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工程技術應用
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電路板發展歷史
10Sep
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電路板發展歷史

早期探索與概念提出

  • 1903 年:Albert Hanson 首先提出了 “線路” 的概念,并將其用于電話交換系統,為電路板的誕生奠定了理論基礎.

  • 1925 年:美國的 Charles Ducas 在絕緣的基上印刷出線路圖案,再以電鍍的方式,成功建立導體作配線,這種方法使得制造電器變得容易,專業術語 “PCB” 由此而來.

技術發明與初步應用

  • 1936 年:奧地利人保羅?愛斯勒博士真正發明了印制電路板的制作技術,并在一個收音機裝置內采用了印刷電路板,這是印制電路板的首次實際應用 。同年,日本的宮本喜之助以噴附配線法成功申請專利.

  • 1942 年:保羅?愛斯勒博士繼續改進他的 PCB 生產方法,發明了世界最早實用化的雙面 PCB,并在 Pye 公司正式生產,該專利申請于 1943 年獲準,美國開始大規模使用這項技術發明來制造近炸引信及軍用收音機等 .

產業化發展階段


  • 1947 年:環氧樹脂開始用作制造基板,同時 NBS 開始研究以印刷電路技術形成線圈、電容器、電阻器等制造技術.

  • 1948 年:美國正式認可印刷電路板發明用于商業用途,此后印刷電路板從軍事領域開始走向大規模商用.

  • 1950 年:日本公司嘗試在玻璃基板上涂銀作為導體,在酚醛樹脂紙基板上使用銅箔作為導體,蝕刻技術開始在印刷電路制造中起到主導作用,單面 PCB 在美國開發成功并很快得到工業化應用.

  • 1953 年:通信設備制造業開始重視印制電路板,采用覆銅箔紙基酚醛樹脂層壓板,通過化學藥品溶解并除去不需要的銅箔來形成電路,這一時期腐蝕液的化學成分主要是三氯化鐵,代表產品有索尼公司制造的手提式晶體管收音機.

  • 1960 年:日本公司開始大量使用 GE 基板材料,多層 PCB 開始生產,電鍍貫穿孔金屬化雙面 PCB 也實現了大規模生產.


  • 快速發展與技術突破

  • 1970 年:通信行業的電子交換機開始使用 3 層的印制電路板,大型計算機也開始采用多層印制電路板,多層印制電路板由此得到快速發展。這一時期,印制電路板的導線寬度和間距不斷縮小,從 0.5mm 向 0.35mm、0.2mm、0.01mm 發展,單位面積上布線密度大幅度提高,同時插入式安裝技術逐漸過渡到表面貼裝技術,自動裝配線也開始出現.

  • 1980 年:多層印制電路板逐漸代替單層板和雙層板成為設計的主流,印制電路板廣泛應用于各個領域,成為電子系統和設備制造中必不可少的一部分,推動了移動通信和計算機等行業的高速發展.


  • 革新與多元化發展

  • 1990 年代前期:印制電路板的發展經歷了一段低谷時期,但 1994 年開始恢復發展,其中撓性印制電路板獲得了較大的發展.

  • 1995 年:松下公司開發出 Alivh(任意層間通孔)結構的 bumpcb 制造技術,標志著 PCB 開始進入 HDI 高密度互聯時代.

  • 1998 年:積層法印制電路板開始進入實用期,產量急劇增加,IC 元件封裝形式也開始進入球柵陣列(BGA)和芯片級封裝(CSP)的階段.

  • 2000 年初:PCB 變得更小、更復雜,5-6mil 線寬 / 線距已經是常規工藝,高端 PCB 板廠開始制造 3.5-4.5mil 線寬 / 線距的電路板,柔性 PCB 也變得更加普遍.


    環保與高性能需求推動的變革

  • 2006 年:歐盟頒布 RoHS 和 WEEE 指令,從 2006 年 7 月 1 日起禁用 Pb/Sn 合金焊接材料,Pb/Sn 合金被 SnAgCu 合金取代,引發了從印制電路板材料到制程全方位的革新.

  • 2010 年代:每層互連(ELIC)工藝被廣泛使用,該工藝使用堆疊的銅填充微孔,通過電路板的每一層進行連接,提高了設計的靈活性和互連密度.


  • 當下與未來趨勢

  • 如今,印制電路板朝著機械化、工業化、專業化、標準化和智能化等方向發展,形成了強大的印制電路制造工業。主導 21 世紀技術革命的納米技術,也將帶動電子元器件的研究開發,為印制電路板制造工業帶來革命性的發展.

  • 未來,高密度互連(HDI)、柔性和可彎曲電路板、環保材料和工藝、集成度和多功能性、高頻和高速信號處理以及智能制造和自動化等將是電路板發展的主要趨勢.

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