我們今天使用的印刷電路板 (PCB) 在過去 100 年及以后不斷發(fā)展。PCB 有著激動人心的歷史，它最早起源于最早進(jìn)入電子領(lǐng)域的企業(yè)，后來因革新點對點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技術(shù)，并了解PCB 組裝的未來。
1. 第一個遠(yuǎn)距離無線電報系統(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)明了第一個成功的長距離無線電報系統(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線電波的簡單相干裝置或檢測器進(jìn)行實驗后創(chuàng)造了這項發(fā)明。他成功地使用摩爾斯電碼在短距離內(nèi)傳輸了消息，并最終通過測試垂直天線擴(kuò)大了信號傳輸范圍。馬可尼的收音機(jī)使用傳統(tǒng)的點對點布線系統(tǒng)工作。
點對點系統(tǒng)采用單獨的電線連接每個組件的設(shè)計。結(jié)果是一個大的、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)雜的點對點布線系統(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 年開發(fā)出第一塊 PCB。在 1930 年代，印刷是一項成功且強(qiáng)大的技術(shù)。艾斯勒設(shè)想了一種通過印刷過程創(chuàng)建的電子電路——一種可以消除手工焊線的勞動密集型要求的電路。他的發(fā)明通過將電線印刷到絕緣底座上然后將元件安裝在頂部來繞過點對點布線的問題。
艾斯勒生活艱難，1936 年離開奧地利移居英國，以逃避納粹的迫害。二戰(zhàn)開始后，英國將他認(rèn)定為敵對外國人，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找到一份工作，無法將他的印刷電路板創(chuàng)意賣給主要的通信公司。
艾斯勒繼續(xù)嘗試出售他的發(fā)明，并設(shè)法在英格蘭聘請了一家名為 Henderson and Spalding 的光刻公司。該公司通過一家名為 Technograph 的子公司投資印刷電路創(chuàng)意。
對艾斯勒來說不幸的是，他簽署的合同喪失了他對這項發(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 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，在美國人需要一種方法來改進(jìn)一種稱為近炸保險絲的裝置以在戰(zhàn)爭期間擊落 V1 火箭之前，對印刷電路沒有需求。
3. 二戰(zhàn)期間的武器發(fā)展
英國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)自動引爆爆炸裝置。英國人與美國分享了他們的初步設(shè)計，美國幫助設(shè)計和制造了保險絲。
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。
多氯聯(lián)苯改進(jìn)了代理引信的設(shè)計，賦予它們無線電系統(tǒng)的能力來跟蹤射彈的路徑并發(fā)射與目標(biāo)相互作用的無線電波。使用 PCB 技術(shù)的代理保險絲的復(fù)雜觸發(fā)機(jī)制在二戰(zhàn)中非常重要，后來美國于 1948 年強(qiáng)制要求在所有機(jī)載儀器中使用 PCB。??
4. PCB自動組裝工藝的發(fā)明
第一個 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，美國陸軍信號兵團(tuán)的兩名成員（Moe Abramson 和 Stanislaus F. Danko）提出了第一個 PCB 自動組裝工藝，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。該過程繪制布線圖案并將其拍攝到鋅制成的板上。
然后，開發(fā)人員使用該印版制作印刷版，這有助于開發(fā)一種簡單的膠印工藝。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)使用新材料和樹脂開發(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)站和工具來熔化焊料，以實現(xiàn)更精確的焊接和修復(fù)過程。
在 20 世紀(jì) 80 年代，今天使用最廣泛的方法開始實踐——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越普遍，對更小電路的需求也出現(xiàn)了。為了適應(yīng)這種需求，國際商業(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)時它不適合手動或低自動化 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)過程，但可能會遇到更小、更緊湊的 PCB 的問題。
IBM 從 1980 年代開始在其計算機(jī)中使用表面貼裝技術(shù)，并于 2005 年向其他人免費提供該專利，當(dāng)時它發(fā)布了 500 項專利，目的是提高生產(chǎn)力和盈利能力。
