Die Ursprünge von Leiterplatten: 130 Jahre Evolution

Die Geschichte der PCBs

Die Leiterplatte (PCB) zählt zu den bedeutendsten Erfindungen der Geschichte. Ihre Geschichte reicht über 130 Jahre zurück.

Die industrielle Fertigung entwickelte sich stetig mit Anpassungen und Verbesserungen – ein Vergleich früher PCBs mit modernen Designs ist kaum möglich.

Doch wie das Sprichwort sagt: „Man muss wissen, wo es begann, um zu wissen, wohin es führt.“ Wir begleiten Sie durch die Anfänge, die Idee, die Erfinder und mehr.

Meilensteine der PCB-Entwicklung

Albert Hanson (1903)

Der deutsche Wissenschaftler Albert Hanson strebte nach einfacheren elektrischen Pfaden. Seine Erfindung sah noch nicht wie heutige PCBs aus, ebnete aber den Weg.

1903 Patent für ein Gerät zur Verbesserung von Telefonvermittlungsstellen: eine blanko Schaltung mit Drähten, die auf einer flachen Fläche mit leitfähigen Stücken verbunden waren. Durchkontaktierung (Through-Hole) mit Leitern, aber ohne moderne Vorläufer.

Charles Ducas (1927)

Der amerikanische Erfinder druckte Drähte mittels Schablone direkt auf eine Platte und nutzte leitfähige Tinte. Ziel: elektronischen Pfad auf isolierter Oberfläche. Das Gerät glich bereits einer Leiterplatte.

Ducas erwog mehrlagige Schaltungen durch Verbinden mehrerer Platten – ein weiterer Geist musste diese Idee vollenden.

Paul Eisler – Der Vollender

Nach Flucht aus Österreich nach England nutzte der gelernte Drucker sein Wissen: elektronische Schaltungen auf Platten drucken.

Seine Erfindung ersetzte das mühsame Handlöten von Drähten. Eine seiner PCBs fand erste Anwendung in Radios – für Amerikaner und Briten im WWII wertvoll.

Evolutionszeitstrahl der PCB

1925

Charles Ducas zeichnet leitfähige Materialien auf Holzplatte – Patent für erstes Schaltungsdesign.

1936

Paul Eisler erstellt erste PCB – Einsatz in Radiogerät.

1943

Paul Eisler patentiert verbessertes PCB-Design: Ätzen der Leiterbahnen gegen Kupferfolie auf nicht-leitendem Substrat.

1944

Großbritannien und USA entwickeln Näherungszünder für Artilleriegranaten, Minen und Bomben im WWII.

1948

Gesamte PCB-Technologieentwicklung durch Freigabe durch US-Army für Öffentlichkeit.

1950er

Transistoren erreichen Elektronikmarkt → kleinere Elektronik → einfachere PCB-Integration → höhere Zuverlässigkeit.

1950er–1960er

Doppelseitige PCBs: Bestückungsdruck auf einer, Bauteile auf der anderen Seite. Zinkbeschichtungen, korrosionsbeständige Materialien gegen Verschleiß.

1960er

Siliziumchips / integrierte Schaltungen (ICs) → ein Chip mit zehntausenden Komponenten. Enorme Zuverlässigkeits-, Leistungs- und Geschwindigkeitssteigerung.

Mehr Lagen für IC-Leiter. Aber: kleinere IC-Chips → kleinere PCBs → Lötverbindungen anspruchsvoller.

1970er

Namensverwechslung: PCB = Polychlorierte Biphenyle (umweltschädliches Chemikalie) UND Printed Circuit Board. Öffentliche Gesundheitsbedenken.

Umbenennung in PWB (Printed Wiring Board) bis 1990er, als chemische PCBs ausliefen.

1970er–1980er

Lötstoppmasken (dünne Polymere) erleichtern Lötauftrag auf Kupferbahnen → Überbrückung benachbarter Bahnen verhindert, Schaltungsdichte erhöht.

Fotoimagebare Polymerbeschichtung → direkte Auftragung, Belichtung, Entwicklung → weiterer Dichtezuwachs → Standardfertigungsverfahren.

1980er

Surface Mount Technology (SMT) als neue Bestückungstechnik. Zuvor: alle Bauteile mit Drahtanschlüssen → Durchsteckmontage (Through-Hole) → Löcher beanspruchten Platz für Leiterführung.

SMT-Bauteile werden Standard: Löten auf Pads ohne Löcher. Ersetzten Through-Hole → höhere Zuverlässigkeit, Leistung, geringere Kosten.

1990er

Stetige PCB-Verkleinerung durch CAM/CAD-Software. Mechanische Designs automatisieren PCB-Entwurf.

Erleichtert komplexe Designs mit leichteren, kleineren Teilen. Kleinere Verbindungen → schnelle PCB-Miniaturisierung.

2000er

PCBs erfüllen: höhere Komplexität, Kompatibilität, mehr Lagen, Leichtbau. Flex- und Multilayer-Designs → mehr Funktionalität in kleineren, günstigeren PCBs.

Leiterplatten heute

Keine Verwechslung mehr mit chemischen PCBs. PWB und PCB werden austauschbar genutzt, „Printed Circuit Board“ ist geläufiger.

Neueste Innovation: Rigid-Flex PCB – Kombination aus starrer und flexibler Struktur. Durch kombinierte Lagen: dünner, kleiner, passen in kleine/ungewöhnlich geformte Produkte.

Was hält die Zukunft für PCBs bereit?

Fortschritte ermöglichen Mehrschrittverfahren: photolithografische und konventionelle Vakuum-Abscheidungs-Patterning.

Herausforderungen: hohe Kosten, hohe Prozesstemperaturen, giftiger Abfall.

Die PCB-Revolution hat begonnen: 3D-Druck von PCBs wird Realität.

Forschungsinstitute prognostizieren „grüne“ PCBs: papierbasierte Leiterplatten.

Herstellerstreben nach kleineren Geräten → kleinere PCBs mit höherer Kapazität.

Erwartet: mehr 3D-geformte Kunststoffplatinen, eingebettete Komponenten, integrierte Chips, Package-on-Package (PoP).

Diese Fortschritte treiben die PCB-Industrie stetig voran.

Fazit

WellPCB fertigt seit Jahren PCBs und hält sein Versprechen: Qualitäts-PCBs mit neuester Technologie.

Rigid-Flex PCBs sind komplex und zeitaufwendig – wir behandeln flexible Bereiche sorgfältig, führen QA-Tests durch und übertreffen Industriestandards.

Neue Ausstattung, 10.000 m² Produktionsfläche → monatlich über 10.000 Varianten und 30.000 m² 2-32-Lagen-PCBs.

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