PCB线路板概述及其历史介绍

印刷电路板（PCB）是具有蚀刻的电气组件特征的基板设备。PCB有单层，双层和多层，并带有相应的铜层。最高密度的PCB由多层组成。它们包含连接不同层上导体的电镀孔。在更精细的PCB上，基板通常会层叠有电容器，电阻器和其他组件。大多数坚固的PCB层通常由FR-4玻璃环氧树脂制成的基板组成。

PCB是几乎所有电子设备必不可少的，除非产品最简单。PCB的设计涉及复杂的电路细节，但是PCB的组装和生产可以统一实现。由于PCB由单个零件组成的已安装布线组件组成，因此PCB的批量生产是一种简单，相对便宜且通常无错误的过程，特别是与点对点和绕线等其他布线选项相比时。

PCB的缩写适用于裸板和组装板。如果电路板具有铜线连接功能，但缺少嵌入式部件，则尽管技术上几乎没有使用该术语，但更合适的名称是印刷电路板。其他更常见的术语包括印刷电路板组件和印刷电路组件，它是带有电子零件的PCB。

在哪里使用印刷电路板？

印刷电路板在众多电子设备和计算机组件中至关重要。自1960年代以来，现代形式的PCB就已经存在，当时它们是计算器，收银机和其他带有电路的简单设备中的组件。

1970年代，PCB开始出现在数字手表以及一些世界上第一个视频游戏和个人计算机中。到1980年代，报警收音机，盒式磁带录像机，Atari游戏机，CD和激光光盘播放器以及无绳电话中都使用了PCB。在1990年代，日益先进和小型化的PCB导致台式计算机以及诸如扫描仪和打印机之类的外围设备在每天的美国人中的传播。

自1990年代后期以来，计算机设备的快速发展已导致PCB的体积越来越小，而前几十年的电路板却越来越多。例如，智能手机已经变得越来越紧凑，但又具有更强的抗损坏性。便携式MP3播放器在大约12年中也出现了类似的发展，从2000年代初期笨重而笨拙的Archos播放器发展到了时尚轻巧的iPod Nano机型，受到了当今移动听众的青睐。

具有更大通用性的芯片组件的发展促进了设备的小型化。有了微型球栅阵列和较短的板，公司现在可以制造小型的计算机化设备，因为他们知道PCB足够紧凑以适合手边的外壳。这与早期的PCB相反，后者的板子尺寸通常会决定封装设备的尺寸要求。

PCB的历史

在过去的半个世纪中，PCB的技术组件已被量化为微观水平。在1960年代，典型计算器中的PCB由大约30个晶体管组成。如今，普通计算机中的PCB在主板的单个芯片中具有数百万个晶体管。这些发展使得有可能在纤细的和纤细的设备上加载不断增加的功能。而且，诸如电容器和电阻器之类的部件也已经缩小到以前尺寸的几分之一。

现代PCB提供的先进功能使用户可以在每个可能的提示上瞬间激活设备。在给定功能上，当今的PC或移动设备用户极有可能会在五秒钟的延迟后变得神经紧张。PCB演变的最明显迹象可能是在视频游戏中，视频游戏已经从1970年代的简单Pong系统发展到逼真的场景，使游戏玩家可以通过当今的游戏机进行战斗和竞赛。

我们可以将印刷电路板的历史追溯到设计之初。当本杰明·富兰克林（Benjamin Franklin）将风筝放进雷暴并发现闪电的电气质量时，车轮就在运动。

1850年至1900年

19世纪下半叶的一个标志是技术的飞跃发展。在南北战争之后的几十年中，东海岸和中西部地区的城市都配备了电力，这取代了取暖石油和煤炭的使用。随着电力的扩散，郊区和农村地区也都连接到新形成的电网。同时，在世纪之交的汽车制造出必需的汽油之前，石油几乎失去了其用途。

电力的普及预示着电话，灯泡和消费相机的出现，所有这些在1800年代最后一个季度进入市场。即使PCB本身在此时间范围内不存在，其最终开发的技术基础也几乎完全扎根于19世纪后期。

1900-1950年

1903年，德国发明家阿尔伯特·汉森（Albert Hanson）申请了类似PCB的设备的第一项专利。该设备是用于多层绝缘板的扁平导体。但是，这种类型的设备不会在20世纪初期的新兴技术中得到广泛使用，在这一时期，无线电，留声机，洗衣机，烘干机和吸尘器的问世开始了。

就像天真烂漫的镀金时代与泰坦尼克号沉没一样，一战的恐怖使民族主义情绪低落，人类对自然的最大胜利就是飞机的发展。在禁酒令失败的实验中，美国人更渴望摆脱机器，在装饰装饰灯下的杜松子酒浸泡的夜晚，走到最近的说话区。

1929年10月股市崩盘引发的大萧条是PCB发展的又一次挫折。这场活动结束了爵士时代的轻浮，并迎来了一段连锁团伙，面包行和狭窄的物业单位的时期，那里的家庭没有钱花在奢侈品上。

在1941年12月对珍珠港的袭击使美国蒙上了阴影之后，发生了类似PCB的技术的首次重大改编。军事情报部门认为，如果国务院能够更好地与檀香山军事基地进行通信，那么他们本来可以阻止这次袭击。

当该国卷入第二次世界大战时，美国军队遇到了一种称为近程引信的英国装置，该装置装备了炮弹，可以在广阔的陆地和海洋上击中精确目标。

美国军方最终接受并采用了接近式保险丝的概念，从而增强了设计并使其适合大规模生产。大约在同一时间，英国的奥地利发明家保罗·埃斯勒（Paul Eisler）提出了一种在非导电玻璃基体上使用铜箔的设备来提高PCB的概念。该设计将预示现代PCB上的顶部/底部铜绝缘。发明人还于1943年推出了配备PCB的无线电，后来证明对军事行动很有用。

1950-2000年

第二次世界大战结束后，美国军人从欧洲和远东赶来，重新回到了国内。弗兰克·辛纳屈（Frank Sinatra）一炮而红，鲍比袜商用腿部化妆料换成真正的尼龙，家庭热衷于新发明，例如33 rpm唱片和电视机。大萧条的结束迎来了中产阶级的崛起，刺激了城市郊区和整个美国中部地区的郊区发展。

战后首次大量使用PCB是在1947年，当时是Bell Labs晶体管。1950年代，随着冷战在美国和苏联之间的紧张局势加剧，双方都必须提高其通信能力，以跟上敌人前沿的事态发展。正如猫王埃尔维斯·普雷斯利（Elvis Presley）首次击中电视屏幕时，将其骨盆摇到“伤心饭店”一样，美国陆军于1956年申请了“电路组装工艺”的专利。

第一次，保持电流并在铜迹线组件之间通信的能力得到了体现。现在，这场竞赛是首次进入太空。苏联人在1957年发射了第一颗人造卫星人造卫星（Sputnik），从而在多个方面赢得了胜利。地球轨道分别在1959年和1961年。

1963年，正当美国加大自身的太空探索力度，哀悼肯尼迪的潮一代为甲壳虫乐队和随后的英国入侵做好准备时，PCB技术又发生了两次发展。其中一项涉及电镀通孔技术，这是Hazeltine Corp.的一项专利，该技术使在同一PCB上紧密间隔组件成为可能，而没有冲突的风险。此时的第二项创新是IBM提供的表面贴装技术的开发。两项创新都是土星火箭助推器的重要组成部分。

当激动不已的Technicolor 1960年代让位给焦油加油的，广泛使用的1970年代时，德克萨斯仪器公司的工程师Jack Kilby推出了第一个微处理器。Kilby开发了集成电路，并迅速在电子装配中得到采用。到那时，PCB已成为计算机技术中的必需品。在这十年的后半段，第一台家用计算机进入市场，从1975年的MITS Altair 8800和IMSAI 8080开始，然后是1976年4月的Apple 1。

8轨速8速技术虽然具有创新性，但在1970年代环绕立体声，水晶般清晰的数字技术的高科技发展下，已迅速过时。当迈克尔·杰克逊（Michael Jackson）将X代人带入视频时代时，这十年间，依赖PCB的设备出现在普通美国人的客厅和口袋中。VHS记录器，光盘播放器，随身听，无绳电话和游戏机等小工具均通过PCB传输信号。在此期间，个人计算机和EDA软件也取得了进展。

无论1990年代在文化特征方面可能缺乏什么，这都是PCB技术蓬勃发展的时期。90年代是由于PCB设计的发展而使设备变得更小的十年，该设计允许在单个芯片上增加门。随着越来越多的家庭连接到Internet（首先通过拨号服务，然后在本世纪末，通过电缆和DSL线路），个人计算机已成为家用设备。

计算机不再是大型的复杂机器，只要按错按钮即可引发核爆炸，它们现在已经成为紧凑，可访问的交互式设备，为每个人的指尖带来了一个充满信息的世界。PCB也是手机的重要组成部分，到90年代中期，它迅速超越了无绳天线电话，成为一种常见的状态标志。

在快速的技术进步和小型化中，对设计具有修改潜力的PCB的需求日益增加。可以通过简单的重新布线来修改早期的PCB，而较新的板具有更细的零件，这些零件在物理上更难更改，更不用说焊接了。因此，PCB设计成为更加专门的过程。

2000年及以后

21世纪见证了过去50年的创新成果，这些创新成果被整合并压缩为人们可以随身携带的单个轻量级设备。以前，您需要为每个功能使用单独的设备-电话，用于数学的计算器，用于音乐的立体声，用于电影和电视节目的电视，用于访问Internet的PC，用于照片的相机等，现在您可以执行所有功能并在与移动设备连接的笔记本电脑，平板电脑或智能手机上使用任何类型的媒体。

人们只能猜测PCB的未来前景以及它们带来的技术。随着关于智能家居，无人驾驶汽车和人工智能的讨论越来越多，各种尺寸的PCB可能会成为计算机化建筑物和汽车中自动旋钮和手柄中的组件。同样，PCB最终可以插入到预期技术（如军事和协同工作的机器人）的运动部件下方。