Эволюция печатных плат: от истоков 1940-х до современного высокоскоростного проектирования

Печатная плата обеспечивает совместную работу всех электрических компонентов, позволяя функционировать всем электронным устройствам, которые мы видим сегодня. Таким образом, печатная плата оптимизирует работу электроники и на протяжении истории выполняла множество ключевых ролей.

Например, изначально она служила просто держателем компонентов. Затем стала альтернативой излишней проводке и кабелям. Сегодня она представляет собой надстройку для высокоскоростного проектирования.

Рождение первой печатной платы

В 1940 году была выпущена первая печатная плата — для приближенного взрывателя артиллерийских снарядов. Это был разгар Второй мировой войны, и Великобритания воевала с нацистами. Находясь в обороне, британский разведывательный комитет разработал приближенный взрыватель, который монтировался в снаряды и срабатывал при приближении к объекту.

Это изобретение стало революционным для своего времени, так как включало схему, способную определять приближение к цели и инициировать взрыв. Великобританию это изобретение принесло большой успех. Двигаясь дальше в послевоенную эпоху: война закончилась в 1945 году, а в 1947 году был изобретен первый транзистор.

Транзистор изменил представление об электронике и перевернул мир электроники, обеспечив дальнейший прогресс. В этот период первым применением транзистора стал телевизор, который זכה большой популярности.

Печатная плата внутри этого телевизора не походила на современные платы. Она выглядела так, будто отдельные компоненты просто закреплены, а провода припаяны к выводам каждого элемента.

Это был очень трудоемкий способ сборки электронного устройства — на изготовление одного могло уйти несколько дней. Если кто-то целый день паяет, неизбежно возникают вопросы о качестве продукции.

Введение травления меди

В 1956 году американская армия запатентовала метод травления медной платы. В то время это был весьма необычный способ изготовления схемы. Идея заключалась в том, чтобы взять обычную медную поверхность и вытравить нужные трассы. После этого устанавливались выводные компоненты («through-hole»), которые монтировались через отверстия в плате.

Это стало революционным, так как сложный и длительный процесс превратился в задачу, решаемую за 20 минут. Огромный шаг вперед в производстве электроники. Конечно, тогда существовали только односторонние платы, но они выполняли свою задачу — соединяли точку А с точкой Б.

Печатные платы сегодня

Современные печатные платы высоко оптимизированы благодаря миниатюризации. Сегодня на специализированных платах можно увидеть крошечные компоненты, аккуратно размещенные на плате, которая соединяет все порты, разъемы и гнезда. Трассы на печатных платах сделали возможными все современные электронные устройства.

До их широкого распространения подключение компонентов внутри прибора было трудоемким и хаотичным процессом. Идея размещения проводников на плоской стеклопластике позволила минимизировать высоко сложные электронные устройства, такие как смартфоны и ноутбуки.

Кроме того, современные печатные платы имеют медные слои с обеих сторон стеклопластика, что позволяет размещать больше компонентов.

Заключение

Как видите, технологии печатных плат прошли долгий путь, и сегодня они выполняют самые важные функции для человечества, вращая колеса коммерции и информации.