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電路板的發(fā)展歷史及展望

文章來源：作者：梁波靜查看手機(jī)網(wǎng)址

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人氣：7109發(fā)布日期：2020-09-30 09:28【大中小】

通過上邊的圖片我們看到，在PCB技術(shù)沒有大規(guī)模應(yīng)用之前，生產(chǎn)這樣一臺(tái)電子設(shè)備是多么的麻煩而低效，大量的電子管，需要使用涂有絕緣樹脂的導(dǎo)線在器件之間進(jìn)行人工布線并焊接，這就帶來一些問題：

人工接線效率低，沒辦法實(shí)現(xiàn)機(jī)器化大規(guī)模生產(chǎn)
人工接線容易出現(xiàn)安裝錯(cuò)誤，檢查困難
端子的焊接可靠性低容易松動(dòng)造成接觸不良

為了簡化電子機(jī)器的制作，減少電子零件間的配線，降低制作成本、提高電子機(jī)器的可靠性，人們開始鉆研以印刷的方式取代配線的方法，以利用機(jī)器實(shí)現(xiàn)精密的大規(guī)?；a(chǎn)。

印刷電路板的誕生與發(fā)展

1831年法拉第發(fā)表電磁感應(yīng)定律之后，人們就開始研究如何利用電磁原理來實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離通信，薩繆爾·摩爾斯1837年發(fā)明了電報(bào)，貝爾于1876獲得了電話的發(fā)明專利。到了1904年美國有300萬電話需要靠人工電話交換連接。

印刷電路板也是隨著電子連接系統(tǒng)發(fā)展而來的，以解決電報(bào)/電話系統(tǒng)的連接問題。初期，金屬條或金屬棒用于連接安裝在木制底座上的大型電子元件。隨著時(shí)間的推移，金屬條被螺絲端子和可擰入其中的電纜所取代，這樣連接更具有靈活性，而木制底座則被金屬底板所取代。但是，隨著電報(bào)/電話業(yè)務(wù)的發(fā)展，電話交換門數(shù)越來有多，電話系統(tǒng)相關(guān)的電子操作也越來越復(fù)雜，這就需要更小、更緊湊的設(shè)計(jì)。

圖為1907年的漢口路14號(hào)英商華洋德律風(fēng)公司的人工電話交換所

印刷電路板的搖籃期

與PCB有關(guān)的發(fā)明專利最早的時(shí)間節(jié)點(diǎn)應(yīng)該在1903年，當(dāng)時(shí)一位名叫阿爾伯特·漢森（Albert Hanson）的德國著名發(fā)明家申請了一項(xiàng)英國專利，他首創(chuàng)利用“線路”的觀念應(yīng)用于電話交換機(jī)系統(tǒng)，利用金屬箔切割成線路導(dǎo)體，然后線路導(dǎo)體上下面都粘上石蠟紙，在線路交點(diǎn)上設(shè)置導(dǎo)通孔實(shí)現(xiàn)不同層間的電氣互聯(lián)。這與我們現(xiàn)代的PCB制造方法有明顯的區(qū)別，因?yàn)楫?dāng)時(shí)苯酚樹脂還未發(fā)明，而化學(xué)蝕刻技術(shù)也還未成熟，阿爾伯特·漢森發(fā)明的方法可以說是現(xiàn)代PCB制造的雛形吧。

1907年，出生于比利時(shí)的美國化學(xué)家利奧·亨德里克·貝克蘭（Leo Hendrik Baekeland，1863年－1944年）改進(jìn)了酚醛樹脂的生產(chǎn)技術(shù)，將樹脂實(shí)用化、工業(yè)化。這也為印制電路板的問世與發(fā)展，創(chuàng)造了必要的條件。

1920年代–早期的PCB板材幾乎無所不包，從電木（就是上邊說的酚醛樹脂，俗稱電木）和松石到普通的舊薄木板。可以在材料上鉆一些孔，然后將扁銅絲鉚接到該材料上。外形看起來可能不是很美觀，但是后來的印刷電路板的理念就從這里誕生。當(dāng)時(shí)，這些電路板主要用于收音機(jī)和留聲機(jī)。

印刷電路板的發(fā)明

還記得上邊提到的赫茲嗎，1887年赫茲通過實(shí)驗(yàn)證實(shí)了麥克斯韋關(guān)于電磁波的預(yù)測之后，到了1920年代，無線電已經(jīng)引起了全世界的關(guān)注，而且電子管技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟，成熟到可以開始無線電廣播的程度了，廣播收音機(jī)將很快被引入到每個(gè)家庭，如何快速制造收音機(jī)，也在促進(jìn)著線路板相關(guān)技術(shù)的演進(jìn)。

1925年，美國的 Charles Ducas 在絕緣的基板上印刷出線路圖案，再以電鍍的方式，成功建立導(dǎo)體作配線。這時(shí)，“PCB”這個(gè)名詞就誕生了。這種方法使得制造電器變得容易。