DIE GESCHICHTE DER LEITERPLATTEN IN KÜRZE

Geschichte der gedruckten Schaltungen

Heutzutage ist es allgemein bekannt, dass Leiterplatten in jedem elektrischen Produkt zu finden sind, ob groß oder klein (oder sogar winzig), und man vergisst leicht, dass sie einst eine bahnbrechende Innovation waren. Vor der Erfindung der Leiterplatten enthielt jedes elektronische Gerät viele Drähte, die sich nicht nur verhedderten und viel Platz beanspruchten, sondern auch Kurzschlüsse waren keine Seltenheit. Kombiniert man dies mit dem Trend, dass die Geräte immer kleiner werden, ist es kein Wunder, dass ein Bedarf an einer besseren Lösung entstanden ist.

ERSTE SCHRITTE

Das erste PCB-Konzept wurde zu Beginn des 20. Jahrhunderts von dem deutschen Erfinder Albert Hanson entwickelt, der ein Patent für einen flachen Leiter für eine mehrschichtige Isolierplatte anmeldete, aber die Technikwelt war noch nicht bereit, dieses neue elektrische Bauteil zu begrüßen. Der Börsensturz von 1929 und die Weltwirtschaftskrise führten zu einer weiteren Verzögerung, so dass die Leiterplatte erst 1943 von der US-Armee zur Herstellung von Annäherungszündern im Zweiten Weltkrieg eingesetzt wurde. Zur gleichen Zeit entwickelte Paul Eisler, ein in England ansässiger österreichischer Erfinder, die Idee der Leiterplatte weiter - eine Kupferfolie auf einer nicht leitenden Glasunterlage, die der heutigen Leiterplatte ähnlicher ist.

VERBREITEN SIE DAS WORT VON PCB

Nach dem Krieg wurde die nützliche Erfindung 1948 von den USA für die kommerzielle Nutzung freigegeben. Doch erst in den 50er Jahren entwickelte die US-Armee ein Verfahren zur automatischen Montage, das zur Massenproduktion führte und die Leiterplatte einer breiteren Öffentlichkeit zugänglich machte. Die Fortschritte wurden inmitten des Kalten Krieges erzielt, als die Spannungen zwischen den Kontrahenten - den USA und der Sowjetunion - zunahmen, da beide um die Verbesserung ihrer Kommunikationsmöglichkeiten kämpften. Ein Jahrzehnt später meldete die Hazeltine Corporation ein Patent für die erste Durchkontaktierungstechnologie an, die es ermöglichte, die Leiterplattenkomponenten ohne Überkreuzverbindungen viel zuverlässiger zusammenzusetzen. Zur gleichen Zeit wurde von IBM die Oberflächenmontagetechnik entwickelt.

GEBURT DER INTEGRIERTEN SCHALTUNG

In den 1970er Jahren kam eine weitere sehr wichtige Erfindung auf den Markt - der IC (Integrierte Schaltkreis). Der erste Mikroprozessor wurde in den späten 50er Jahren von Jack Kilby erfunden, aber es dauerte über ein Jahrzehnt, bis er ihn mit seinen Kollegen bei Texas Instruments teilen konnte, was zur Entwicklung des ersten IC führte. Nach der Geburt des IC in der Welt der Elektronikherstellung wurde die Verwendung einer Leiterplatte obligatorisch.

LEITERPLATTEN-DESIGN-UPGRADE

Bis in die 1980er Jahre wurden Leiterplatten noch mit der Hand gezeichnet, was natürlich weniger dynamisch war und das Speichern und Übertragen der Entwürfe nur mit Fotos ermöglichte. Dann kamen die Computer und die EDA-Software (Electronic Design Automation) ins Spiel, wodurch die Leiterplattenentwürfe dynamisch wurden und in die Maschinen zur Leiterplattenherstellung integriert werden konnten. Zur gleichen Zeit gewannen kompatible und leichte Geräte wie der Walkman und schnurlose Telefone, die kleine Leiterplatten als Basis nutzten, mehr Marktanteile.

ES LEICHT ZU HALTEN

IIn den 1990er Jahren wurden die elektronischen Geräte immer kleiner, was die manuelle Herstellung von Leiterplatten fast unmöglich machte und die Nachfrage nach maschinell gefertigten Leiterplatten noch größer werden ließ. Auch das Internet wurde geboren und löste eine Revolution aus, die den Personal Computer zu einem Muss machte. Später wurden Mobiltelefone eingeführt, ein Technologiesprung, der ohne die Fortschritte in der Leiterplattentechnologie und -minimierung nicht möglich gewesen wäre.
Außerdem entwarfen die Designer die Leiterplatte nicht mehr nur für einen einzigen Zweck und eine einzige Verwendung, sondern begannen mit Design for Test (DFT)-Strategien zu arbeiten, was bedeutet, dass sie immer die Möglichkeit künftiger Korrekturen und Änderungen im Auge behalten und alle Grenzfälle berücksichtigen können.

VIELFALTSZEITALTER

Im neuen Jahrtausend lautet die Devise: "Hybrid". Es besteht nicht mehr die Notwendigkeit, viele verschiedene Geräte zu entwickeln, um nur eine Sache zu tun, heute kann jedes elektronische Gerät viele verschiedene Aktionen ausführen. Das Telefon wird nicht mehr nur zum Telefonieren benutzt, und die Fernsehgeräte werden immer intelligenter. Inzwischen sind die Leiterplatten für diese technologische Revolution bestens gerüstet, aber wie geht es nun weiter?

WOHIN SOLL ES ALSO GEHEN?

Nur die Zukunft wird zeigen, ob die wachsenden Trends, die wir heute in der Leiterplattenindustrie sehen, das nächste große Ereignis in der Elektronikindustrie werden, oder ob sich die Branche in andere Richtungen entwickeln wird:

  • Flexible Leiterplatten - Die Leiterplattenindustrie ist eine schnell wachsende Branche, und der in den letzten Jahren am schnellsten wachsende Bereich der Leiterplattenindustrie sind flexible Leiterplatten. Wearable Electronics, flexible Displays und medizinische Anwendungen sind nur einige der Branchen, die diese wachsende Nachfrage nach flexiblen und starrflexiblen Leiterplatten verursachen. In dem Maße, in dem die technologischen Fähigkeiten von flexiblen (und dehnbaren) Leiterplatten immer ausgefeilter werden, steigen auch die Möglichkeiten für das Produktdesign, und wir müssen das Potenzial dieses Bereichs der Leiterplattenindustrie in den kommenden Jahren erst noch erkennen.
  • Hochleistungsplatinen - Es gibt einen deutlichen Schub in Richtung Hochleistungsplatinen (48 V und mehr), der vor allem durch die schnell wachsende Solarenergie- und Elektrofahrzeugindustrie vorangetrieben wird. Diese Hochleistungsplatinen erfordern Leiterplatten, die größere Komponenten wie Akkus aufnehmen können und gleichzeitig in der Lage sind, Interferenzprobleme effektiv zu bewältigen.
  • 3D-Drucktechnologie - Der 3D-Druck ist in vielen Branchen und Forschungs- und Entwicklungsabteilungen bereits Realität, doch wenn es darum geht, eine Mischung aus leitenden und nichtleitenden Materialien zu drucken, gibt es angesichts der Komplexität und Zerbrechlichkeit moderner Leiterplatten noch große Herausforderungen für diese Branche, bevor sie die derzeitigen Fähigkeiten der herkömmlichen Leiterplattenindustrie erreicht. Eine weitere große Herausforderung, die es zu bewältigen gilt, ist die Kosteneffizienz des 3D-Drucks von Leiterplatten, insbesondere für die Massenproduktion.

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