История создания печатных плат

Печатные платы — сердце любого электронного изделия. В наше время они широко применяются в различных сферах, включая компьютеры, бытовую технику, автомобили и другие аспекты нашей повседневной жизни.

Но как же зарождалась концепция печатной платы? Кто был создателем, кто способствовал развитию и повсеместному применению плат в электронике? На эти вопросы мы постараемся ответить в настоящем тексте. 

1. Промышленная революция 

Во второй половине XIX века технологический прогресс развивался очень стремительно. Во времена промышленной революции государства переходили от аграрной экономики ко все более технологичной. Именно в это время активно распространялась электроэнергия — предвестник появления всех бытовых устройств, телефонов и машин. 

Несмотря на то, что печатная плата появилась несколько позже, технологические разработки того времени послужили основой для создания платы в дальнейшем.

2. Первый прототип печатной платы

В 1903 году немецкий изобретатель Альберт Хансон подал первый патент на устройство, похожее на печатную плату, которое он планировал использовать в телефонных системах. Устройство представляло собой плоский проводник для многослойной изоляционной платы. Плата имела конструкцию со сквозными отверстиями и проводниками с обеих сторон, как и современные печатные платы со сквозными отверстиями. Однако устройства этого типа не получили широкого распространения в новых технологиях начала 20-го века, периода, когда появились радиоприемники, фонографы, стиральные машины, сушилки и пылесосы. Вероятнее всего Альберт Хансон опередил время со своим инновационным изобретением. 

3. Последующее развитие концепта печатной платы

В 1927 году американец Шарль Дюка запатентовал первую версию печатной платы. Он использовал трафарет, чтобы напечатать провода на плате проводящими чернилами, разместив проводник прямо на изолированной поверхности. 

Однако эта разработка также не получила должного распространения — Великая депрессия, которая в те года активно набирала обороты в США, стала препятствием на пути развития печатных плат. 

4. Зарождение современной печатной платы и начало ее использования

Первая значительная адаптация технологии, подобной печатным платам, произошла после нападения на Перл-Харбор в декабре 1941 года, ошеломившего Америку. Военная разведка полагала, что они могли бы предотвратить это нападение, если госдепартамент был бы лучше оснащен для связи с военной базой.

Идея о развитии технологий для поддержки стран, втянутых в войну, увлекла Пола Эйслера. Он начал работу по разработке электронными схемами с печатными платами, а не с проводами, как это было раньше. 

В 1941 году Пол Эйслер представил концепцию печатной платы, создав устройство, в котором использовалась медная фольга на непроводящем стеклянном основании. Это устройство считается первой современной печатной платой, которая послужила основой для дальнейшего развития этого направления. Кроме этого, в 1943 году он представил радиоприемник с печатной платой, который также сыграл немаловажную роль в военных операциях. 

В дальнейшем, после окончания Второй мировой войны, печатная плата не только вошла в повседневную жизнь людей, но и позволила делать все новые и новые важнейшие открытия для человечества. Платы сыграли огромную роль в освоении космоса: они существенно повысили эффективность космических аппаратов.

5. Развитие печатных плат и электроники в целом

В 1963 году в технологии печатных плат произошли два очень важных события. Одно из них — это технология металлизации сквозных отверстий, позволяющая размещать компоненты на плате. Второе — это разработка технологии поверхностного монтажа.

К началу следующего десятилетия были разработаны микропроцессоры. Их совместное использование с печатными платами позволило создать домашние компьютеры.

Вплоть до 1980-х годов проекты печатных плат все еще воспроизводились разработчиками вручную, что являлось недостаточно быстрым и эффективным методом. Немногим позже разработчики стали использовать компьютеры, сделав конструкции печатных плат интегрированными в оборудование для производства. 

В 90-х годах произошел настоящий прорыв в технологиях: устройства стали значительно меньше благодаря разработкам в области проектирования печатных плат. Персональные компьютеры стали неотъемлемой частью жизни многих людей. Также в эти годы стали использоваться сотовые телефоны, которые быстро превзошли своих беспроводных антенных предшественников. Производство этих электронных изделий было бы невозможно без использования печатных плат и последующей миниатюризации устройств. 

6. Что дальше? 

Невозможно наверняка сказать, как в дальнейшем изменится мир печатных плат. Однако на текущий момент существует ряд тенденций, в которых развивается отрасль. Можно выделить следующие направления: 

• HDI платы. Печатные платы HDI широко используются в авиации, автомобилях и миниатюрных гаджетах. Такие платы имеют более высокую плотность проводки на единицу площади, также они значительно уменьшают размер и вес изделия. Печатные платы HDI совместимы с корпусами микросхем с низким шагом. Они чрезвычайно надежны и поддерживают высокоскоростную передачу сигнала.

• Интернет вещей (IoT). Сегодня Интернет вещей является одной из ускоряющихся тенденций на рынке электроники. Данная концепция включает в себя три основных компонента: датчики, силовые цепи и беспроводную связь. Гибкие печатные платы с технологией HDI предпочтительнее для поддержки современных датчиков, занимающих меньшую площадь.

• Гибкие печатные платы. Такие платы являются наиболее быстрорастущим сегментом и находят широкое применение в портативной электронике, гибких дисплеях и медицинском оборудовании.

• Миниатюризация. Рынок электроники все еще активно развивается в направлении миниатюризации изделий. От печатных плат требуют все меньших и меньших размеров. Можно с уверенностью утверждать, что в дальнейшем платы будут и дальше становиться все компактнее, отвечая самым высоким запросам со стороны заказчиков.