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개요
현대 전자 부품은 모두 인쇄 회로 기판으로 구동됩니다. 전자 부품이 조립되는 방식을 영원히 바꿔 놓은 매우 유용한 기술입니다. PCB가 발전함에 따라 수많은 혁신가와 주요 이정표도 발전합니다. PCB톡 PCB의 역사, PCB가 어떻게 발명되었는지, 그리고 기술이 어떻게 발전하여 오늘날 우리가 보고 있는 모습이 되었는지에 대해 알려드립니다.
인쇄 회로 기판(PCB)은 무엇입니까?
인쇄 회로 기판은 비전도성 기판, 즉 얇은 기판입니다. 이 기판에는 일반적으로 구리로 인쇄되거나 에칭된 전도성 선이 있습니다. 기판에는 전자 부품을 장착합니다. 부품은 구리 트레이스로 연결되어 서로 연결됩니다. 이러한 부품은 PCB에 연결(또는 완전한 회로 형성)하기 위한 전선입니다. 이 구조를 통한 부품 간의 원활한 전기적 연결 및 통신은 장치의 작동을 쉽게 만듭니다.
PCB는 무엇에 사용되나요?
거의 모든 전자 기기에는 PCB가 있습니다! PCB의 기본 기능은 전기 기기에서 간단한 동작을 가능하게 하는 것입니다. PCB를 구축하면 전기와 신호가 전달될 수 있는 경로가 사라집니다. 스마트폰을 포함한 모든 기기는 컴퓨터 및 엔터테인먼트 시스템에서는 PCB를 사용합니다. PCB는 라디오, 텔레비전과 비디오 게임 콘솔이 작동하도록 했습니다. 그것들이 없었다면 현대 전자제품은 존재하지 않았을 것입니다.
PCB 역사에 직접적인 영향을 미친 사람들
PCB 역사에 직접적인 영향을 미친 여러 뛰어난 두뇌가 PCB 역사를 만들었습니다. 그리고 이들은 가장 중요한 PCB 기술 중 일부를 개척하는 데 도움을 준 사람들입니다. 각자는 초기 개념에서 주요 혁신에 이르기까지 오늘날 우리가 알고 있는 전자 장치를 바꾸는 데 각자의 역할을 했습니다.
앨버트 핸슨
1903년, 독일의 발명가 알버트 핸슨은 큰 발견을 했습니다. 그는 절연 보드에서 평평한 호일 도체를 사용하여 간단한 회로 보드를 개발했습니다. 이는 전자 제품의 와이어 연결을 간단하게 유지하려는 시도였습니다. 이러한 원시적인 연결 형식은 현대 PCB로의 한 걸음을 내딛었습니다. 핸슨은 전자 제품을 더 쉽고 안정적으로 만들었습니다. 가장 중요한 것은 다음과 같은 중요한 기능을 도입한 그의 작업이었습니다. 관통 구멍 양쪽의 구조와 도체를 위한 것이었는데, 이는 오늘날 PCB가 설계되는 방식에 영향을 미치게 되었습니다.
토머스 에디슨
그는 1904년에 초기 PCB 아이디어를 개선했습니다. 내구성을 높이고 유연성을 줄이기 위해 그는 도체를 린넨 종이에 도금했습니다. 이 후자의 단계는 잠재적인 미래에 필수적이었습니다. 다층 PCB. 에디슨이 전념한 도체와 절연체는 현대 PCB 설계를 형성하는 데 도움이 되었습니다. 그는 전자 제품의 단락을 방지하는 더 안전하고 신뢰할 수 있는 재료를 개발했습니다. PCB는 나중에 만들어졌지만, PCB가 처음 생겨난 원인에 대한 비유는 에디슨의 전기 공학 혁신과 함께 생겨나 오늘날의 회로 발전의 토대를 마련했습니다.
아서 베리
1913년, 아서 베리는 회로 설계에서 중요한 단계를 구했습니다. 그의 특허 중에는 회로를 그리기 위해 금속을 에칭하는 방법이 있었습니다. 베리는 레지스트를 사용하여 금속을 절단하는 것을 막은 다음 원치 않는 부분을 에칭했습니다. 이는 균열 수를 줄이고 정밀도를 개선했습니다. 현대 PCB 제조의 핵심인 그의 기술은 인쇄 및 에칭 방법이었습니다.
맥스 슈프
이 뛰어난 발명가는 1916년에 PCB 기술에 중요한 공헌을 했습니다. 그는 패턴이 있는 마스크를 통해 금속을 기판에 화염 분사하는 방법에 대한 특허를 받았습니다.
찰스 듀카스
그는 1925년 PCB 기술에 중요한 공헌을 했습니다. 나중에 그는 다음과 같은 방법을 특허로 받았습니다. 전기 도금 회로 패턴. 전기 코팅은 이 공정을 통해 달성됩니다. 1927년 Ducas가 또 다른 단계를 밟았습니다. 그는 스텐실과 전도성 잉크를 사용하여 보드에 직접 와이어를 인쇄했습니다. 절연 표면에서 이 방법은 명확한 전자 경로를 생성했습니다. 그는 현대 인쇄 회로 기판의 기초를 마련함으로써 이 모든 것을 달성할 수 있었습니다. Ducas는 또한 보드를 직렬로 연결하는 다층 설계를 고안했습니다.
폴 아이슬러
그는 현대 인쇄 회로 기판의 발명가였습니다. 2차 세계 대전 전에 그는 오스트리아를 떠나 영국으로 이사했습니다. Eisler는 자신의 인쇄 기술을 사용하여 기판에 회로를 인쇄했습니다. 이 절차는 손으로 전선을 납땜하는 느린 방법을 대체했습니다. 그의 PCB가 처음 사용된 것은 전쟁 중 라디오 세트였습니다. 영국과 미국은 Eisler의 발명품에 감사할 것이 많았습니다. 오늘날 우리가 사용하는 전자 제품은 모두 그의 작업으로 만들어졌습니다.
존 사그로브
그는 인쇄 회로 기판을 연구한 영국 엔지니어였습니다. 1906년에 태어난 그의 원래 이름은 John Adolphe Szabadi였습니다. 1938년에 그는 이름을 바꾸었습니다. 그는 영국 Tungsram에 있는 동안 베이클라이트에 금속을 분사하는 실험을 했습니다. 절제된 내장에는 구조물을 설치하여 형성했습니다. 저항, 커패시터, 그리고 이 과정이 진행되는 동안 한 표면에 전기 연결이 이루어졌습니다. 그의 작업은 범용 PCB의 선구자였습니다. 1943년 폴 아이슬러의 작업은 사그로브의 기술을 초기화했으며, 이는 비용과 생산 용이성으로 인해 복잡한 전자 제품을 생산하는 것이 더 실현 가능해지기 전에 회로 설계를 발전시키는 데 사용되었습니다.
초기 PCB
이전에는 이 회로가 절연체가 있는 금속 섀시에 배선되었습니다. 이것은 엄청나게 크고 무겁고 깨지기 쉬운 회로였습니다. 또한 만드는 데 비용이 많이 들고 시간이 많이 걸렸습니다. 1943년 폴 아이슬러는 최초의 간단한 단단한 PCB. 그의 디자인은 와이어 연결을 제거하여 전자 장치를 더 효율적이고 컴팩트하게 만들었습니다. 이 방법은 오늘날 우리가 사용하는 현대 PCB를 개발하는 데 도움을 준 엔지니어에 의해 빠르게 채택되어 더 가볍고 훨씬 더 안정적이었습니다.
PCB의 역사
PCB는 역사에 대해 배우는 것이 흥미로운 일이며, 시작부터 어떻게 현대 전자공학의 중추가 되었는지에 대해 배우는 것이 흥미로운 일입니다. 아래는 10년마다 PCB 기술을 정의하는 데 도움이 된 주요 이정표입니다. PCB가 초기 실험에서 오늘날의 다층 설계에 이르기까지 전자 회로를 어떻게 혁신했는지에 대해 배울 수 있습니다.
1879년~1900년 – 도금 시대
이 시기는 사람들이 산업과 기술의 급속한 성장을 경험한 시기입니다. 전력망에 연결된 도시와 농촌 지역에서 전기는 석유와 석탄을 대체했습니다. 전화, 전구, 카메라가 개발되었습니다. PCB는 아직 실제로 개발되지 않았지만, 이 기간 동안 전력의 발전은 PCB의 출현에 유리했습니다. 19세기 후반의 이러한 중요한 발전은 현재 많은 기술의 기원이었습니다.
1925 – 최초의 회로 기판 설계
미국의 발명가 찰스 듀카스는 그 시기에 최초의 회로 기판의 설계에 대한 특허를 받았습니다. 그는 표면에 전도성 잉크를 도포하여 전기 경로를 만들었습니다. 그것은 절연체와 스텐실로 덮여 있었습니다. 이것은 '인쇄 회로'라는 아이디어의 시작을 나타냅니다. 듀카스의 작업은 현대 회로 기판의 기초가 되었습니다. 예를 들어, 그것은 다층 기판에 대한 초기 제안을 포함합니다. 그의 발명의 첫 번째 단계는 전통적인 배선을 인쇄 회로로 대체하는 것이었습니다. 오늘날 그것은 현대 전자공학의 핵심 기술입니다.
1936 – 라디오의 첫 번째 인쇄 회로 기판
이때가 최초의 PCB가 설계되고 조립된 때입니다. 이 PCB는 전쟁 통신용 라디오에 장착하는 데 사용됩니다. 그는 영국에서 일하는 오스트리아 엔지니어였습니다. 그는 전자 장치를 더 작고 효율적으로 만드는 것을 발명했습니다. 1941년 독일 해군 광산에서 사용되었습니다. 초기 사용은 이 기술이 두 가지 모두에 얼마나 유용한지 보여주었습니다. 군 그리고 일상적인 것들.
1943 – Eisler가 고급 PCB 설계 특허를 취득
라디오용 최초의 PCB를 개발한 후, 그는 Henderson과 Spalding과 함께 일했습니다. 그는 Technograph라는 새로운 회사를 통해 투자자들이 자신의 아이디어에 투자한 콩을 얻었습니다. 불행히도, 불행히도 Eisler는 계약 실수로 인해 자신의 발명품에 대한 권리를 잃었습니다. 그러나 그는 여러 다른 응용 프로그램에 대한 세 가지 중요한 특허를 확보했습니다. 이 특허 중 하나는 회로를 에칭하다 유리 강화된 비전도성 기판의 구리 호일에. 그의 PCB는 1957차 세계 대전 이후 항공기 전자 제품에 널리 사용되었습니다. 안타깝게도 Technograph 특허를 내놓은 회사가 거의 없어서 재정적 어려움이 있었습니다. Eisler는 XNUMX년에 사임했습니다.
1944 – PCB 기술에 대한 군사 협력
미국과 영국의 후원으로 근접 퓨즈는 군사용으로 개발되었습니다. 2차 세계 대전 동안 이것들은 퓨즈 지뢰, 폭탄, 포탄에 필수적이었습니다. 1943년경에 널리 사용되기 시작했습니다. 하지만 필요한 것은 많은 힘을 견딜 수 있는 전자 회로였습니다. Globe Union의 Centralab Division에서 해결책을 제안했습니다. 회로용으로 금속 페인트가 인쇄된 세라믹 판을 사용했습니다. 작동했고 Globe Union에 할당된 기밀 특허로 이어졌습니다.
1948 – PCB 기술이 대중에게 공개됨
PCB 기술은 미국 육군에 의해 홍보되었습니다. 이 릴리스는 전자 분야의 빠른 개발을 도왔습니다. 이러한 발전은 부분적으로 Harry W. Rubinstein이 주도했습니다. 1984년에 그는 초기 작업에 대해 Cledo Brunetti 상을 수상했습니다. 또한 Rubinstein은 University Wisconsin-Madison에서 혁신에 대한 인정을 받았습니다. 이 작업에는 공통 기판에 구성 요소를 인쇄하는 작업이 포함되었습니다. 집적 회로를 개발하려면 이것이 필요했습니다.
1950년대 – 트랜지스터의 도입
전자 시장은 다음과 같이 변화했습니다. 트랜지스터. 또한 장치를 더 작게 만들고 신뢰성을 높였습니다. 이러한 개발로 인해 인쇄 회로 기판(PCB)을 쉽게 통합할 수 있었습니다. PCB 기술은 1948년 미국에서 처음 상업적으로 출시되었습니다. PCB는 가전 제품 1950년대에. 이것은 자동 조립 공정 덕분에 일어났습니다. 가정용 라디오에서, 모토로라 도금 회로로 선두를 달렸습니다. 이를 위해 그들은 1년 동안 1952만 달러를 투자했습니다. XNUMX년 XNUMX월, Hallicrafters는 또한 인쇄 회로 제품인 시계 라디오를 출시했습니다.
1950년대부터 1960년대까지 – 양면 보드와 내식성
한편, 이 기간 동안 인쇄 회로 기판의 인쇄 진행은 상당히 중요했습니다. 대신, 원하는 구성 요소가 한 면에 있고 인쇄가 다른 면에 있는 양면이 되었습니다. 아연판으로 새로운 디자인이 적용되었습니다. 부식에 대한 저항성이 더 커졌습니다. 시간이 지남에 따라 손상을 방지하는 데 도움이 되었습니다. 이러한 발전이 이루어졌지만 많은 산업에서 지점 간 섀시 방법을 계속 사용했습니다. TV 및 안녕 파이 1960년대 후반까지 세트로 사용되었습니다. PCB는 크기, 무게, 비용 측면에서 설계를 축소하려고 했습니다. 1960년에는 상황이 약간 달랐습니다. 이 당시에는 1개의 PCB를 사용하는 라디오를 볼 수 있습니다. TV에는 작동을 위해 더 많은 PCB가 있을 수 있습니다. 구성 요소 리드는 뚫린 구멍에 삽입되었습니다. 구멍을 통해 건설 및 조립.
1960년대 – 집적 회로 및 다층 PCB 시대
고대에는, IC를 전자 설계를 영원히 바꿔놓았습니다. 그 실리콘 칩은 하나의 칩에 수천 개의 구성 요소를 포함하고 있습니다. 그 결과, 장치는 더 빠르고 더 안정적이 되었습니다. 인쇄 회로 기판은 이러한 IC가 맞도록 적응해야 했습니다. 이제 훨씬 더 많은 도체와 층이 있었습니다. IC 칩이 작아짐에 따라 PCB도 더 작아졌습니다. 납땜 연결은 더 어려워졌습니다. 전자 기술이 발전함에 따라 더 높은 정밀도에 대한 필요성이 커졌습니다.
1970년대 – PCB와 폴리염소비페닐 혼동
이 시간 동안, 폴리 염화 비 페닐 인쇄 회로 기판과 혼동되는 경우가 많았습니다. 이로 인해 사람들은 건강과 환경에 대한 걱정을 하게 되었습니다. 인쇄 배선 기판 또는 PWB 이를 방지하기 위해 PCB 대신 페닐알라닌(PB)을 사용합니다. 이로 인해 상황이 바뀌었고 오해도 줄어들었습니다. 다행히 폴리염소비페닐(PBC)은 1990년대에 단계적으로 폐지되었고, 명칭 변경은 그때까지 지속되었습니다. 대중의 신뢰는 명확한 용어에 의존했습니다.
1970년대부터 1980년대까지 – 솔더마스크 개발
인쇄 회로 기판(PCB)에 중요해졌습니다. 이는 트레일러 흔적과 부품 부식을 줄이는 데 도움이 되었습니다. 최신 컨포멀 코팅은 처음에 사용된 에폭시 화합물과 유사합니다. 나중에 얇은 폴리머 솔더 마스크 개발되었습니다. 납땜이 더 쉬워졌고, 이러한 마스크로 인해 회로 간 브리징이 억제되었습니다. 이 혁신으로 더 조밀한 회로 설계가 개발되었습니다. 궁극적으로 사진 이미지화 가능한 폴리머 코팅이 실현되었습니다. 회로에 새겨질 수 있었고, 이후에는 빛에 노출되어 수정될 수 있었습니다.
1980년대 – 표면 실장 기술(SMT)이 PCB 조립을 혁신하다
새로운 조립 기술이 등장했습니다. SMT 또는 표면 실장 기술. 그 전에는 모든 PCB 구성 요소에 외부와 인터페이스하기 위한 리드 와이어가 있었습니다. 그래서 이 리드는 PCB의 구멍에 납땜되었습니다. 이 구멍은 회로 라우팅에 사용되는 공간을 채웠습니다. 구성 요소를 직접 납땜할 수 있는 SMT에서는 이것이 바뀌었습니다. 즉, 구멍이 필요 없다는 의미였습니다. SMT의 원래 명칭은 "평면 실장"이었는데, IBM은 1960년에 이를 시연했습니다. 나중에 NASA는 이 설계를 발사체 디지털 컴퓨터에 적용했습니다. SMT는 산업 표준을 개선하는 데 도움이 되었습니다. 성능이 향상되었고 제조 비용이 절감되었습니다.
1990년대 – PCB 소형화에서 CAD/CAM 소프트웨어의 역할
PCB는 크기가 줄어들기 시작했습니다. 그 이유는 CAD/CAM 소프트웨어의 대중화였습니다. 이 소프트웨어는 쉽고 빠르게 PCB를 설계하는 데 사용할 수 있습니다. 많은 설계 단계가 자동화되었습니다. 더 작고 짧은 구성 요소로 설계할 수 있습니다. 한편, 공급업체는 장치를 업그레이드합니다. 효율성과 낮은 에너지 사용에 중점을 둡니다. 또한 더 높은 신뢰성과 더 낮은 비용을 추구합니다. PCB는 더 작은 연결을 통해 더욱 작아집니다. 이러한 소형화 추세는 오늘날 우리가 알고 있는 산업에 여전히 영향을 미치고 있습니다.
2000년대 – 다층 및 유연한 PCB
PCB는 많이 바뀌었습니다. 더 작고 가벼워졌습니다. 레이어 수가 엄청나게 증가하면서 더 복잡해졌습니다. 이 기간 동안 다층 및 가요 성 PCB 이러한 디자인으로 많은 전자 기기에서 더 많은 기능이 제공됩니다. 크기를 추가하지만 가능한 한 많이 추가하지 않습니다. 게다가 비용을 절감합니다. PCB는 작은 공간에 맞고 유연한 디자인을 가질 수 있습니다.
오늘날 우리 모두가 알고 있는 인쇄 회로 기판
이제 인쇄 회로 기판은 새로운 명성을 얻었습니다. 더 이상 화학 PCB가 아닙니다. 이제 PCB라고만 부를 수 있습니다. 인쇄 회로 기판과 인쇄 와이어 보드는 업계에서 일반적으로 사용됩니다. 하지만 인쇄 회로 기판은 이미 인기가 있습니다. PCB는 여전히 계속 진화하고 점점 더 미세하고 복잡해지고 있습니다. 리지드 플렉스 PCB 현재 널리 사용되고 있습니다. 이 디자인에서는 딱딱하고 유연한 층이 결합됩니다. 따라서 리지드-플렉스 PCB는 더 얇고 좁은 공간에 넣을 수 있습니다.
PCB 시장의 미래와 추세
시장 규모는 76.12억 93.87천만 달러에 이를 것으로 예상됩니다. 사실, 2029년까지 4.28억 2023천만 달러에 이를 수 있습니다. 즉, 회사는 연간 XNUMX% 성장할 것입니다. 여러 가지 성장 요인이 있습니다. 첫째, 사람들이 전자 기기를 사용하고 있습니다. 둘째, 기술이 발전합니다. 셋째, 글로벌 연결 수요가 증가하고 있습니다. PCB 산업은 작년보다 감소한 XNUMX년에 반등할 것으로 예상됩니다. 이는 혁신에 의해 주도될 것입니다.
PCB 역사에 대한 FAQ
PCB는 어떻게 군사계에서 소비자계로 옮겨갔는가?
이제 모든 것은 1941년 1970월 진주만 공격 이후에 시작되었습니다. 더 나은 의사소통이 미군이 배우는 데 도움이 되었을 것입니다. 사실, XNUMX차 세계 대전에서 그들은 근접 퓨즈라고 알려진 영국 장치를 발견했습니다. 이 장치는 포탄이 목표물을 정확하게 맞출 수 있었습니다. 하지만 XNUMX년대에는 모든 종류의 가정용 컴퓨터와 가젯에 크게 기본이 되었습니다. 현재 사용하는 거의 모든 전자 장치에는 PCB가 들어 있습니다. 즉, 군사적 뿌리에서 얼마나 발전했는지입니다.
현재 PCB 기술의 동향은 무엇입니까?
PCB는 빠르게 진화하는 산업입니다. 3D 프린팅은 이미 영향을 미치고 있습니다. 이 기술로 인해 PCB 제조 방식이 바뀌고 있습니다. 향후 작업은 종이 인쇄 회로 기판과 같은 친환경 소재에 집중될 수 있습니다. 작게 더 많은 용량을 갖춘 디자인도 제조업체에서 목표로 삼을 것입니다. 통합 칩과 임베디드 구성 요소가 있는 더 많은 성형 플라스틱 보드를 볼 수 있을 것입니다. 앞으로 몇 년 동안 이러한 추세는 PCB 부문에서 성장을 보일 것입니다.
PCB 에칭의 역사는 무엇입니까?
PCB 에칭은 1913년으로 거슬러 올라갑니다. 영국의 발명가인 아서 베리는 인쇄 및 에칭에 대한 특허를 받았습니다. 그는 금속을 에칭하여 회로를 만드는 방법을 보여주었습니다. 그는 또한 금속에 저항 층을 놓고 에칭하는 방법을 설명했습니다. 이것은 모서리가 매우 날카로운 절단보다 훨씬 나았습니다.
일부 PCB가 검은색인 이유는 무엇일까?
솔더 마스크는 PCB에 색상을 부여합니다. 솔더 마스크는 제조업체에서 구리 트레이스를 보호하는 데 사용되었습니다. 산화 또는 녹을 방지하고 솔더 브리지가 형성되는 것을 막습니다. 선택할 수 있는 색상이 많지만 녹색이 가장 인기가 있습니다. 또한 검정색도 인기가 있습니다. 일부 특수 전자 제품을 위해 검정색 PCB를 생산하는 제조업체가 있습니다. 예를 들어 제품에 다양한 색상을 사용하는 컴퓨터 마더보드 제조업체를 살펴보겠습니다. 하이엔드 게임용 마더보드는 검은, 하단은 다음과 같을 수 있습니다 녹색중요한 것은 PCB의 색상이 아닙니다. 품질이나 성능에 영향을 미치지 않습니다.
맺음말
요약하자면, 우리는 PCB 스토리와 PCB의 역사를 논의했습니다. 여러분은 PCB가 무엇이고 오늘날의 현대 전자제품에서 어떻게 사용되는지 배웠습니다. 여러분은 회로 기판 설계의 발명에서 중요한 이정표인 Charles Ducas와 Paul Eisler와 같은 주요 인물에 대해 논의합니다. 또 다른 핵심 요점은 표면 실장 기술 및 유연한 PCB와 같은 기술의 발전입니다. 게다가, 이 PCBTok 기사는 PCB의 미래가 어떻게 발전할지 탐구하고 가장 자주 묻는 질문에 대한 답을 제공합니다.
