling van de innovatie kon stimuleren.

Transistors

In de jaren 50 werd de printplaat onderworpen aan verdere verbetering toen transistors duiken. Deze componenten hielpen de grootte van de elektronica te verkleinen en maakte het gemakkelijker om PCB's in elektronica te incorporeren. Dit verbeterde ook de betrouwbaarheid van de elektronica, en het startte het begin van het langgedreven doel van miniaturisering. In de jaren 50 en 60 evolveerden PCB's tot dubbelzijdige borden met identificatieprint aan één kant en elektronische componenten aan de andere kant.

Concluderende gedachten

Vandaag de dag hebben printplaatontwerpen zinkplaten, siliciumchips, soldeermaskers, en meer componenten die elektronische componenten effectiever maken. Bovendien domineert de printplaatmontagetechnologie bekend als surface mount technology de PCB-wereld. Surface Mount Componenten worden direct op het bord gesoldeerd en zijn industrie standaard geworden.