我們今天使用的印刷電路板 (PCB) 在過(guò)去 100 年及以后不斷發(fā)展。PCB 有著激動(dòng)人心的歷史，它最早起源于最早進(jìn)入電子領(lǐng)域的企業(yè)，后來(lái)因革新點(diǎn)對(duì)點(diǎn)接線板的愿望而重新構(gòu)想。了解塑造現(xiàn)代 PCB 的重要事件可以更好地理解這項(xiàng)技術(shù)，并了解PCB 組裝的未來(lái)。

1. 第一個(gè)遠(yuǎn)距離無(wú)線電報(bào)系統(tǒng)

1895 年，一位名叫古列爾莫·馬可尼 (Guglielmo Marconi) 的意大利物理學(xué)家發(fā)明了第一個(gè)成功的長(zhǎng)距離無(wú)線電報(bào)系統(tǒng)，從而創(chuàng)造了歷史。

馬可尼在使用粗制感應(yīng)線圈（用于增加電壓）、火花放電器和用于接收無(wú)線電波的簡(jiǎn)單相干裝置或檢測(cè)器進(jìn)行實(shí)驗(yàn)后創(chuàng)造了這項(xiàng)發(fā)明。他成功地使用摩爾斯電碼在短距離內(nèi)傳輸了消息，并最終通過(guò)測(cè)試垂直天線擴(kuò)大了信號(hào)傳輸范圍。馬可尼的收音機(jī)使用傳統(tǒng)的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)布線系統(tǒng)工作。

點(diǎn)對(duì)點(diǎn)系統(tǒng)采用單獨(dú)的電線連接每個(gè)組件的設(shè)計(jì)。結(jié)果是一個(gè)大的、笨重的、不可靠的設(shè)備，經(jīng)常連接不良。由于需要改進(jìn)復(fù)雜的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)布線系統(tǒng)，馬可尼的收音機(jī)在 1900 年代初期催生了第一批 PCB。

2.印刷電路板的發(fā)明

維也納工程師和發(fā)明家艾斯勒于 1936 年開(kāi)發(fā)出第一塊 PCB。在 1930 年代，印刷是一項(xiàng)成功且強(qiáng)大的技術(shù)。艾斯勒設(shè)想了一種通過(guò)印刷過(guò)程創(chuàng)建的電子電路——一種可以消除手工焊線的勞動(dòng)密集型要求的電路。他的發(fā)明通過(guò)將電線印刷到絕緣底座上然后將元件安裝在頂部來(lái)繞過(guò)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)布線的問(wèn)題。

艾斯勒生活艱難，1936 年離開(kāi)奧地利移居英國(guó)，以逃避納粹的迫害。二戰(zhàn)開(kāi)始后，英國(guó)將他認(rèn)定為敵對(duì)外國(guó)人，一直關(guān)押在監(jiān)獄中，直到 1941 年獲釋。此后，他發(fā)現(xiàn)很難獲得安全保障在英國(guó)找到一份工作，無(wú)法將他的印刷電路板創(chuàng)意賣(mài)給主要的通信公司。

艾斯勒繼續(xù)嘗試出售他的發(fā)明，并設(shè)法在英格蘭聘請(qǐng)了一家名為 Henderson and Spalding 的光刻公司。該公司通過(guò)一家名為 Technograph 的子公司投資印刷電路創(chuàng)意。

對(duì)艾斯勒來(lái)說(shuō)不幸的是，他簽署的合同喪失了他對(duì)這項(xiàng)發(fā)明的權(quán)利。他獲得了 Technograph 16.5% 的所有權(quán)，但同意在其任職期間提交任何專利權(quán)。

1843 年，艾斯勒獲得了在許多產(chǎn)品中使用印刷電路（通過(guò) Technograph）的專利，包括電機(jī)、變壓器、電纜、天線和加熱壁紙。盡管如此，在美國(guó)人需要一種方法來(lái)改進(jìn)一種稱為近炸保險(xiǎn)絲的裝置以在戰(zhàn)爭(zhēng)期間擊落 V1 火箭之前，對(duì)印刷電路沒(méi)有需求。

3. 二戰(zhàn)期間的武器發(fā)展

英國(guó)軍事研究人員在二戰(zhàn)初期發(fā)明了近炸引信。近炸引信在距目標(biāo)一定距離內(nèi)自動(dòng)引爆爆炸裝置。英國(guó)人與美國(guó)分享了他們的初步設(shè)計(jì)，美國(guó)幫助設(shè)計(jì)和制造了保險(xiǎn)絲。

盡管他之前的談判失敗了，但艾斯勒已經(jīng)獲得了其他印刷電路板應(yīng)用的專利，包括以他的印刷電路板為特色的收音機(jī)設(shè)計(jì)。

多氯聯(lián)苯改進(jìn)了代理引信的設(shè)計(jì)，賦予它們無(wú)線電系統(tǒng)的能力來(lái)跟蹤射彈的路徑并發(fā)射與目標(biāo)相互作用的無(wú)線電波。使用 PCB 技術(shù)的代理保險(xiǎn)絲的復(fù)雜觸發(fā)機(jī)制在二戰(zhàn)中非常重要，后來(lái)美國(guó)于 1948 年強(qiáng)制要求在所有機(jī)載儀器中使用 PCB。??

4. PCB自動(dòng)組裝工藝的發(fā)明

第一個(gè) PCB 使用“通孔結(jié)構(gòu)”。他們使用導(dǎo)線，在電路板上鉆孔以連接每個(gè)組件的導(dǎo)線。早期的 PCB 材料（在 1920 年代）由從木片到膠木或任何材料組成——任何可以鉆孔并可以將扁平黃銅線鉚接進(jìn)去的材料。1947年，第一塊帶有電鍍通孔的雙面PCB制成。

1949 年，美國(guó)陸軍信號(hào)兵團(tuán)的兩名成員（Moe Abramson 和 Stanislaus F. Danko）提出了第一個(gè) PCB 自動(dòng)組裝工藝，該工藝使用銅箔互連圖案和浸焊技術(shù)將元件引線插入電路板。該過(guò)程繪制布線圖案并將其拍攝到鋅制成的板上。

然后，開(kāi)發(fā)人員使用該印版制作印刷版，這有助于開(kāi)發(fā)一種簡(jiǎn)單的膠印工藝。它于 1956 年正式獲得專利，并將演變成我們今天使用的PCB 制造工藝。

5. PCB設(shè)計(jì)和制造的改進(jìn)

在 1950 年代和 1960 年代，工程師們繼續(xù)使用新材料和樹(shù)脂開(kāi)發(fā)印刷電路板，以更快、更高效、更大批量地印刷電路。在大多數(shù)情況下，這段時(shí)間的 PCB 仍然是單面的。

1960 年，多層電路板出現(xiàn)——具有三層或更多層導(dǎo)電材料的 PCB，以節(jié)省空間并增加靈活性。60 年代還催生了 PCB 制造中的熱風(fēng)焊接方法，該方法使用熱風(fēng)站和工具來(lái)熔化焊料，以實(shí)現(xiàn)更精確的焊接和修復(fù)過(guò)程。

在 20 世紀(jì) 80 年代，今天使用最廣泛的方法開(kāi)始實(shí)踐——表面貼裝組裝。隨著 PCB 在幾乎所有電子產(chǎn)品的使用中變得越來(lái)越普遍，對(duì)更小電路的需求也出現(xiàn)了。為了適應(yīng)這種需求，國(guó)際商業(yè)機(jī)器公司 (IBM) 提出了表面貼裝技術(shù)。IBM 于 1960 年首次展示了這種 PCB 組裝方法，但直到 80 年代才得到普及，部分原因是當(dāng)時(shí)它不適合手動(dòng)或低自動(dòng)化 PCB 制造。

表面貼裝包括將元件直接放置到 PCB 表面，在許多應(yīng)用中取代傳統(tǒng)的通孔組裝方法（盡管這兩種方法今天仍在使用）。表面貼裝加快了生產(chǎn)過(guò)程，但可能會(huì)遇到更小、更緊湊的 PCB 的問(wèn)題。

IBM 從 1980 年代開(kāi)始在其計(jì)算機(jī)中使用表面貼裝技術(shù)，并于 2005 年向其他人免費(fèi)提供該專利，當(dāng)時(shí)它發(fā)布了 500 項(xiàng)專利，目的是提高生產(chǎn)力和盈利能力。