Innowacje PCB: historia i ich wpływ (2)

KINGTECH OPOWIADA HISTORIĘ PCBS

W ciągu ostatnich 50 lat komponenty techniczne komputerów PC zostały zredukowane do poziomów mikro. W latach 60. XX wieku płytka PCB używana w typowym kalkulatorze składała się z około 30 tranzystorów. Obecnie płytka PCB przeciętnego komputera zawiera miliony tranzystorów na jednym chipie, który znajduje się na płycie głównej. Te postępy umożliwiły załadowanie coraz większego poziomu funkcjonalności do coraz mniejszych urządzeń. Ponadto, części takie jak rezystory i kondensatory zostały zredukowane do ułamków swoich poprzednich rozmiarów.

Nowe możliwości, jakie oferują nowoczesne PCB, przyzwyczaiły użytkowników do natychmiastowej aktywacji każdego możliwego wyzwalacza. Jest prawdopodobne, że użytkownicy dzisiejszych komputerów lub urządzeń mobilnych mogliby być przestraszeni pięciosekundowym opóźnieniem w wykonaniu określonego zadania. Jednym z najbardziej oczywistych znaków zmian w PCB jest ewolucja gier wideo. Ewoluowały one od podstawowych systemów Pong w latach 70. XX wieku do gier w czasie rzeczywistym, które pozwalają graczom konkurować i ścigać się na nowoczesnych konsolach do gier.

Historia obwodów drukowanych na papierze sięga ery na długo przed ich zaprojektowaniem. Koła się kręciły, gdy Benjamin Franklin wzniósł latawiec w burzę i odkrył moc elektryczną błyskawicy.

1850-1900

Jednym z najbardziej godnych uwagi aspektów w ostatnim półwieczu XIX wieku były postępy technologiczne w skokach i skokach. Po wojnie secesyjnej miasta wzdłuż i wszerz na Wschodnim Wybrzeżu i na Środkowym Zachodzie zostały wyposażone w energię elektryczną, co wyeliminowało potrzebę węgla i oleju opałowego. Wraz z rozpowszechnieniem się elektryczności, obszary podmiejskie i wiejskie zostały podłączone do nowo powstałej sieci energetycznej. Olej, jednak, prawie nie był już potrzebny aż do pojawienia się samochodów, które wprowadziły benzynę na przełomie wieków.

Rozwój elektryczności był prekursorem pojawienia się żarówek, telefonów i aparatów fotograficznych dla konsumentów, które pojawiły się na rynku w ostatnim kwartale 1800 roku. Chociaż PCB istniały w swoim własnym prawie w tym czasie, technologia, która utorowała drogę do ich ostatecznego wzrostu, opierała się głównie na drugiej połowie XIX wieku.

1900-1950

W 1903 roku niemiecki wynalazca Albert Hanson złożył pierwszy patent na podobne urządzenie do PCB, które zaprojektował dla systemów telefonicznych. Składało się ono z płaskiego urządzenia przewodzącego, które służyło jako płyta izolacyjna z wieloma warstwami. Płyta miała przelotowe otwory i przewodniki zarówno po bokach, podobnie jak nowoczesne PCB z metalizowanymi otworami przelotowymi. Jednak PCB takie jak to nie były szeroko stosowane w nowych technologiach wczesnych lat XX wieku, w czasie których nastąpił rozwój radia, fonografów, suszarek, pralek i odkurzaczy.

Rok 1927 był czasem, kiedy Charles Ducas opatentował wersję płytki drukowanej. Użył szablonu do narysowania przewodów na kawałku papieru za pomocą przewodzącego tuszu. Następnie umieścił ścieżkę elektroniczną bezpośrednio na nieizolowanej powierzchni. Szablon był określany jako drukowane okablowanie, które było podstawą obecnego galwanizowania.

Gdy szaleńczy nadmiar, jakim była Złota Era, zatonął wraz z Titanikiem, a spustoszenia Wielkiej Wojny upokorzyły nacjonalistyczne nastroje, największe zwycięstwo człowieka nad naturą przyszło wraz z wynalezieniem samolotu. Wraz z porażką w prohibicji, Amerykanie byli bardziej niż kiedykolwiek chętni uciec od maszyn i pójść do najbliższego pubu, aby pić gin w oświetleniu w stylu Deco.

Wielki Kryzys, wywołany krachem na giełdzie w październiku 1929 roku, był kolejnym negatywnym czynnikiem dla rozwoju PCB. Krach położył kres szalonemu stylowi życia w Złotej Erze i przygotował grunt pod okres gangów łańcuchowych, kolejek po chleb i ciasnych kamienic, w których rodziny nie miały pieniędzy na zakup ekstrawaganckich przedmiotów.

Pierwsza duża zmiana w technologii podobnej do PCB miała miejsce po atakach na Pearl Harbor w grudniu 1941 roku, które całkowicie wstrząsnęły Ameryką. Wywiad wojskowy uważał, że mógłby powstrzymać tę tragedię, gdyby Departament Stanu był lepiej wyposażony do komunikacji z bazą wojskową w Honolulu, gdzie od jakiegoś czasu przedtem pojawiały się oznaki zbliżającego się niebezpieczeństwa.

Kiedy Stany Zjednoczone były uwikłane w II wojnę światową, personel wojskowy USA zetknął się z brytyjskim urządzeniem, znanym jako zapalnik zbliżeniowy. Urządzenie to zapewniało pociskom artyleryjskim możliwość trafiania w precyzyjne cele na rozległych obszarach morza i lądu.

To wojsko amerykańskie ostatecznie przyjęło i zaadaptowało ideę, która stała za technologią zapalników zbliżeniowych, ulepszając koncepcję i czyniąc ją odpowiednią do masowej produkcji.

Paul Eisler miał doświadczenie w druku i był zaintrygowany myślą o drukowaniu obwodów elektronicznych na płytkach, zamiast lutowania przewodów ręcznie. Niestety Eisler, Żyd, był zafascynowany rozwojem nazizmu i został zmuszony do ucieczki z Austrii w 1936 roku i przeniesienia się do mniej przyjaznych granic Anglii.

W 1941 roku Eisler, austriacki wynalazca z Wielkiej Brytanii, który wynalazł koncepcję PCB, rozwinął ją dalej, wprowadzając urządzenie wykorzystujące folię miedzianą umieszczoną na podstawie nieprzewodzącego szkła, które jest uważane za pierwszą płytkę drukowaną, ponieważ zostało zaprojektowane tak, aby zapowiadać obecną górną i dolną izolację miedzianą na PCB.

Opracował radio wyposażone w PCB, które później okazało się cenne dla celów wojskowych.