Tankou anpil lòt gwo envansyon atravè listwa, latablo sikwi enprime (PCB)jan nou konnen li jodi a baze sou pwogrè ki fèt atravè listwa.Nan ti kwen nou an nan mond lan, nou ka trase istwa PCB yo tounen plis pase 130 ane, lè gwo machin endistriyèl nan mond lan te jis kòmanse.Ki sa nou pral kouvri nan blog sa a se pa istwa konplè a, men moman enpòtan yo ki te transfòme PCB a nan sa li ye jodi a.
Poukisa PCB?
Apre yon tan, PCB yo te evolye nan yon zouti pou optimize fabrike nan pwodwi elektwonik.Ki sa ki te yon fwa fasil yo rasanble alamen byen vit te plase nan eleman mikwoskopik ki mande presizyon mekanik ak efikasite.Pran de tablo yo montre nan figi ki anba a kòm yon egzanp.Youn nan se yon tablo fin vye granmoun ki soti nan ane 1960 yo pou kalkilatris.Lòt la se tipik gwo dansite mèr ou pral wè nan òdinatè jodi a.
Yon konparezon PCB ant yon kalkilatris 1968 ak plak mèr modèn jodi a.
Nan yon kalkilatris nou ta ka gen plis pase 30 tranzistò, men sou yon sèl chip sou yon mèr ou pral jwenn plis pase yon milyon tranzistò.Pwen an se, pousantaj avansman nan teknoloji ak konsepsyon PCB tèt li se enpresyonan.Tout bagay sou yon PCB kalkilatris kounye a ka anfòm nan yon sèl chip nan desen jodi a.Sa a atire atansyon sou plizyè tandans remakab nan manifakti PCB:
Nou ap entegre plis fonksyonalite nan aparèy avanse tankou sikui entegre (IC) ak mikwoprosesè.
Nou ap retresi konpozan pasif tankou rezistans ak kondansateur jiska nivo mikwoskopik.
Tout bagay sa yo mennen nan ogmante dansite eleman ak konpleksite sou tablo sikwi nou yo.
Tout pwogrè sa yo se prensipalman kondwi pa amelyorasyon nan vitès la ak fonksyonalite nan pwodwi nou yo.Nou espere aparèy nou yo reponn imedyatman, menm kèk segond reta ka kondui nou nan yon foli.Pou fonksyonalite, konsidere jwèt videyo.Retounen nan ane 80 yo, pwobableman ou te jwe Pac-Man nan yon arcade.Koulye a, nou wè reprezantasyon fotoreyèl nan reyalite.Pwogrè a se jis fou.
Vizyèl jwèt videyo yo prèske reyèl jou sa yo.
Li klè ke PCB yo te evolye an repons dirèk a sa nou espere nan aparèy nou yo.Nou bezwen pi vit, pi bon mache, pi pwisan pwodwi, ak sèl fason pou satisfè demand sa yo se miniaturize ak amelyore efikasite nan pwosesis fabrikasyon an.Ki lè boom sa a nan elektwonik ak PCB te kòmanse?Nan douvanjou nan Laj Dore a.
Laj dore (1879 - 1900)
Nou te fini Lagè Sivil Ameriken an nan ane 60 yo, e kounye a, manifakti Ameriken an ap grandi.Antretan, nou ap fè sa nou kapab, soti nan manje nan rad, mèb ak ray.Endistri anbakman an nan ofansif la, ak pi gwo enjenyè nou yo ap chèche konnen ki jan yo fè yon moun soti nan kòt lès nan peyi Etazini nan kòt lwès la nan 5 a 7 jou olye pou yo 5 a 7 mwa.
Chemen fer yo te fè vwayaj soti kòt an kòt pran jou olye pou yo mwa.
Pandan tan sa a, nou te pote elektrisite tou nan kay la, premye nan vil yo epi answit nan tout savann pou bèt yo ak zòn riral yo.Kounye a elektrisite se yon ranplasan pou chabon, bwa ak lwil oliv.Panse a k ap viv nan New York pandan sezon fredi difisil la, eseye kwit oswa kenbe cho ak chabon sal oswa pil bwa dife.Elektrisite chanje tout sa.
Yon pwen enteresan se ke Standard Oil, ki monopolize mache lwil la, pa bay lwil oliv pou gazolin.Mache yo se lwil oliv pou kwit manje, fri ak ekleraj.Avèk avenman elektrisite, Standard Oil te bezwen defini yon nouvo itilizasyon pou lwil oliv, ki ta vini ak entwodiksyon otomobil la.
Nan mwa me 1878, Standard Oil Company te bay aksyon, ak monopoli lwil la te kòmanse.
Pandan laj dore nou te wè kèk gwo dekouvèt nan elektwomayetik.Nou envante motè elektrik la, ki konvèti enèji elektrik nan enèji mekanik.Nou wè tou dèlko, ki fè opoze a lè yo konvèti enèji mekanik nan enèji elektrik.
Se te tou yon tan nan envantè jeni ki toujou gen yon enpak sou mond elektwonik nou an jodi a, ki gen ladan:
Thomas Edison te envante anpoul limyè a an 1879, fim nan an 1889, ak anpil lòt inovasyon.
Nikola Tesla te envante motè elektrik la an 1888 ak sous pouvwa AC an 1895.
Alexander Graham Bell te envante telefòn nan an 1876.
Kodak George Eastman te envante premye kamera konsomatè an 1884.
Herman Hollerith te envante machin nan tabilasyon an 1890 epi li te kontinye fonde IBM.
Pandan peryòd entans inovasyon sa a, youn nan pi gwo deba yo se ant AC ak DC.Kouran altènatif Tesla a te vin tounen metòd ideyal pou transmèt pouvwa sou distans ki long.Enteresan, sepandan, nou toujou ap fè fas ak konvèsyon AC-DC jodi a.
AC ka te genyen batay la, men DC toujou domine elektwonik.
Gade nenpòt aparèy elektwonik ou ploge nan miray la, ou bezwen konvèti AC DC.Oswa, si ou gade nan enfrastrikti ki nesesè pou panno solè yo, yo jenere elektrisite nan DC, ki dwe konvèti tounen nan AC kòm yon sous kouran, epi tounen nan DC pou aparèy nou yo itilize.Ou te ka prèske di deba AC-DC a pa janm fini, yon ekilib te fèk jwenn ant de lide opoze.
Gen yon anpil nan retounen ak lide ant AC ak DC nan yon panèl solè.
Remake byen ke lide orijinal PCB a pa te envante nan laj la dore.Sepandan, san kapasite fabrikasyon epòk sa a, ak enfliyans toupatou nan elektrisite, PCB pa ta janm sa yo ye jodi a.
Epòk pwogresis (1890-1920)
Epòk Pwogresis la te make pa yon peryòd refòm sosyal, ak lejislasyon tankou Sherman Antitrust Act ki te kraze monopoli Standard Oil la.Sa a se tou lè nou wè premye patant PCB yo.An 1903, envanteur Alman Albert Hanson te aplike pou yon patant Britanik pou yon aparèy ki dekri kòm yon kondiktè papye plat sou yon tablo izolasyon multi.Son abitye?
Desen ki montre premye patant PCB Albert Hanson a.
Hansen dekri tou konsèp aplikasyon nan twou nan patant li a.Isit la li montre ke ou ka kout pyen yon twou nan de kouch ak liy vètikal fè yon koneksyon elektrik.
Pandan tan sa a, nou te kòmanse wè Edison ak lòt lidè biznis fè yon gwo pouse pou pote aparèy elektrik nan kay chak jou.Pwoblèm nan ak pouse sa a se mank konplè nan normalisation.Si w te abite nan New York oswa New Jersey epi w te itilize envansyon elektrisite Edison pou limyè, chofaj oswa pou kwit manje, kisa ki t ap pase si w te itilize yo nan yon lòt vil?Yo pa ka itilize paske chak vil gen pwòp konfigirasyon priz li.
Pwoblèm nan te vin pi mal tou pa lefèt ke Edison pa t 'sèlman vle vann moun yon anpoul limyè, li te vle tou vann yon sèvis.Edison te kapab ba w sèvis elektrisite chak mwa;Lè sa a, ou ta achte anpoul limyè, aparèy, elatriye Natirèlman, pa youn nan sèvis sa yo ki konpatib ak lòt metòd konpetisyon.
Nou vle remèsye Harvey Hubbel pou finalman mete fen nan dezòd sa a.An 1915, li patante estanda priz priz miray la toujou itilize jodi a.Koulye a, nou pa gen yon tostè oswa plak cho ki konekte nan yon priz anpoul.Sa a se yon gwo viktwa pou normalisation endistri.
Mèsi a Harvey Hubbel, kounye a nou gen yon priz miray estanda pou tout aparèy elektwonik.
Kòm yon nòt final, Epòk Pwogresis la te make pa Premye Gè Mondyal la. Konfli sa a se piman konsantre sou mechs ak lagè tranche.Konsèp PCB la, oswa menm elektwonik debaz, yo pa itilize nan aplikasyon militè ankò, men li pral byento.
Roaring Twenties (ane 1920)
Ak fen Premye Gè Mondyal la, kounye a nou nan Roaring Twenties yo, ki te wè yon gwo boom nan ekonomi Ameriken an.Pou premye fwa nan listwa, plis moun ap viv nan vil pase nan fèm.Nou ap tou kòmanse wè chenn ak mak yo te prezante atravè peyi Etazini an.Ou ta ka gen yon magazen fanmi oswa de nan de vil diferan, men kounye a nou gen gwo mak ak magazen ki ale nasyonal.
Pi gwo envansyon nan peryòd sa a se te machin Henry Ford ak enfrastrikti li te mande.Sitiyasyon an sanble ak ane 1990 yo, lè nou te oblije bati yon gwo enfrastrikti pou fè fas ak entènèt la ak laj enfòmasyon nou an nan bati switch, routeurs, ak kab fib optik.Machin pa gen okenn eksepsyon.
Premye machin Henry Ford - yon kat wou.
Isit la nou wè sa ki te yon fwa yon wout tè ke yo te pave.Moun te bezwen gazolin pou pouvwa machin yo, pakonsekan bezwen estasyon gaz.Ou gen tou boutik reparasyon, Pwodwi pou Telefòn ak plis ankò.Tout fason anpil moun nan lavi soti nan envansyon nan otomobil la, epi li toujou jodi a.
Li te tou pandan tan sa a ke nou te wè entwodiksyon nan aparèy modèn ke nou toujou konte sou jodi a, tankou machin lave, aspiratè ak frijidè.Pou la pwemye fwa, moun yo pral kapab achte machandiz ki gate nan magazen epi estoke yo pou yon lavi etajè pwolonje.
Men, kote PCB nou yo ye?Nou poko janm wè yo itilize nan nenpòt aparèy oswa machin ki te lanse pandan tan sa a.Sepandan, an 1925, Charles Ducasse te depoze yon patant ki dekri pwosesis pou ajoute lank kondiktif nan materyèl izolasyon yo.Sa a pral pita rezilta nan yon tablo fil elektrik enprime (PWB).Patant sa a se premye aplikasyon pratik ki sanble ak yon PCB, men sèlman kòm yon bobin chofaj plan.Nou poko jwenn okenn koneksyon elektrik aktyèl ant tablo a ak eleman yo ankò, men nou ap vin pi pre.
PCB a kontinye evolye, fwa sa a yo te itilize kòm yon bobin chofaj pou Charles Ducas.
Gwo Depresyon (ane 1930)
An 1929, mache bousye a te desann, ak tout gwo inovasyon nan tan nou an te desann.Isit la nou wè yon peryòd chomaj ki pi wo a 25%, 25,000 echèk labank, ak anpil pwoblèm atravè mond lan.Se te yon tan trajik pou limanite an antye, ki te prepare wout pou monte Hitler, Mussolini, Stalin, ak konfli mondyal nou yo nan lavni.PCB yo te ka an silans jiska kounye a, men sa a tout sou yo chanje.
Gwo Depresyon an te afekte tout moun, depi nan bank rive nan travayè òdinè.
Dezyèm Gè Mondyal la (1939-1945)
Dezyèm Gè Mondyal la te sou pye, epi Etazini te rantre nan batay la apre bonbadman Pearl Harbor an 1942. Sa ki enteresan nan Pearl Harbor se tout echèk kominikasyon ki te mennen nan atak la.Etazini te gen bon prèv ki montre yon kriz iminan, men tout metòd kontak ak baz militè yo nan Honolulu pa t reyisi, epi yo te pran zile a.
Kòm yon rezilta nan echèk sa a, DoD a reyalize yo te bezwen yon mwayen kominikasyon ki pi serye.Sa a te pote elektwonik nan forefront la kòm mwayen prensipal nan kominikasyon ranplase kòd Morse.
Li te tou pandan Dezyèm Gè Mondyal la ke nou te wè premye itilizasyon PCB nan fyouz pwoksimite ke nou genyen jodi a.Se aparèy la itilize pou pwojektil gwo vitès ki mande pou dife presizyon long distans nan syèl la oswa sou tè.Fuze pwoksimite a te orijinal devlope pa Britanik yo pou kontrekare avansman lame Hitler a.Li te pita pataje ak Etazini kote konsepsyon an ak fabrikasyon te pafè.
Youn nan premye aplikasyon militè yo pou itilize PCB yo se te fyouz pwoksimite.
Pandan tan sa a, nou te gen tou Paul Eisler, yon Ostralyen k ap viv nan UK a, patant papye kwiv sou yon substra vè ki pa kondiktif.Son abitye?Sa a se yon konsèp nou toujou itilize jodi a pou fè PCB ak izolasyon ak kwiv sou tèt / anba a.Eisler te pran lide sa a yon etap pi lwen lè li te bati yon radyo soti nan PCB li an 1943, ki ta ka pave wout la pou aplikasyon militè nan lavni.
Paul Eisler te bati yon radyo soti nan premye tablo sikwi enprime (PCB).
Baby Boomers (ane 1940)
Pandan Dezyèm Gè Mondyal la te rive nan fen, nou te wè sòlda nou yo tounen lakay yo, kòmanse fanmi, epi yo gen yon pakèt timoun.Replik baby boomers yo.Se nan epòk apre lagè a ke nou te wè gwo amelyorasyon nan aparèy ki egziste deja tankou aspiratè, machin lave, televizyon ak radyo.Kounye a ke Gran Resesyon an se dèyè nou, anpil konsomatè ka finalman peye aparèy sa yo lakay yo.
Nou toujou pa te wè PCB klas konsomatè.Ki kote travay Paul Eisler ye?Pran yon gade nan ansyen televizyon sa a anba a epi ou pral wè tout eleman yo, men san yo pa fondasyon PCB ki kache.
Yon ansyen televizyon Motorola soti nan 1948, pa gen PCB.
Malgre mank de PCB, nou te wè arive tranzistò a nan Bell Labs an 1947. Li te pran yon lòt sis ane nan 1953 anvan aparèy la te finalman itilize nan pwodiksyon, men poukisa lontan?Nan epòk sa yo, enfòmasyon yo te gaye atravè jounal, konferans, elatriye. Anvan laj enfòmasyon an, gaye enfòmasyon an jis te pran tan pou gaye.
Premye tranzistò a te fèt nan Bell Laboratories an 1947.
Epòk Lagè Fwad (1947-1991)
Aparisyon epòk Lagè Fwad la te make yon peryòd tansyon konsiderab ant Etazini ak Inyon Sovyetik.Akòz diferans ki genyen ant kapitalis ak kominis, de gran sa yo prèske nan lagè youn ak lòt e yo te mete mond lan anba menas aniilasyon nikleyè.
Pou rete pi devan nan kous zam sa a, tou de bò yo dwe amelyore kapasite yo pou kominike pou konprann sa lènmi an ap fè.Isit la nou wè PCB a ke yo te itilize nan tout potansyèl li.An 1956, Lame Ameriken an te pibliye yon patant pou yon "pwosesis asanble sikwi".Manifakti yo kounye a gen yon fason yo tou de kenbe elektwonik ak fè koneksyon ant eleman ak tras kwiv.
Kòm PCB yo te kòmanse dekole nan mond fabrikasyon an, nou te jwenn tèt nou nan premye ras espas nan mond lan.Larisi te gen kèk reyalizasyon etonan pandan tan sa a, tankou:
1957 Lansman premye satelit atifisyèl la, Sputnik
1959 Lansman Luna 2, premye veso espasyèl sou Lalin lan
An 1961, yo te voye Yuri Gagarin, premye kosmonot la, nan òbit Latè
Premye satelit atifisyèl Larisi a, Sputnik, te lanse an 1957.
Ki kote Amerik ye nan tout bagay sa yo?Sitou rete dèyè, li anjeneral pran yon ane oswa de pou devlope menm teknoloji a.Lè n abòde twou vid sa a, nou wè bidjè espas Etazini an grandi senk fwa an 1960. Nou gen tou diskou ki pi popilè Prezidan Kennedy an 1962, yon pati nan li merite site:
"Nou chwazi ale sou lalin lan!Nou chwazi ale sou lalin pou fè lòt bagay deseni sa a, pa paske yo fasil, men paske yo difisil;paske objektif sa a pral ede òganize ak mezire pi bon enèji ak ladrès nou yo, paske se defi sa nou vle pran, sa nou pa vle ranvwaye, ak sa nou vle genyen.”– John F. Kennedy, Prezidan Etazini, 12 septanm 1962
Tout bagay sa yo te mennen nan yon moman enpòtan nan listwa.Nan dat 20 jiyè 1969, premye nonm Ameriken an te ateri sou lalin lan.
Premye moun sou lalin lan, yon moman istorik pou limanite.
Tounen nan PCB, an 1963 nou te fè Hazeltyne Corporation patant premye teknoloji plake atravè twou.Sa a pral pèmèt eleman yo dwe chaje tou pre ansanm sou PCB a san yo pa enkyete sou kwa-konekte.Nou te wè tou entwodiksyon Teknoloji Sifas Mount (SMT), devlope pa IBM.Sa yo asanble dans yo te premye wè nan pratik nan yon fize fize Saturn.
1967 Premye patant teknoloji PCB atravè twou.
Dawn nan mikropwosesè a (ane 1970)
70s yo te pote nou premye mikwoprosesè nan fòm lan nan yon sikwi entegre (IC).Sa a te orijinal devlope pa Jack Kilby nan Texas Instruments an 1958. Kilby te nouvo nan TI, kidonk lide inovatè li pou IC yo te lajman kenbe anba vlope.Sepandan, lè yo te voye ansyen enjenyè TI yo nan yon reyinyon ki dire yon semèn, Kilby te rete dèyè epi kouri ak lide yo nan tèt li.Isit la, li devlope premye IC a nan laboratwa TI, ak enjenyè ki retounen yo te renmen li.
Jack Kilby kenbe premye kous la entegre.
Nan ane 1970 yo, nou te wè premye itilizasyon IC yo nan manifakti elektwonik.Nan pwen sa a, si w pa itilize yon PCB pou koneksyon ou yo, w ap nan gwo pwoblèm.
Dawn nan laj dijital (ane 1980)
Laj dijital la te pote yon gwo chanjman nan medya nou konsome, ak entwodiksyon de aparèy pèsonèl tankou disk, VHS, kamera, konsole jwèt, walkman, ak plis ankò.
An 1980, konsole jwèt videyo Atari te fè rèv timoun yo rive vre.
Li enpòtan sonje ke PCB yo te toujou trase alamen lè l sèvi avèk tablo limyè ak pochwar, men Lè sa a, òdinatè ak EDA te vini ansanm.Isit la nou wè lojisyèl EDA tankou Protel ak EAGLE revolisyone fason nou konsepsyon ak fabrike elektwonik.Olye pou yo yon foto nan PCB a, nou ka kounye a sove konsepsyon an kòm yon dosye tèks Gerber, ki gen kowòdone yo ka antre nan machin nan fabwikasyon yo pwodwi PCB la.
Laj Entènèt la (ane 1990)
Nan ane 90 yo, nou te wè itilizasyon Silisyòm antre nan swing plen ak entwodiksyon BGA la.Koulye a, nou ka anfòm plis pòtay sou yon sèl chip epi kòmanse entegre memwa ak sistèm-sou-chip (SoCs) ansanm.Sa a te tou yon peryòd de miniaturization segondè nan elektwonik.Nou pa t 'wè okenn karakteristik nouvo ajoute nan PCB a, men pwosesis la konsepsyon antye te kòmanse chanje ak evolye, deplase nan IC la.
Konsèpteur yo dwe kounye a aplike estrateji konsepsyon-pou-tès (DFT) nan layout yo.Li pa fasil pou pete yon eleman epi ajoute yon liy ble.Enjenyè yo dwe konsepsyon layout yo ak retravay nan lavni nan tèt ou.Èske tout eleman sa yo mete nan yon fason pou yo ka fasil retire?Sa a se yon gwo enkyetid.
Se te tou yon epòk lè pi piti pakè eleman tankou 0402 te fè soude men nan ankadreman sikwi prèske enposib.Designer la kounye a ap viv nan lojisyèl EDA li a ak manifakti a responsab pou pwodiksyon fizik la ak asanble.
Konpozan mòn sifas soti nan pi gwo rive nan pi piti.
Epòk ibrid (ane 2000 ak pi lwen)
Koupe nan epòk jodi a nan elektwonik ak konsepsyon PCB;sa nou rele epòk ibrid la.Nan tan lontan, nou te gen plizyè aparèy pou plizyè bezwen.Ou bezwen yon kalkilatris;ou achte yon kalkilatris.Ou vle jwe jwèt videyo;ou achte yon konsole jwèt videyo.Koulye a, ou ka achte yon smartphone epi jwenn 30 nivo diferan nan karakteristik bati-an.Sa a ta ka sanble trè evidan, men li trè etone lè ou aktyèlman wè tout bagay sa yo smartphones nou yo ka fè:
ekipman gaming liv adrès e-mail barcode scanner flach klòch kamera navigasyon
jwè mizik orè VCR kat jeyografik navigatè entènèt kalandriye fim jwè kalkilatris
Telefòn kaye tikè achiv reponn machin Kout mesaj bankè liv
Nou nan laj konsolidasyon aparèy, men kisa kap vini?PCB yo etabli epi nou gen pwosesis ak pwosedi pou prèske tout bagay.Aplikasyon gwo vitès yo ap vin nòmal.Nou wè tou ke sèlman 25% nan konsèpteur PCB yo ki poko gen laj 45 an, pandan y ap 75% ap prepare pran retrèt ou.Endistri a parèt nan yon moman nan kriz.
Èske avni konsepsyon PCB yo pral robo?Petèt nan yon portable ak yon kous flex?Oswa nou ta ka wè pwoton ranplase elektwon ak fotonik.Osi lwen ke sa nou konnen sou PCB fizik, sa ta ka menm chanje nan tan kap vini an.Pa gen okenn nesesite pou yon mwayen fizik ki pèmèt koneksyon ki genyen ant eleman, men pito potansyèl la nan teknoloji vag.Sa a ta pèmèt eleman yo voye siyal san fil san yo pa bezwen an kwiv.
Ki sa ki pral lavni an kenbe?
Pa gen moun ki vrèman konnen ki kote avni konsepsyon PCB, oswa menm elektwonik an jeneral, ap dirije.Sa fè prèske 130 ane depi misk manifakti nou yo te kòmanse travay.Depi lè sa a, mond lan chanje pou tout tan ak entwodiksyon de gwo pwodwi tankou machin, aparèy, òdinatè, smartphone, ak plis ankò.Ale tan lè nou te depann sou chabon, bwa oswa lwil oliv pou tout mwayen pou viv debaz nou yo ak siviv.Koulye a, nou gen gadjèt elektwonik ki ka satisfè bezwen chak jou nou yo.
Men, ki sa lavni an kenbe?Sa a se yon gwo enkoni.Nou tout konnen ke chak envansyon devan nou kanpe sou zepòl yo nan predesesè li yo.Zansèt nou yo te pote konsepsyon PCB kote li ye jodi a, epi kounye a nou bezwen inove ak revolisyone fason nou konsepsyon ak kominike avèk teknoloji.Tan kap vini an ka nenpòt bagay.Lavni an depann de ou.
Lè poste: Mar-17-2023