Giống như nhiều phát minh vĩ đại khác trong suốt lịch sử,bảng mạch in (PCB)như chúng ta biết ngày nay dựa trên tiến bộ đạt được trong suốt lịch sử.Ở một góc nhỏ trên thế giới của chúng ta, chúng ta có thể lần theo lịch sử của PCB từ hơn 130 năm trước, khi những cỗ máy công nghiệp vĩ đại của thế giới mới bắt đầu hoạt động.Những gì chúng tôi sẽ trình bày trong blog này không phải là toàn bộ lịch sử, mà là những khoảnh khắc quan trọng đã biến PCB thành như ngày nay.
Tại sao PCB?
Theo thời gian, PCB đã phát triển thành một công cụ tối ưu hóa việc sản xuất các sản phẩm điện tử.Những thứ từng dễ dàng lắp ráp bằng tay nhanh chóng nhường chỗ cho các thành phần cực nhỏ đòi hỏi độ chính xác và hiệu quả của cơ khí.Lấy hai bảng hiển thị trong hình bên dưới làm ví dụ.Một là một bảng cũ từ những năm 1960 cho máy tính.Cái còn lại là bo mạch chủ mật độ cao điển hình mà bạn sẽ thấy trong các máy tính ngày nay.
So sánh PCB giữa máy tính năm 1968 và bo mạch chủ hiện đại ngày nay.
Trong một máy tính, chúng ta có thể có hơn 30 bóng bán dẫn, nhưng trên một con chip duy nhất trên bo mạch chủ, bạn sẽ tìm thấy hơn một triệu bóng bán dẫn.Vấn đề là, tốc độ tiến bộ trong công nghệ và bản thân thiết kế PCB là rất ấn tượng.Mọi thứ trên PCB của máy tính giờ đây có thể vừa với một con chip duy nhất trong các thiết kế ngày nay.Điều này thu hút sự chú ý đến một số xu hướng đáng chú ý trong sản xuất PCB:
Chúng tôi đang tích hợp nhiều chức năng hơn vào các thiết bị tiên tiến như mạch tích hợp (IC) và bộ vi xử lý.
Chúng tôi đang thu nhỏ các thành phần thụ động như điện trở và tụ điện xuống mức vi mô.
Tất cả những điều này dẫn đến mật độ linh kiện và độ phức tạp tăng lên trên các bảng mạch của chúng tôi.
Tất cả những tiến bộ này chủ yếu được thúc đẩy bởi những cải tiến về tốc độ và chức năng của các sản phẩm của chúng tôi.Chúng tôi mong đợi các thiết bị của mình phản hồi ngay lập tức, thậm chí một vài giây chậm trễ có thể khiến chúng tôi phát điên.Đối với chức năng, hãy xem xét trò chơi điện tử.Quay trở lại những năm 80, có lẽ bạn đã chơi Pac-Man tại một trò chơi điện tử.Bây giờ chúng ta đang nhìn thấy các đại diện quang học của thực tế.Sự tiến bộ chỉ là điên rồ.
Ngày nay, hình ảnh trò chơi điện tử gần như sống động như thật.
Rõ ràng là PCB đã phát triển để đáp ứng trực tiếp những gì chúng ta mong đợi từ các thiết bị của mình.Chúng ta cần những sản phẩm nhanh hơn, rẻ hơn, mạnh hơn và cách duy nhất để đáp ứng những nhu cầu này là thu nhỏ và nâng cao hiệu quả của quy trình sản xuất.Sự bùng nổ về điện tử và PCB bắt đầu từ khi nào?Vào buổi bình minh của Thời đại mạ vàng.
Thời Mạ Vàng (1879 – 1900)
Chúng ta đã kết thúc Nội chiến Hoa Kỳ vào những năm 60, và giờ đây ngành sản xuất của Hoa Kỳ đang bùng nổ.Trong khi chờ đợi, chúng tôi đang làm những gì có thể, từ thực phẩm đến quần áo, đồ nội thất và đường ray.Ngành công nghiệp vận chuyển đang trên đà phát triển và các kỹ sư giỏi nhất của chúng tôi đang tìm cách đưa ai đó từ bờ biển phía đông của Hoa Kỳ đến bờ biển phía tây trong vòng 5 đến 7 ngày thay vì 5 đến 7 tháng.
Đường sắt khiến việc di chuyển từ bờ biển này sang bờ biển khác mất nhiều ngày thay vì hàng tháng.
Trong thời gian này, chúng tôi cũng đưa điện vào nhà, đầu tiên là ở các thành phố, sau đó là các vùng ngoại ô và nông thôn.Điện bây giờ là một thay thế cho than, gỗ và dầu.Hãy nghĩ đến việc sống ở New York trong mùa đông khắc nghiệt, cố gắng nấu ăn hoặc giữ ấm bằng than bẩn hoặc đống củi.Điện đã thay đổi tất cả.
Một điểm thú vị là Standard Oil, công ty độc quyền thị trường dầu mỏ, không cung cấp dầu cho xăng.Thị trường của họ là dầu ăn, chiên và thắp sáng.Với sự ra đời của điện, Standard Oil cần xác định cách sử dụng dầu mới, điều này sẽ đi kèm với sự ra đời của ô tô.
Tháng 5 năm 1878, Công ty Standard Oil phát hành cổ phiếu, và sự độc quyền về dầu mỏ bắt đầu.
Trong Thời đại Mạ vàng, chúng ta đã chứng kiến một số khám phá vĩ đại về điện từ học.Chúng tôi đã phát minh ra động cơ điện, chuyển đổi năng lượng điện thành năng lượng cơ học.Chúng ta cũng thấy các máy phát điện làm ngược lại bằng cách chuyển đổi năng lượng cơ học thành năng lượng điện.
Đó cũng là thời điểm của những nhà phát minh thiên tài vẫn còn ảnh hưởng đến thế giới điện tử của chúng ta ngày nay, bao gồm:
Thomas Edison đã phát minh ra bóng đèn vào năm 1879, bộ phim năm 1889 và nhiều sáng kiến khác.
Nikola Tesla đã phát minh ra động cơ điện vào năm 1888 và nguồn điện xoay chiều vào năm 1895.
Alexander Graham Bell đã phát minh ra điện thoại vào năm 1876.
Kodak của George Eastman đã phát minh ra chiếc máy ảnh tiêu dùng đầu tiên vào năm 1884.
Herman Hollerith đã phát minh ra máy lập bảng vào năm 1890 và tiếp tục thành lập IBM.
Trong thời kỳ đổi mới căng thẳng này, một trong những cuộc tranh luận lớn nhất là giữa AC và DC.Dòng điện xoay chiều của Tesla cuối cùng đã trở thành phương pháp lý tưởng để truyền tải điện trên một khoảng cách dài.Tuy nhiên, điều thú vị là ngày nay chúng ta vẫn đang xử lý chuyển đổi AC-DC.
AC có thể đã thắng trận, nhưng DC vẫn thống trị mảng điện tử.
Nhìn vào bất kỳ thiết bị điện tử nào bạn cắm vào tường, bạn cần chuyển đổi AC thành DC.Hoặc, nếu bạn nhìn vào cơ sở hạ tầng cần thiết cho các tấm pin mặt trời, chúng tạo ra điện ở DC, dòng điện này phải được chuyển đổi ngược lại thành AC dưới dạng nguồn điện và trở lại DC để các thiết bị của chúng tôi sử dụng.Bạn gần như có thể nói rằng cuộc tranh luận AC-DC chưa bao giờ kết thúc, một sự cân bằng vừa được tạo ra giữa hai ý kiến đối lập.
Có rất nhiều chuyển đổi qua lại giữa AC và DC trong một tấm pin mặt trời.
Lưu ý rằng ý tưởng ban đầu về PCB không được phát minh trong Thời đại mạ vàng.Tuy nhiên, nếu không có khả năng sản xuất của thời đại này và ảnh hưởng rộng rãi của điện, PCB sẽ không bao giờ có được như ngày nay.
Thời đại tiến bộ (1890 – 1920)
Kỷ nguyên Tiến bộ được đánh dấu bằng một giai đoạn cải cách xã hội, với các đạo luật như Đạo luật Chống độc quyền Sherman phá vỡ thế độc quyền của Standard Oil.Đây cũng là lúc chúng ta nhìn thấy bằng sáng chế PCB đầu tiên.Năm 1903, nhà phát minh người Đức Albert Hanson đã nộp đơn xin cấp bằng sáng chế của Anh cho một thiết bị được mô tả là một dây dẫn lá phẳng trên một tấm cách điện nhiều lớp.Nghe có vẻ quen?
Bản vẽ mô tả bằng sáng chế PCB đầu tiên của Albert Hanson.
Hansen cũng mô tả khái niệm về các ứng dụng xuyên lỗ trong bằng sáng chế của mình.Ở đây, anh ấy chỉ ra rằng bạn có thể đục lỗ trên hai lớp bằng các đường thẳng đứng để tạo kết nối điện.
Trong thời gian này, chúng tôi bắt đầu thấy Edison và các nhà lãnh đạo doanh nghiệp khác nỗ lực hết mình để đưa các thiết bị điện vào các ngôi nhà hàng ngày.Vấn đề với sự thúc đẩy này là hoàn toàn thiếu tiêu chuẩn hóa.Nếu bạn sống ở New York hoặc New Jersey và sử dụng các phát minh điện của Edison để thắp sáng, sưởi ấm hoặc nấu ăn, điều gì sẽ xảy ra nếu bạn sử dụng chúng ở một thành phố khác?Chúng không thể được sử dụng vì mỗi thị trấn có cấu hình ổ cắm riêng.
Vấn đề còn trở nên tồi tệ hơn bởi thực tế là Edison không chỉ muốn bán cho mọi người một chiếc bóng đèn, mà ông còn muốn bán cả dịch vụ.Edison có thể cung cấp dịch vụ điện hàng tháng cho bạn;sau đó bạn sẽ mua bóng đèn, thiết bị gia dụng, v.v. Tất nhiên, không có dịch vụ nào trong số này tương thích với các phương pháp cạnh tranh khác.
Chúng tôi muốn cảm ơn Harvey Hubbel vì cuối cùng đã đặt dấu chấm hết cho mớ hỗn độn này.Năm 1915, ông được cấp bằng sáng chế cho phích cắm tiêu chuẩn vẫn được sử dụng cho đến ngày nay.Bây giờ chúng tôi không có máy nướng bánh mì hoặc đĩa nóng được cắm vào ổ cắm bóng đèn.Đây là một chiến thắng lớn cho tiêu chuẩn hóa ngành.
Nhờ Harvey Hubbel, giờ đây chúng ta có ổ cắm trên tường được tiêu chuẩn hóa cho tất cả các thiết bị điện tử.
Lưu ý cuối cùng, Kỷ nguyên Tiến bộ được đánh dấu bằng Thế chiến thứ nhất. Cuộc xung đột này hoàn toàn tập trung vào chiến tranh chiến hào và chiến hào.Khái niệm PCB, hay thậm chí là thiết bị điện tử cơ bản, chưa được sử dụng trong các ứng dụng quân sự, nhưng nó sẽ sớm được sử dụng.
Những năm hai mươi ầm ầm (những năm 1920)
Khi Chiến tranh thế giới thứ nhất kết thúc, chúng ta hiện đang ở những năm 20 đang bùng nổ, thời kỳ chứng kiến sự bùng nổ lớn của nền kinh tế Mỹ.Lần đầu tiên trong lịch sử, nhiều người sống ở thành phố hơn ở nông trại.Chúng tôi cũng bắt đầu thấy các chuỗi và thương hiệu được giới thiệu trên khắp Hoa Kỳ.Bạn có thể có một hoặc hai cửa hàng gia đình ở hai thị trấn khác nhau, nhưng giờ đây chúng tôi có các thương hiệu lớn và các cửa hàng mở rộng ra toàn quốc.
Phát minh vĩ đại nhất của thời kỳ này là ô tô của Henry Ford và cơ sở hạ tầng mà nó cần.Tình hình tương tự như những năm 1990, khi chúng ta phải xây dựng một cơ sở hạ tầng lớn để đối phó với internet và thời đại thông tin của chúng ta bằng cách xây dựng các bộ chuyển mạch, bộ định tuyến và cáp quang.Ô tô cũng không ngoại lệ.
Chiếc ô tô đầu tiên của Henry Ford – một chiếc xe bốn bánh.
Ở đây chúng tôi thấy những gì đã từng là một con đường đất được trải nhựa.Mọi người cần xăng để cung cấp năng lượng cho phương tiện của họ, do đó cần có trạm xăng.Bạn cũng có cửa hàng sửa chữa, phụ kiện và nhiều hơn nữa.Toàn bộ cách sống của nhiều người bắt nguồn từ việc phát minh ra ô tô, và nó vẫn còn cho đến ngày nay.
Cũng trong thời gian này, chúng ta chứng kiến sự ra đời của các thiết bị hiện đại mà ngày nay chúng ta vẫn sử dụng, chẳng hạn như máy giặt, máy hút bụi và tủ lạnh.Lần đầu tiên, mọi người sẽ có thể mua hàng hóa dễ hỏng trong các cửa hàng và bảo quản chúng trong thời hạn sử dụng kéo dài.
Nhưng PCB của chúng ta ở đâu?Chúng tôi vẫn chưa thấy chúng được sử dụng trong bất kỳ thiết bị gia dụng hay ô tô nào ra mắt trong thời gian này.Tuy nhiên, vào năm 1925, Charles Ducasse đã nộp bằng sáng chế mô tả quá trình thêm mực dẫn điện vào vật liệu cách điện.Điều này sau đó sẽ dẫn đến một bảng mạch in (PWB).Bằng sáng chế này là ứng dụng thực tế đầu tiên tương tự như PCB, nhưng chỉ như một cuộn dây gia nhiệt phẳng.Chúng tôi chưa nhận được bất kỳ kết nối điện thực tế nào giữa bo mạch và các thành phần, nhưng chúng tôi đang tiến gần đến.
PCB tiếp tục phát triển, lần này được sử dụng làm cuộn dây đốt nóng cho Charles Ducas.
Đại khủng hoảng (1930)
Năm 1929, thị trường chứng khoán lao dốc, và tất cả những đổi mới vĩ đại của thời đại chúng ta đều lao dốc.Ở đây, chúng ta thấy một thời kỳ tỷ lệ thất nghiệp trên 25%, 25.000 ngân hàng phá sản và rất nhiều rắc rối trên khắp thế giới.Đó là một thời kỳ bi thảm đối với toàn thể nhân loại, mở đường cho sự trỗi dậy của Hitler, Mussolini, Stalin và các cuộc xung đột thế giới trong tương lai của chúng ta.PCB có thể đã im lặng cho đến bây giờ, nhưng điều đó sắp thay đổi.
Cuộc Đại suy thoái đã ảnh hưởng đến tất cả mọi người, từ ngân hàng đến những người lao động bình thường.
Chiến tranh thế giới thứ hai (1939 – 1945)
Chiến tranh thế giới thứ hai đang diễn ra và Hoa Kỳ tham gia vào cuộc cạnh tranh sau vụ đánh bom Trân Châu Cảng năm 1942. Điều thú vị về Trân Châu Cảng là toàn bộ sự cố liên lạc đã dẫn đến cuộc tấn công.Mỹ có bằng chứng rõ ràng về một cuộc khủng hoảng sắp xảy ra, nhưng mọi phương thức liên lạc với căn cứ quân sự của họ ở Honolulu đều không thành công và hòn đảo này đã mất cảnh giác.
Do thất bại này, DoD nhận ra rằng họ cần một phương tiện liên lạc đáng tin cậy hơn.Điều này đưa điện tử lên hàng đầu như là phương tiện liên lạc chính thay thế mã Morse.
Cũng trong Chiến tranh thế giới thứ hai, chúng ta đã chứng kiến việc sử dụng PCB lần đầu tiên trong các cầu chì lân cận mà chúng ta có ngày nay.Thiết bị này được sử dụng cho các loại đạn có tốc độ cao, yêu cầu bắn chính xác ở khoảng cách xa trên bầu trời hoặc trên mặt đất.Nhiên liệu gần ban đầu được người Anh phát triển để chống lại bước tiến của quân đội Hitler.Sau đó, nó được chia sẻ với Hoa Kỳ, nơi thiết kế và sản xuất đã được hoàn thiện.
Một trong những ứng dụng quân sự đầu tiên sử dụng PCB là cầu chì gần.
Trong thời gian này, chúng tôi cũng có Paul Eisler, một người Áo sống ở Anh, được cấp bằng sáng chế lá đồng trên đế thủy tinh không dẫn điện.Nghe có vẻ quen?Đây là một khái niệm ngày nay chúng ta vẫn sử dụng để tạo PCB có lớp cách điện và đồng ở mặt trên/mặt dưới.Eisler đã đưa ý tưởng này tiến thêm một bước khi ông chế tạo một đài phát thanh từ PCB của mình vào năm 1943, điều này sẽ mở đường cho các ứng dụng quân sự trong tương lai.
Paul Eisler đã chế tạo một chiếc radio từ bảng mạch in đầu tiên (PCB).
Baby Boomers (những năm 1940)
Khi Chiến tranh thế giới thứ hai sắp kết thúc, chúng tôi chứng kiến những người lính của mình trở về nhà, lập gia đình và có cả đàn con.Cue những đứa trẻ bùng nổ.Chính trong thời kỳ hậu chiến, chúng ta đã chứng kiến những cải tiến vượt bậc đối với các thiết bị hiện có như máy hút bụi, máy giặt, tivi và radio.Giờ đây, cuộc Đại suy thoái đang ở phía sau chúng ta, nhiều người tiêu dùng cuối cùng cũng có thể mua những thiết bị này trong nhà của họ.
Chúng tôi vẫn chưa thấy PCB cấp tiêu dùng.Các tác phẩm của Paul Eisler ở đâu?Hãy xem chiếc TV cũ này bên dưới và bạn sẽ thấy tất cả các thành phần, nhưng không có nền tảng PCB bên dưới.
Một chiếc TV Motorola cũ từ năm 1948, không có PCB.
Mặc dù thiếu PCB, nhưng chúng tôi đã thấy bóng bán dẫn xuất hiện tại Bell Labs vào năm 1947. Phải mất thêm sáu năm nữa vào năm 1953 trước khi thiết bị cuối cùng được sử dụng trong sản xuất, nhưng tại sao lại lâu như vậy?Vào thời đó, thông tin được phổ biến qua các tạp chí, hội nghị, v.v. Trước thời đại thông tin, việc lan truyền thông tin chỉ cần thời gian để lan truyền.
Bóng bán dẫn đầu tiên được sinh ra tại Phòng thí nghiệm Bell vào năm 1947.
Thời kỳ Chiến tranh Lạnh (1947 – 1991)
Sự ra đời của thời kỳ Chiến tranh Lạnh đánh dấu một giai đoạn căng thẳng đáng kể giữa Hoa Kỳ và Liên Xô.Do sự khác biệt giữa chủ nghĩa tư bản và chủ nghĩa cộng sản, hai gã khổng lồ này gần như gây chiến với nhau và đặt thế giới trước nguy cơ hủy diệt hạt nhân.
Để đi trước trong cuộc chạy đua vũ trang này, cả hai bên phải cải thiện khả năng giao tiếp để hiểu đối phương đang làm gì.Ở đây chúng ta thấy PCB được sử dụng hết tiềm năng của nó.Năm 1956, Quân đội Hoa Kỳ đã công bố bằng sáng chế cho “quy trình lắp ráp mạch”.Các nhà sản xuất hiện có một cách để vừa giữ thiết bị điện tử vừa tạo kết nối giữa các thành phần bằng dấu vết đồng.
Khi PCB bắt đầu phát triển trong thế giới sản xuất, chúng tôi thấy mình đang ở trong cuộc chạy đua vào không gian đầu tiên trên thế giới.Nga đã đạt được một số thành tựu đáng kinh ngạc trong thời gian này, bao gồm:
1957 Phóng vệ tinh nhân tạo đầu tiên, Sputnik
1959 Phóng Luna 2, tàu vũ trụ đầu tiên lên Mặt trăng
Năm 1961 Yuri Gagarin, nhà du hành vũ trụ đầu tiên, được đưa lên quỹ đạo Trái đất
Vệ tinh nhân tạo đầu tiên của Nga, Sputnik, được phóng vào năm 1957.
Nước Mỹ ở đâu trong tất cả những điều này?Chủ yếu là tụt hậu, thường phải mất một hoặc hai năm để phát triển cùng một công nghệ.Giải quyết khoảng cách này, chúng ta thấy ngân sách không gian của Hoa Kỳ tăng gấp năm lần vào năm 1960. Chúng ta cũng có bài phát biểu nổi tiếng của Tổng thống Kennedy năm 1962, một phần trong đó đáng được trích dẫn:
“Chúng tôi chọn đi đến mặt trăng!Chúng tôi chọn lên mặt trăng để làm những việc khác trong thập kỷ này, không phải vì chúng dễ dàng mà vì chúng khó;bởi vì mục tiêu này sẽ giúp tổ chức và đo lường năng lượng và kỹ năng tốt nhất của chúng ta, vì điều này Thử thách là những gì chúng ta sẵn sàng đương đầu, những gì chúng ta không sẵn sàng trì hoãn và những gì chúng ta sẵn sàng giành lấy.”– John F. Kennedy, Tổng thống Hoa Kỳ, ngày 12 tháng 9 năm 1962
Tất cả những điều này đã dẫn đến một thời điểm mang tính bước ngoặt trong lịch sử.Ngày 20 tháng 7 năm 1969, người Mỹ đầu tiên đặt chân lên mặt trăng.
Người đàn ông đầu tiên trên mặt trăng, một thời khắc lịch sử cho nhân loại.
Quay trở lại với PCB, vào năm 1963, chúng tôi đã được Hazeltyne Corporation cấp bằng sáng chế cho công nghệ mạ xuyên lỗ đầu tiên.Điều này sẽ cho phép các thành phần được đóng gói gần nhau trên PCB mà không phải lo lắng về kết nối chéo.Chúng tôi cũng chứng kiến sự ra đời của Công nghệ Surface Mount (SMT), do IBM phát triển.Những tập hợp dày đặc này lần đầu tiên được nhìn thấy trong thực tế trong một tên lửa đẩy Saturn.
1967 Bằng sáng chế công nghệ PCB xuyên lỗ đầu tiên.
Buổi bình minh của bộ vi xử lý (những năm 1970)
Những năm 70 mang đến cho chúng ta bộ vi xử lý đầu tiên ở dạng mạch tích hợp (IC).Điều này ban đầu được phát triển bởi Jack Kilby của Texas Instruments vào năm 1958. Kilby mới tham gia TI, vì vậy những ý tưởng sáng tạo của ông về IC phần lớn được giữ kín.Tuy nhiên, khi các kỹ sư cấp cao của TI được cử tham dự một cuộc họp kéo dài một tuần, Kilby đã ở lại và điều hành với những ý tưởng trong đầu.Tại đây, anh ấy đã phát triển vi mạch đầu tiên trong phòng thí nghiệm TI và các kỹ sư quay trở lại yêu thích nó.
Jack Kilby nắm giữ mạch tích hợp đầu tiên.
Vào những năm 1970, lần đầu tiên chúng ta chứng kiến việc sử dụng IC trong sản xuất điện tử.Tại thời điểm này, nếu bạn không sử dụng PCB cho các kết nối của mình, bạn sẽ gặp rắc rối lớn.
Bình minh của kỷ nguyên số (thập niên 1980)
Thời đại kỹ thuật số đã mang lại một sự thay đổi lớn trong phương tiện truyền thông mà chúng ta sử dụng, với sự ra đời của các thiết bị cá nhân như đĩa, VHS, máy ảnh, máy chơi game, walkmans, v.v.
Năm 1980, bảng điều khiển trò chơi điện tử Atari đã biến giấc mơ của trẻ em thành hiện thực.
Điều quan trọng cần lưu ý là PCB vẫn được vẽ bằng tay bằng cách sử dụng bảng đèn và giấy nến, nhưng sau đó máy tính và EDA đã xuất hiện.Ở đây chúng ta thấy phần mềm EDA như Protel và EAGLE cách mạng hóa cách chúng ta thiết kế và sản xuất thiết bị điện tử.Thay vì ảnh của PCB, giờ đây chúng ta có thể lưu thiết kế dưới dạng tệp văn bản Gerber, có thể nhập tọa độ của tệp này vào máy móc chế tạo để tạo ra PCB.
Thời đại Internet (những năm 1990)
Vào những năm 90, chúng ta đã chứng kiến việc sử dụng silicon phát triển mạnh mẽ với sự ra đời của BGA.Giờ đây, chúng tôi có thể lắp nhiều cổng hơn trên một con chip và bắt đầu nhúng bộ nhớ và hệ thống trên chip (SoC) lại với nhau.Đây cũng là thời kỳ thu nhỏ cao của thiết bị điện tử.Chúng tôi không thấy bất kỳ tính năng mới nào được thêm vào PCB, nhưng toàn bộ quá trình thiết kế bắt đầu thay đổi và phát triển, chuyển sang vi mạch.
Giờ đây, các nhà thiết kế phải triển khai các chiến lược thiết kế để thử nghiệm (DFT) vào bố cục của họ.Không dễ để bật một thành phần và thêm một đường màu xanh lam.Các kỹ sư phải thiết kế bố cục của họ với tâm trí làm lại trong tương lai.Tất cả các thành phần này có được đặt theo cách mà chúng có thể dễ dàng tháo ra không?Đây là một mối quan tâm rất lớn.
Đó cũng là thời đại mà các gói linh kiện nhỏ hơn như 0402 khiến việc hàn tay các bảng mạch gần như không thể.Nhà thiết kế hiện đang sống trong phần mềm EDA của mình và nhà sản xuất chịu trách nhiệm sản xuất và lắp ráp vật lý.
Các thành phần gắn trên bề mặt từ lớn nhất đến nhỏ nhất.
Kỷ nguyên lai (những năm 2000 trở đi)
Cắt giảm thời đại ngày nay của thiết kế điện tử và PCB;cái mà chúng ta gọi là kỷ nguyên lai.Trước đây, chúng tôi có nhiều thiết bị cho nhiều nhu cầu.Bạn cần một máy tính;bạn mua một máy tính.Bạn muốn chơi trò chơi điện tử;bạn mua một bảng điều khiển trò chơi điện tử.Giờ đây, bạn có thể mua một chiếc điện thoại thông minh và nhận được 30 tầng tính năng tích hợp khác nhau.Điều này có vẻ khá rõ ràng, nhưng thật đáng kinh ngạc khi bạn thực sự nhìn thấy tất cả những thứ mà điện thoại thông minh của chúng ta có thể làm:
thiết bị chơi game sổ địa chỉ e-mail máy quét mã vạch chuông đèn pin điều hướng máy ảnh
lịch trình phát nhạc Bản đồ VCR Trình duyệt Internet lịch trình phát phim máy tính
Điện thoại sổ tay vé máy ghi âm sổ ngân hàng tin nhắn ngắn
Chúng ta đang trong thời đại hợp nhất thiết bị, nhưng điều gì tiếp theo?PCB được thành lập và chúng tôi có các quy trình và thủ tục cho hầu hết mọi thứ.Các ứng dụng tốc độ cao đang trở thành tiêu chuẩn.Chúng tôi cũng thấy rằng chỉ có 25% nhà thiết kế PCB dưới 45 tuổi, trong khi 75% đang chuẩn bị nghỉ hưu.Ngành công nghiệp dường như đang trong thời kỳ khủng hoảng.
Tương lai của thiết kế PCB sẽ là robot?Có lẽ trong một thiết bị đeo được với một mạch flex?Hoặc chúng ta có thể thấy các proton thay thế các electron bằng lượng tử ánh sáng.Theo những gì chúng ta biết về PCB vật lý, điều đó thậm chí có thể thay đổi trong tương lai.Không cần một phương tiện vật lý để kích hoạt kết nối giữa các thành phần, mà là tiềm năng của công nghệ sóng.Điều này sẽ cho phép các bộ phận gửi tín hiệu không dây mà không cần dây đồng.
Tương lai sẽ nắm giữ điều gì?
Không ai thực sự biết tương lai của thiết kế PCB, hay thậm chí là thiết bị điện tử nói chung, sẽ đi về đâu.Đã gần 130 năm kể từ khi cơ chế sản xuất của chúng ta bắt đầu hoạt động.Kể từ đó, thế giới đã thay đổi mãi mãi với sự ra đời của các sản phẩm chính như ô tô, thiết bị gia dụng, máy tính, điện thoại thông minh, v.v.Đã qua rồi cái thời chúng ta phụ thuộc vào than đá, gỗ hoặc dầu mỏ để kiếm sống và sinh tồn.Bây giờ chúng tôi có các tiện ích điện tử có thể đáp ứng nhu cầu hàng ngày của chúng tôi.
Nhưng tương lai nắm giữ điều gì?Đây là một ẩn số lớn.Tất cả chúng ta đều biết rằng mọi phát minh trước chúng ta đều đứng trên vai của những người đi trước.Tổ tiên của chúng ta đã đưa thiết kế PCB đến vị trí như ngày nay, và bây giờ chúng ta cần phải đổi mới và cách mạng hóa cách chúng ta thiết kế và tương tác với công nghệ.Tương lai có thể là bất cứ điều gì.Tương lai phụ thuộc vào bạn.
Thời gian đăng: 17-03-2023