PCB 혁신의 역사와 그 영향

이동: 인쇄 회로 기판이란 무엇입니까? | 인쇄 회로 기판은 어디에 사용됩니까 | PCB의 역사 | 1850-1900 | 1900-1950 | 1950-2000년 | 2000년 이후 | 고품질 인쇄 회로 기판

인쇄 회로 기판은 전자 장치를 통해 전기 신호를 전송하는 내부 부품입니다. 컴퓨터를 켜거나 스마트폰, 라디오 알람 또는 스테레오 구성 요소의 버튼을 누를 때마다 이러한 모든 장치의 인클로저 내부에 있는 인쇄 회로 기판과 상호 작용하게 됩니다. 전기가 전자 제품의 생명선이라면 인쇄 회로 기판은 중요한 내장 기관입니다.

오늘날의 기기 의존도가 높은 세상에서 대부분의 사람들은 각 스마트폰이나 휴대용 MP3 플레이어에 포함된 복잡한 회로를 인식하지 못합니다. 인쇄 회로 기판이 없었다면 현대 기술은 불가능했을 것입니다.

인쇄 회로 기판이란 무엇입니까?

인쇄 회로 기판(PCB)은 에칭된 기판 장치입니다. 전기 부품. PCB는 해당하는 구리 층이 있는 단일, 이중층 및 다층 종류로 제공됩니다. 고밀도 PCB는 여러 레이어로 구성됩니다. 여기에는 다른 레이어의 도체를 연결하는 도금 구멍이 있습니다. 보다 정교한 PCB에서 기판은 종종 커패시터, 저항기 및 기타 구성 요소로 적층됩니다. 대부분의 견고한 PCB 레이어는 일반적으로 FR-4 유리 에폭시로 만들어진 기판으로 구성됩니다.

PCB는 가장 단순한 제품을 제외하고 거의 모든 전자 장치에 필수적입니다. PCB 설계는 복잡한 회로 세부 사항을 포함하지만 PCB의 조립 및 생산은 균일하게 구현할 수 있습니다. PCB는 단일 부품으로 장착된 배선 구성 요소로 구성되어 있기 때문에 PCB의 대량 생산은 특히 점대점 및 와이어 랩과 같은 다른 배선 옵션과 비교할 때 간단하고 비교적 저렴하며 일반적으로 오류가 없는 프로세스입니다.

PCB 약어는 베어 보드와 조립 보드 모두에 적용됩니다. 기판에 구리 연결이 있지만 내장 부품이 없는 경우 기술 용어에서 해당 용어가 사실상 제거되었음에도 불구하고 인쇄 배선 기판이 더 적절한 이름이 될 것입니다. 기타 일반적인 용어로는 인쇄 회로 기판 어셈블리 및 인쇄 회로 어셈블리가 있으며, 이는 전자 부품이 포함된 PCB입니다.

인쇄 회로 기판은 어디에 사용됩니까?

인쇄 회로 기판은 광범위한 전자 장치 및 컴퓨터 구성 요소에 필수적입니다. 현대적인 형태의 PCB는 계산기, 금전 등록기 및 전기 회로가 있는 기타 간단한 장치의 구성 요소였던 1960년대부터 사용되었습니다.

1970년대에 PCB는 디지털 시계와 세계 최초의 비디오 게임 및 개인용 컴퓨터에 사용되기 시작했습니다. 1980년대까지 PCB는 알람 라디오, 비디오 카세트 레코더, Atari 게임 콘솔, CD 및 레이저 디스크 플레이어, 무선 전화기에 사용되었습니다. 1990년대에 점점 더 발전되고 소형화된 PCB는 데스크탑 컴퓨터와 스캐너 및 프린터와 같은 주변 장치를 일상적인 미국인들 사이에 보급하는 원인이 되었습니다.

1990년대 후반 이후 컴퓨터 장치의 급속한 발전으로 인해 이전 수십 년의 보드보다 더 큰 용량을 가진 더 작고 더 작은 PCB가 만들어졌습니다. 예를 들어 스마트폰은 더 작아졌지만 손상에 강해졌습니다. 2000년대 초반의 무겁고 성가신 Archos 플레이어에서 오늘날의 이동하는 청취자 사이에서 호의적인 세련되고 가벼운 iPod Nano 모델로 발전한 휴대용 MP3 플레이어에서도 비슷한 발전이 대략 12년에 걸쳐 이루어졌습니다.

보다 범용성이 높은 칩 부품의 개발로 디바이스의 소형화가 용이해졌습니다. 마이크로 볼 그리드 어레이와 더 짧은 보드를 사용하여 회사는 이제 PCB가 현재의 인클로저에 들어갈 만큼 충분히 컴팩트하다는 것을 알고 있기 때문에 소형 컴퓨터 장치를 제조할 수 있습니다. 이는 기판 크기가 인클로징 장치의 크기 요구 사항을 결정하는 이전 PCB와 대조적입니다.

PCB의 역사

지난 반세기 동안 PCB의 기술적 구성 요소는 마이크로 수준으로 정량화되었습니다. 1960년대에 일반적인 계산기의 PCB는 약 30개의 트랜지스터로 구성되었습니다. 오늘날 일반 컴퓨터의 PCB는 마더보드의 단일 칩 내에 수백만 개의 트랜지스터를 갖추고 있습니다. 이러한 개발로 인해 점점 더 작은 장치에 점점 더 많은 수준의 기능을 로드할 수 있게 되었습니다. 또한 커패시터 및 저항과 같은 구성 요소도 이전 크기의 일부로 축소되었습니다.

최신 PCB가 제공하는 발전된 기능은 사용자가 생각할 수 있는 모든 프롬프트에서 순식간에 활성화되도록 적응시켰습니다. 현재 PC 또는 모바일 장치 사용자는 주어진 기능에서 단 5초만 지연되는 것만으로도 불안해할 것입니다. 아마도 PCB 진화의 가장 확실한 신호는 1970년대의 단순한 Pong 시스템에서 오늘날의 게임 콘솔을 통해 게이머가 싸우고 경쟁할 수 있는 사실적인 시나리오로 발전한 비디오 게임일 것입니다.

우리는 인쇄회로기판의 역사를 디자인에 존재하기 훨씬 이전까지 거슬러 올라갈 수 있습니다. Benjamin Franklin이 연을 날리면서 뇌우 속으로 들어가 번개의 전기적 특성을 발견한 순간 바퀴가 움직이고 있었습니다.

1850-1900

19세기 후반의 한 가지 특징은 비약적인 기술 발전이었습니다. 남북 전쟁 이후 수십 년 동안 동부 해안과 중서부 전역의 도시에 전력이 공급되어 난방유와 석탄 사용을 대체했습니다. 전기가 보급되면서 교외와 농촌 지역도 새로 형성된 전력망에 연결되었습니다. 한편 석유는 세기의 전환기에 자동차가 휘발유를 필요로 할 때까지 그 목적을 거의 상실했습니다.

전력의 보급은 전화기, 전구 및 소비자용 카메라의 도입을 예고했으며 모두 1800년대 마지막 분기에 시장에 출시되었습니다. PCB 자체는 이 기간 내에 존재하지 않았지만 최종 개발을 위한 기술적 기반은 거의 전적으로 19세기 후반에 기반을 둡니다.

1900-1950

1903년 독일 발명가인 Albert Hanson은 PCB와 같은 장치에 대한 최초의 특허를 출원했습니다. 장치는 다층 절연 기판을 위한 평평한 도체였습니다. 그러나 이러한 유형의 장치는 라디오, 축음기, 세탁기, 건조기 및 진공 청소기가 도입된 20세기 초의 신기술에서는 널리 사용되지 않았습니다.

금박 시대의 순진한 과잉이 타이타닉호와 함께 침몰하고 제1차 세계대전의 공포가 민족주의적 정서를 억누르듯이 자연에 대한 인간의 가장 큰 승리는 항공기의 개발이었습니다. 금주법의 실패한 실험 속에서 미국인들은 기계에서 벗어나 가장 가까운 주류 판매점으로 향하는 데코 데코 조명 아래 진에 흠뻑 젖는 밤을 보내기를 원했습니다.

1929년 10월의 주식 시장 붕괴로 촉발된 대공황은 PCB 발전의 또 다른 차질이었습니다. 이 행사는 재즈 시대의 경박함을 끝내고 가족들이 사치품에 쓸 돈이 없는 연쇄살인범, 빵 가게, 비좁은 아파트의 시대를 안내했습니다.

PCB와 같은 기술의 첫 번째 중요한 적응은 1941년 12월 미국의 진주만 공격 이후 발생했습니다. 군사 정보부는 미 국무부가 얼마 전부터 임박한 위험에 대한 암시가 있었던 호놀룰루 군사 기지와 통신할 수 있는 장비를 더 잘 갖추고 있었다면 이 공격을 막을 수 있었을 것이라고 믿었습니다.

국가가 2차 세계 대전에 휘말리면서 미군은 근접 신관으로 알려진 영국 장치와 마주쳤습니다. 이 장치는 포탄에 광범위한 육지와 바다를 가로질러 정확한 목표물을 공격할 수 있는 능력을 갖추었습니다.

미군은 궁극적으로 근접 퓨즈의 개념을 수용하고 채택하여 디자인을 향상시키고 대량 생산에 적합하게 만들었습니다. 같은 시기에 영국에 기반을 둔 오스트리아의 발명가 Paul Eisler는 비전도성 유리 베이스에 동박을 사용하는 장치로 PCB 개념을 발전시켰습니다. 이 디자인은 PCB의 현대식 상단/하단 구리 절연을 예고합니다. 발명가는 또한 1943년에 PCB가 장착된 라디오를 도입했는데 나중에 군사 작전에 유용하게 쓰이게 될 것입니다.

1950-2000년

제2차 세계 대전이 끝나자 미국 군인들이 유럽과 극동에서 돌아오면서 가정 생활로 돌아왔습니다. Frank Sinatra는 히트곡을 연이어 히트시켰고, 바비 삭스는 다리 화장을 진짜 나일론으로 바꿨고 가족들은 33rpm 레코드 앨범과 텔레비전 세트와 같은 새로운 발명품에 따뜻해졌습니다. 대공황이 끝나자 중산층이 생겨났고, 이는 도시 외곽과 미국 중부 전역에서 교외 개발에 박차를 가했습니다.

1947년 Bell Labs 트랜지스터와 함께 PCB가 전후에 처음으로 중요한 용도로 사용되었습니다. 1950년대에 미국과 소련 사이에 냉전 긴장이 고조되면서 양측은 적의 전선에서 벌어지는 상황에 발맞추기 위해 통신 능력을 강화해야 했습니다. Elvis Presley가 "Heartbreak Hotel"을 보기 위해 골반을 흔드는 TV 화면을 처음으로 쳤을 때, 미 육군은 1956년에 "Processing of Assembling Electrical Circuits"에 대한 특허를 받았습니다.

처음으로 전기를 유지하고 구리 미량 부품 간에 통신하는 기능이 실현되었습니다. 이 경주는 이제 최초의 우주 진출이 되고 있었고, 소련은 1957년 첫 번째 인공위성 스푸트니크를 보내 여러 전선에서 승리했습니다. 각각 1959년과 1961년의 지구 궤도.

1963년 - 미국이 우주 개발에 박차를 가하고 JFK를 애도하는 붐 세대가 비틀즈와 뒤이은 브리티시 인베이전을 대비한 것처럼 - PCB 기술에서 두 가지 발전이 이루어졌습니다. 그 중 하나는 충돌 위험 없이 동일한 PCB에서 구성 요소를 밀접하게 배치할 수 있도록 하는 Hazeltine Corp.의 특허인 도금된 홀 스루 기술과 관련이 있습니다. 당시 두 번째 혁신은 IBM이 제공한 표면 실장 기술의 개발이었습니다. 두 가지 혁신 모두 새턴 로켓 부스터의 필수 구성요소였습니다.

정신이 나간 Technicolor 1960년대가 코크스 연료로 널리 사용되던 1970년대로 바뀌면서 텍사스 인스트루먼트의 엔지니어 Jack Kilby가 최초의 마이크로프로세서를 소개했습니다. Kilby는 집적 회로를 개발하여 전자 어셈블리에 빠르게 채택되었습니다. 이 시기에 PCB는 컴퓨터 기술에서 만연한 존재가 되었습니다. 1975년 MITS Altair 8800 및 IMSAI 8080을 시작으로 1976년 4월 Apple 1을 시작으로 최초의 가정용 컴퓨터가 시장에 출시되었습니다.

그 당시에는 혁신적이었지만 1970년대 8트랙 Super 8 아날로그 기술은 서라운드 사운드, 수정처럼 맑은 디지털 1980년대의 첨단 기술 발전에 의해 순식간에 시대에 뒤떨어졌습니다. Michael Jackson이 X세대를 비디오 시대로 이끌면서 10년 동안 일상적인 미국인의 거실과 주머니에 PCB 기반 장치가 등장했습니다. VHS 레코더, CD 플레이어, Walkman, 무선 전화기 및 게임 콘솔과 같은 장치는 모두 PCB를 통해 신호를 전송합니다. 이 기간 동안 개인용 컴퓨터와 EDA 소프트웨어도 진출했습니다.

1990년대에는 문화적 정체성이 부족했지만 PCB 기술이 호황을 누리던 시기였습니다. 90년대는 단일 칩에 더 많은 게이트를 허용하는 PCB 설계의 발전 덕분에 장치가 더 작아진 10년이었습니다. 더 많은 가정이 전화 접속 서비스를 통해 인터넷에 연결되고 2000년대 말에는 케이블과 DSL 회선을 통해 인터넷에 연결됨에 따라 개인용 컴퓨터는 가정의 필수품이 되었습니다.

컴퓨터는 더 이상 잘못된 버튼을 눌러 핵폭발을 일으키는 크고 복잡한 기계가 아니었습니다. 이제 컴퓨터는 모든 사람의 손끝에 정보로 가득 찬 세상을 가져오는 작고 접근 가능한 대화형 장치가 되었습니다. PCB는 또한 90년대 중반까지 무선 안테나 전화기를 빠르게 능가하여 일반적인 상태 상징이 된 휴대폰의 중요한 구성 요소였습니다.

급속한 기술 발전과 소형화로 인해 수정 가능성을 염두에 두고 PCB를 설계해야 할 필요성이 높아졌습니다. 간단한 재배선으로 이전 PCB를 수정할 수 있었던 반면, 최신 기판에는 납땜은 고사하고 물리적으로 변경하기 어려운 더 작은 부품이 있었습니다. 결과적으로 PCB 설계는 보다 전용 프로세스가 되었습니다.

2000년 이후

21세기는 지난 50년 간의 혁신이 사람들이 어디서나 휴대할 수 있는 단일 경량 유닛으로 통합되고 압축되는 것을 목격했습니다. 예전에는 통화용 전화, 수학용 계산기, 음악용 스테레오, 영화 및 쇼용 TV, 인터넷 액세스용 PC, 사진용 카메라 등 기능별로 별도의 장치가 필요했지만 이제는 가능합니다. 모바일에 연결된 노트북, 패드 또는 스마트폰에서 모든 기능을 수행하고 모든 유형의 미디어를 사용합니다.

PCB와 PCB가 실현하는 기술의 미래는 무엇인지 짐작할 수 있을 뿐입니다. 스마트 홈, 무인 자동차 및 인공 지능에 대한 이야기가 퍼지면서 다양한 차원의 PCB가 아마도 컴퓨터화된 건물과 자동차의 자동 손잡이와 핸들의 구성 요소가 될 것입니다. 마찬가지로 PCB는 결국 군용 로봇 및 공동 작업 로봇과 같이 예상되는 기술의 움직이는 부분 아래에 삽입될 수 있습니다.

Millennium Circuits Limited의 고품질 인쇄 회로 기판

전자 및 컴퓨터 기술의 발달 이후 인쇄 회로 기판은 이러한 장치가 활성화되고 작동할 수 있도록 하는 내부 회로. 인쇄 회로 기판이 없었다면 전후 기술은 첨단 기술 능력과 정교함의 현재 상태에 결코 근접할 수 없었을 것입니다. 컴퓨터 장치의 궁극적인 잠재력이 정점에 가까워짐에 따라 대중은 배달 드론, 자율 주행 자동차, 로봇 노동 및 스마트 기기의 미래를 기다리고 있습니다.

기술 혁신의 다음 물결에 표식을 남기려면 해당 기능을 실행할 수 있는 PCB가 장착되어 있어야 합니다. PCB에 대한 빠른 견적은 Millennium Circuits에 문의하십시오.