Geschichte der Leiterplatte:Wie alles begann

Die Leiterplatte ist eine der größten Erfindungen der Geschichte. Und die Geschichte von PCB reicht über 130 Jahre zurück.

Interessanterweise hat sich die Industriemaschine durch Anpassungen und Verbesserungen ständig weiterentwickelt. Daher ist es fast unmöglich, die ersten Leiterplatten mit modernen Designs zu vergleichen.

Aber wie das berühmte Sprichwort sagt:„Man muss wissen, wo es anfängt, um zu wissen, wohin es führt.“ Daher führen wir Sie durch den Anfang, die Idee hinter dem Gerät, die Erfinder und mehr.

Sind Sie bereit? Lassen Sie uns den Ball ins Rollen bringen.

Die Geschichte der Leiterplatten

Albert Hanson, ein deutscher Wissenschaftler, war einer der Personen, die eine Suche nach einem einfacheren elektrischen Weg begannen. Zweifellos sah seine Erfindung nicht wie die Leiterplatten aus. Aber es ebnete den Weg für die Entwicklung des Geräts.

Albert Hanson

Quelle:LeaderTelegram

Albert meldete 1903 ein Patent für ein Gerät zur Verbesserung von Telefonvermittlungsstellen an.

Tatsächlich war das Gerät eine blanke Leiterplatte mit Drähten, die mit leitfähigen Stücken an eine flache Oberfläche gebunden waren.

Alberts Leiterplatte hatte eine Durchgangslochkonstruktion mit Leitern, aber es fehlten moderne Vorläufer.

1927 unternahm Charles Ducas, ein amerikanischer Erfinder, einen mutigen Schritt nach vorne in der PCB-Welt. Und er begann damit, Drähte mit einer Schablone direkt auf ein Brett zu drucken. Dann fügte er Tinte hinzu, um Elektrizität zu leiten. Das Ziel der Erfindung war es, einen elektronischen Pfad auf einer isolierten Oberfläche zu platzieren. Interessanterweise entwickelte Ducas ein Gerät, das wie eine Leiterplatte aussah.

Charles Ducas beim Zeichnen einer Leiterplatte

Quelle:Enzyklopädie

Obwohl Ducas die Leiterplatte herausfand, zog er die Möglichkeit in Betracht, eine mehrschichtige Leiterplatte zu haben, indem er viele Platinen miteinander verbindet. Daher brauchte es einen weiteren großen Geist, um die Ideen von Ducas zu sehen und sie ans Licht zu bringen.

Und der Mann, der die I’s punktierte und die T’s kreuzte, war Paul Eisler. Daher ist es nicht verwunderlich, dass er viel Anerkennung für die Erfindung der Leiterplatte erhält.

Paul Eisler

Quelle:Wikipedia

Aber es geschah alles, als er sich in England niederließ, nachdem er Österreich verlassen hatte. Der österreichische Erfinder hatte einen Hintergrund in der Druckindustrie und half so bei der Geburt der Idee, elektronische Schaltungen auf Platinen zu drucken.

Und seine Kreation erleichterte die arbeitsintensive Praxis des manuellen Lötens von Drähten an Ihre Platinen. Außerdem fand eines seiner PCBs seine erste Anwendung im Radio – was Amerikaner und Briten während des Zweiten Weltkriegs als einfallsreich empfanden.

Entwicklungszeitleiste von PCB

1925

Ein amerikanischer Erfinder, Charles Ducas, zeichnete leitfähige Materialien auf ein hölzernes Flugzeugbrett. Und es war ein Patent für sein erstes Leiterplattendesign.

1936

Paul Eisler, ein österreichischer Erfinder, schuf die erste Leiterplatte. Und es war hilfreich in einem Funkgerät.

1943

Paul ging noch einen Schritt weiter, um ein fortschrittlicheres PCB-Design zu patentieren. Und das Design erforderte das Ätzen der Schaltkreise gegen Kupferfolie auf einem nichtleitenden Substrat.

1944

Großbritannien und Amerika schlossen sich zusammen, um während des Zweiten Weltkriegs Annäherungszünder in Artilleriegranaten, Minen und Bomben zu bauen.

1948

Es gab eine allgemeine Entwicklung der PCB-Technologie, als die US-Armee sie der Öffentlichkeit zugänglich machte.

Die 1950er

Transistoren erobern den Elektronikmarkt. Folglich wurde die Größe der Elektronik reduziert. Daher war es einfacher, PCBs hinzuzufügen – was die Zuverlässigkeit der Elektronik verbesserte.

Die 1950er – 1960er

Leiterplatten werden zu Platinen (doppelseitig) mit aufgedruckter Kennzeichnung auf der einen Seite und elektrischen Komponenten auf der anderen Seite weiterentwickelt. Außerdem hatten PCB-Designs Zinkplatten, Beschichtungen und korrosionsbeständige Materialien, um eine Verschlechterung zu vermeiden.

Die 1960er

Elektronische Designs hatten Siliziumchips oder integrierte Schaltkreise. Daher wurde es möglich, einen einzigen Chip mit Zehntausenden von Komponenten zu haben. Folglich gab es eine deutliche Verbesserung der Zuverlässigkeit, Leistung und Geschwindigkeit der Elektronik.

Außerdem hatte die Leiterplatte mehr Schichten, um die Leiter des neuen IC aufzunehmen. Aber da die IC-Chips klein waren, wurden die PCBs kleiner und das Löten von Verbindungen wurde zu einer Herausforderung.

Die 1970er

Es gab eine Verwechslung zwischen den Leiterplatten und polychloriertem Biphenyl (einer umweltschädlichen Chemikalie). Und das liegt daran, dass beide damals das PCB-Kürzel hatten. Infolgedessen gab es gesundheitliche Bedenken in der Gemeinde und Verwirrung in der Öffentlichkeit.

Daher änderten die Wissenschaftler des Geräts den Namen in PWB (Printed Wiring Board), um Verwirrung zu vermeiden. Dieser Name blieb bis in die 1990er Jahre bestehen, als chemische PCB ausliefen.

Die 1970er – 1980er

Um die Lotapplikation von Kupferschaltungen zu erleichtern, wurden Lötmasken aus dünnen Polymermaterialien entwickelt. Und dies half, benachbarte Kurse zu überbrücken und die Schaltungsdichte zu erhöhen.

Nach einer Weile entwickelten die Erfinder eine fotostrukturierbare Polymerbeschichtung. Damit könnten Ingenieure die Schicht direkt auf die Schaltkreise auftragen, trocknen und durch Fotobelichtung modifizieren. Und diese weiter erhöhte Schaltungsdichte. Daher wurde es zur Standard-Herstellungsmethode für Leiterplatten.

Die 1980er

Als neue Montagetechnologie kam die Surface Mount Technology (SMT) ins Spiel. Anfänglich waren alle Leiterplattenkomponenten mit Draht versehen. Daher war es wichtig, die Komponenten in die Leiterplattenlöcher zu löten. Und die Löcher nahmen viel Platz ein, was für die zusätzliche Schaltungsführung nützlich war.

SMT-Komponenten

Quelle:Wikimedia Commons

So wurden SMT-Komponenten zum Fertigungsstandard. Und die Ingenieure löteten die Komponenten auf kleine Pads auf der Leiterplatte, ohne die Löcher zu verwenden. Im Laufe der Zeit ersetzten SMT-Komponenten durchkontaktierte Teile und wurden zum Industriestandard.

Dadurch stiegen Zuverlässigkeit, Leistung und Funktionsstärke. Und die Produktionskosten wurden gesenkt.

Die 1990er

Aufgrund der Verbreitung von CAM/CAD-Software (Computer Aided Manufacturing and Design) kam es zu einer kontinuierlichen Verringerung der Leiterplattengröße. Außerdem trugen mechanische Designs zur Automatisierung des PCB-Designs bei.

CAD/CAM-Konstruktionsdesign

Quelle:Wikimedia Commons

Darüber hinaus hilft es, immer komplexere Konstruktionen mit leichteren und kleineren Teilen zu vereinfachen. Darüber hinaus ermöglichen kleinere Verbindungen eine schnell zunehmende PCB-Schrumpfung oder Miniaturisierung.

Die 2000er

PCBs kreuzen die Kästchen für erhöhte Komplexität, Kompatibilität, höhere Anzahl von Schichten und Leichtigkeit. Allerdings ermöglichen die flexible Schaltung und das mehrschichtige PCB-Design eine erhöhte Betriebsfunktionalität in elektronischen Geräten mit kleineren und billigeren PCBs.

Leiterplatten heute

Heutzutage gibt es keine Verwirrung im Zusammenhang mit PCBs. Da wir die Ära der chemischen Leiterplatten zweifellos überlebt haben, können Sie in der Branche die Begriffe PWB (Printed Wire Board) und Leiterplatte synonym verwenden. Aber das gebräuchlichere Wort ist Leiterplatte.

Die neueste Innovation, die die PCB-Technologie erreicht hat, ist die Starrflex-Leiterplatte. Interessanterweise kombiniert diese Technologie eine Hartplattenschaltung mit einer starren Struktur und Komplexität.

Dank der kombinierten Schichten sind die Starrflex-Leiterplatten dünner, kleiner und passen in kleine oder ungewöhnlich geformte Produkte.

Was hält die Zukunft für Leiterplatten bereit?

Aufgrund der jüngsten technologischen Fortschritte können Ingenieure Leiterplatten mit mehrstufigen Verfahren wie fotolithografischem und herkömmlichem Vakuumabscheidungsmustern drucken.

Fotolithografischer Prozess ℅ Gianluca Grenci

Quelle:Researchgate

Klingt gut, oder? Stimmt, aber es ist schwer, die Probleme zu ignorieren, die mit diesem Technologieniveau einhergehen. Die PCBs sind teuer, erfordern eine hohe Verarbeitungstemperatur und beinhalten giftigen Abfall.

Und bei allem, was in dieser Branche vor sich geht, werden die Leiterplatten bald revolutionieren. Immerhin hat es bereits begonnen, da der 3D-Druck zu einer Sache wird. Daher ist der 3D-Druck von Leiterplatten Realität.

3D-Druck auf PCB

Quelle:Wikimedia Commons

Darüber hinaus sagen Forschungsinstitute der Leiterplatte eine grüne Zukunft voraus. Wir sollten also mit gedruckten Leiterplatten aus Papier rechnen.

Außerdem werden die Drive-by-Hersteller zur Herstellung kleinerer elektronischer Geräte das PCB-Produktionsdesign auf kleinere Platinen mit höheren Kapazitäten verlagern.

Außerdem sollten wir damit rechnen, dass mehr 3D-geformte Kunststoffplatinen, eingebettete Komponenten, integrierte Chips und POP (Package on Package) zu einer Sache werden.

Diese Fortschritte sind zweifellos die Vorläufer, die die Leiterplattenindustrie im Laufe der Jahre kontinuierlich wachsen lassen werden.

Aufrundung

WellPCB ist seit Jahren in der Leiterplattenherstellung tätig. Und wir halten immer unser Versprechen:die Bereitstellung hochwertiger Leiterplatten für die Industrie. Außerdem verwenden wir die neueste PCB-Technologie.

Darüber hinaus kann die Herstellung unserer Starrflex-Leiterplatten komplex und zeitaufwändig sein. Aber wir behandeln alle flexiblen Teile sorgfältig. Dann führen wir die Leiterplatte durch Qualitätssicherungstests und übertreffen die Industriestandards.

Darüber hinaus verfügen wir über eine brandneue Ausrüstung und eine Gesamtproduktionsfläche von 10000 m ² . Somit können wir über 10000 Sorten und 30000 m ² liefern Fuß von 2-32 Lagen PCBs monatlich.

Brauchen Sie also die besten Leiterplatten für Ihre Projekte? Bitte zögern Sie nicht uns zu kontaktieren.