LA STORIA DEI CIRCUITI STAMPATI IN POCHE PAROLE

storia dei circuiti stampati

In questi giorni è risaputo che i PCB si trovano in ogni prodotto elettrico, grande o piccolo (o anche minuscolo), ed è facile dimenticare che una volta erano un'innovazione rivoluzionaria. Prima dell'invenzione dei PCB, qualsiasi dispositivo elettronico conteneva molti fili e non solo si aggrovigliavano, occupavano molto spazio e i cortocircuiti non erano affatto rari. Combinate questo con la tendenza dei dispositivi a diventare sempre più piccoli, e non c'è da meravigliarsi che sia sorta la necessità di una soluzione migliore.

PRIMI PASSI

Il primo concetto di PCB fu inventato all'inizio del XX secolo dall'inventore tedesco Albert Hanson, che depositò un brevetto per un conduttore piatto per una scheda isolante multistrato, ma il mondo della tecnologia non era pronto ad accogliere questo nuovo componente elettrico. Il crollo del mercato azionario nel 1929 e la Grande Depressione causarono un altro ritardo e di conseguenza il PCB non fu prodotto e usato regolarmente fino al 1943, quando l'esercito americano lo usò per fare fusibili di prossimità durante la seconda guerra mondiale. Allo stesso tempo Paul Eisler, un inventore austriaco situato in Inghilterra, portò l'idea del PCB ad un altro livello - una lamina di rame posta su una base di vetro non conduttiva, più simile al PCB dei giorni nostri.

DIFFONDERE IL VERBO DEL PCB

Nel 1948, dopo la guerra, l'utile invenzione fu rilasciata dagli USA per uso commerciale. Tuttavia, fu solo durante gli anni '50 che l'esercito americano sviluppò un processo di auto-assemblaggio, che portò alla produzione di massa e portò il PCB a un uso più ampio tra i consumatori di elettronica. I progressi furono fatti nel bel mezzo della guerra fredda, mentre la tensione cresceva tra gli avversari, Stati Uniti e Unione Sovietica, mentre entrambi lottavano per migliorare le loro capacità di comunicazione. Un decennio dopo fu depositato un brevetto dalla Hazeltine Corporation per la prima tecnologia a fori passanti placcati, che permetteva ai componenti del PCB di essere messi insieme senza connessioni incrociate in modo molto più affidabile. Allo stesso tempo la tecnologia a montaggio superficiale fu sviluppata da IBM.

NASCITA DEL CIRCUITO INTEGRATO

Durante gli anni '70 è nata un'altra invenzione molto importante: il circuito integrato (IC). Il primo microprocessore fu effettivamente inventato alla fine degli anni '50 da Jack Kilby, ma gli ci volle più di un decennio per condividerlo con i suoi colleghi della Texas Instruments, il che portò allo sviluppo del primo IC. Dopo la nascita dell'IC nel mondo della produzione elettronica, l'uso di un PCB divenne obbligatorio.

AGGIORNAMENTO DEL DESIGN DEL PCB

Fino agli anni '80, i PCB erano ancora disegnati a mano, il che era ovviamente meno dinamico e permetteva di salvare e trasferire i disegni solo con fotografie. Poi sono arrivati i computer e i software EDA (Electronic Design Automation), che hanno reso i disegni dei PCB dinamici e integrati nei macchinari di produzione dei PCB. Allo stesso tempo, gadget compatibili e leggeri, come il Walkman e i telefoni cordless, stavano conquistando la folla, utilizzando piccoli PCB come base.

MANTENERE LA LEGGEREZZA

Durante gli anni '90 i dispositivi elettronici hanno continuato a ridursi, il che ha reso la produzione manuale di PCB quasi impossibile, e ha reso i PCB prodotti con macchinari ancora più richiesti. Nacque anche internet e iniziò una rivoluzione, trasformando il personal computer in un must-have. Più tardi vennero introdotti i telefoni cellulari, un salto tecnologico che non sarebbe mai avvenuto senza il progresso nella tecnologia e nella minimizzazione dei PCB.
Inoltre, i progettisti non progettavano più il PCB per un solo scopo e uso, ma iniziarono a lavorare con strategie di Design for Test (DFT), il che significa che devono sempre tenere presente la possibilità di correzioni e cambiamenti futuri e considerare tutti i casi limite.

ETÀ DELLA MOLTEPLICITÀ

Nel nuovo millennio il nome del gioco è: diventare ibridi. Non c'è più bisogno di progettare molti dispositivi diversi per fare solo una cosa, oggi ogni dispositivo elettronico può eseguire molte azioni diverse. Il telefono non è più usato solo per fare chiamate e i televisori stanno diventando sempre più intelligenti. Nel frattempo i PCB sono ben progettati per questa rivoluzione tecnologica, quindi dove si andrà dopo?

QUINDI DOVE STA ANDANDO?

Solo il futuro può dire se le tendenze di crescita che vediamo oggi nell'industria dei PCB diventeranno la prossima grande cosa nell'industria elettronica, o forse vedremo l'industria andare in altre direzioni:

  • PCB flessibili - L'industria dei PCB è un'industria in rapida crescita e la divisione in più rapida crescita dell'industria dei PCB negli ultimi anni è quella dei PCB flessibili. L'elettronica indossabile, i display flessibili e le applicazioni mediche sono solo alcune delle industrie che causano questa crescente domanda di PCB flessibili e flex-rigidi. Man mano che le capacità tecnologiche dei PCB flessibili (ed estensibili) diventano più sofisticate, anche le opportunità di design del prodotto aumentano e dobbiamo ancora realizzare il potenziale di questa divisione dell'industria dei PCB nei prossimi anni.
  • Schede ad alta potenza - C'è una spinta significativa verso schede PCB a potenza più elevata (48V e superiore), guidata soprattutto dall'energia solare in rapida crescita e dalle industrie dei veicoli elettrici (EV). Queste schede ad alta potenza richiedono PCB per montare componenti più grandi come i pacchi batteria, pur essendo in grado di gestire efficacemente i problemi di interferenza.
  • Tecnologia di stampa 3D - La stampa 3D è già diventata una realtà in molte industrie e dipartimenti di R&S, tuttavia quando si guarda alla stampa di una miscela di materiali conduttivi e non conduttivi, con la complessità e la fragilità delle schede moderne, ci sono ancora grandi sfide per questa industria prima di raggiungere le capacità attuali dell'industria convenzionale dei PCB. Rendere la stampa 3D di PCB conveniente è un'altra grande sfida da superare, soprattutto per la produzione di massa.

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