Storia del circuito stampato: dai cablaggi stampati ai moderni PCB
Il circuito stampato si è evoluto dai primi brevetti per conduttori piatti del 1903 alle tecnologie a lamina di rame, a foro metallizzato, multistrato, a montaggio superficiale, flessibili e ad alta densità di interconnessione. A Paul Eisler viene ampiamente attribuito il merito di aver inventato il moderno circuito stampato, ma la storia dei PCB è cumulativa: inventori, produzione bellica, scienza dei materiali, confezionamento dei componenti, automazione e standard industriali hanno tutti contribuito a plasmare i circuiti stampati odierni.
Questa storia è importante perché ogni innovazione nel campo della produzione ha risolto un problema pratico. I conduttori stampati hanno sostituito i cablaggi punto a punto, spesso imprecisi. I fori metallizzati hanno collegato i lati opposti e gli strati interni. Il montaggio superficiale ha ridotto le dimensioni dei componenti e ha favorito l'assemblaggio automatizzato. I circuiti flessibili e rigido-flessibili hanno permesso di integrare l'elettronica in prodotti in movimento, piegati o imballati in modo compatto.
Questa guida segue tali tappe fondamentali, separa il PCB nudo dal PCBA assemblato e collega la cronologia alla progettazione dell'interfaccia odierna. Per un esempio di come una scheda, un cavo flessibile e un'interfaccia utente si incontrano in un unico prodotto, vedere la guida a opzioni del connettore per interruttore a membrana.
La storia dei circuiti stampati in sintesi
| Periodo | Pietra miliare | Perché era importante |
|---|---|---|
| 1903 | Albert Hanson descrisse i conduttori piatti su materiale isolante, includendo concetti a strati. | Ha sviluppato una delle prime idee per sostituire i fili rotondi con percorsi conduttivi organizzati. |
| 1925 | Charles Ducas brevettò la stampa di un modello conduttivo e la sua elettrodeposizione. | Metodi di stampa connessi con circuiti elettrici a bassa resistenza |
| Anni '30-'40 | Paul Eisler sviluppò e brevettò circuiti stampati pratici basati su fogli di alluminio. | È stato introdotto un processo sottrattivo riconoscibile utilizzando un modello di resistenza e una lamina metallica incisa. |
| anni '40 | I cablaggi stampati entrarono in produzione durante la guerra, comprese le applicazioni per spolette di prossimità. | Produzione ripetibile su larga scala dimostrata in condizioni difficili |
| anni '50 | L'elettronica commerciale ha adottato più ampiamente il cablaggio stampato | Riduzione del cablaggio manuale e supporto alla produzione ripetibile di programmi radiofonici, televisivi e strumenti musicali. |
| 1957 | Sei produttori fondarono l'Istituto dei circuiti stampati, ora IPC | Ha contribuito a far sì che il settore, ancora agli inizi, sviluppasse una terminologia, metodi di prova e standard condivisi. |
| Anni '50-'60 | Fori passanti placcati e schede multistrato mature | Sono state collegate entrambe le superfici e gli strati interni di rame, aumentando la densità di instradamento. |
| Anni '60-'70 | I circuiti integrati, i package DIP e il layout assistito da computer hanno cambiato la progettazione dei circuiti stampati. | Aumento del numero di connessioni e maggiore sistematicità nel posizionamento dei componenti. |
| Anni '70-'80 | La tecnologia di montaggio superficiale si è affermata nell'assemblaggio commerciale ad alto volume. | Riduzione della dipendenza dai fori e possibilità di utilizzare componenti più piccoli e posizionamento automatizzato. |
| anni '90 | Microvias laser e interconnessioni ad alta densità sviluppate su scala produttiva | Supporto per package a passo più fine, interconnessioni più corte e prodotti più piccoli |
| Dal 2000 ad oggi | Strutture rigido-flessibili, strutture incorporate, ispezione avanzata e controllo di processo più rigoroso ampliato | Consentire ai progettisti di integrare in fase iniziale l'imballaggio meccanico, l'integrità del segnale, il comportamento termico e l'affidabilità. |
Le date si sovrappongono perché le tecnologie non si sostituiscono l'una all'altra nell'arco di un solo anno. L'assemblaggio a foro passante rimane utile, i circuiti stampati a singolo strato sono ancora prodotti e i prodotti moderni possono combinare PCB rigidi, circuiti flessibili, membrane stampate e cablaggi discreti nello stesso contenitore.
Che cos'è un circuito stampato?
Un circuito stampato, o PCB, è una struttura isolante che supporta meccanicamente e collega elettricamente i componenti tramite elementi conduttivi disposti secondo uno schema preciso. La maggior parte dei circuiti stampati moderni utilizza tracce, piazzole, piani e fori metallizzati in rame su o all'interno di un dielettrico rigido o flessibile. La composizione esatta del materiale, lo spessore, il peso del rame, la finitura e la struttura dipendono dall'applicazione.
La parola stampato È un processo storico. Alcuni dei primi processi stampavano letteralmente inchiostro conduttivo o un'immagine resistente all'incisione. La fabbricazione moderna può includere l'imaging di fotoresist, l'incisione del rame, la foratura laser, la deposizione chimica senza corrente, la galvanostegia, la laminazione, il rivestimento con maschera di saldatura, la stampa di legende, il routing, il collaudo e l'ispezione. Il modello di conduttore finito viene ancora chiamato cablaggio stampato anche quando il processo non è la normale stampa a inchiostro su carta.
Spesso si fa confusione tra tre termini:
- PCB o PWB: il circuito stampato nudo o la scheda a cablaggio stampato prima dell'installazione dei componenti.
- PCBA: Un assemblaggio di circuiti stampati con componenti elettronici saldati o fissati in altro modo.
- Elettronica stampata: una categoria più ampia in cui materiali conduttivi, resistivi, dielettrici o semiconduttori possono essere depositati mediante stampa su substrati rigidi o flessibili.
IL Panoramica dei circuiti stampati secondo l'IEEE Il PCB viene descritto sia come supporto per i componenti sia come struttura di distribuzione del segnale e dell'alimentazione. Questo duplice ruolo meccanico ed elettrico spiega perché la progettazione della scheda non può essere separata dai requisiti relativi a contenitore, connettori, dissipazione termica, compatibilità elettromagnetica (EMC), assemblaggio e manutenzione.
Prima dei moderni circuiti stampati: conduttori piatti e cablaggio stampato
Il PCB non è nato come un'invenzione isolata. È emerso da ripetuti tentativi di rendere l'interconnessione elettrica più semplice, organizzata e facile da riprodurre rispetto al cablaggio manuale.
Nel 1903, l'inventore tedesco Albert Hanson descrisse conduttori piatti trasportati su materiale isolante, comprese costruzioni che anticipavano le interconnessioni a strati. I suoi successivi Brevetto statunitense per un cavo elettrico Mostra conduttori piatti laminati separati da un isolante. Non era un moderno circuito stampato FR-4, ma catturava un principio importante: i conduttori potevano essere disposti in una struttura planare realizzata industrialmente.
Nel 1925, l'inventore americano Charles Ducas depositò un brevetto per la formazione di un circuito elettrico applicando un modello conduttivo a una superficie di supporto e accumulando metallo tramite elettrodeposizione. I leader sono aperti. Descrive esplicitamente la stampa di uno strato conduttivo a forma di circuito. Si tratta di uno dei primi collegamenti documentati tra riproduzione grafica, materiale conduttivo e produzione di circuiti.
Altri inventori e produttori hanno esplorato l'uso di metalli spruzzati, conduttori stampati, cablaggi stampati, substrati ceramici e metodi di assemblaggio correlati. Questi approcci rappresentavano una risposta allo stesso problema industriale: il cablaggio punto-punto richiedeva manodopera specializzata, occupava spazio e poteva variare da un assemblaggio all'altro.
Chi ha inventato il circuito stampato?
A Paul Eisler viene generalmente attribuita l'invenzione del moderno circuito stampato. La risposta più precisa è che Hanson, Ducas e altri hanno stabilito i concetti precedenti, mentre Eisler ha sviluppato un processo pratico con lamina di rame che assomiglia molto alla successiva produzione di PCB per via sottrattiva.
Eisler era un ingegnere di origine austriaca che lavorava in Gran Bretagna. Negli anni '30, cercò di sostituire il fitto groviglio di fili cablati a mano all'interno delle radio con uno schema riproducibile di conduttori su una base isolante. Il suo lavoro combinava le conoscenze di stampa con la lamina di rame, un'immagine resistente all'incisione e la rimozione chimica del metallo indesiderato.
La chiave Brevetto depositato da Eisler e Strong nel 1943 Il processo descrive la stampa di un motivo resistente su una lamina metallica, la rimozione della lamina non ricoperta mediante incisione e il trasferimento o il fissaggio del motivo conduttore rimanente su un supporto isolante. La terminologia e gli esempi differiscono da quelli di un manuale di fabbricazione odierno, ma la logica di stampa-resistenza-incisione è riconoscibile.
L'attribuzione rimane una questione complessa per tre motivi:
- I primi brevetti descrivevano parti del concetto prima di Eisler.
- Il cablaggio stampato è stato sviluppato grazie a lavori paralleli in Europa, negli Stati Uniti e altrove.
- Un brevetto, un prototipo di laboratorio, un processo di produzione realizzabile e l'adozione commerciale su larga scala rappresentano traguardi diversi.
Per i riepiloghi SEO, "Paul Eisler ha inventato il PCB" è comprensibile. Per la storia tecnica, "A Paul Eisler viene ampiamente attribuita l'invenzione del moderno circuito stampato" è più accurato.
La seconda guerra mondiale e il passaggio alla produzione
Durante la Seconda Guerra Mondiale, i circuiti stampati acquisirono un valore strategico poiché l'elettronica militare necessitava di assemblaggi compatti e ripetibili, producibili in grandi quantità. I circuiti stampati vennero utilizzati nei programmi di spolette di prossimità e nelle relative apparecchiature. Sebbene non fossero identici a tutti i circuiti stampati per uso civile del dopoguerra, il lavoro svolto in tempo di guerra dimostrò che le interconnessioni a schema potevano andare oltre i singoli esperimenti.
Il cambiamento ha riguardato tanto la produzione quanto le prestazioni elettriche. Uno schema di conduttori controllato ha ridotto la quantità di instradamento manuale, ha reso gli assemblaggi più uniformi e ha creato le basi per il posizionamento e la saldatura meccanizzati dei componenti. Disegni, grafica, ispezione e controllo del processo sono diventati parte integrante della definizione del prodotto.
Dopo la guerra, le conoscenze si diffusero nell'elettronica commerciale. Radio, televisione, strumentazione, telecomunicazioni e informatica crearono una domanda di circuiti ripetibili. I produttori perfezionarono i laminati rivestiti di rame, la fotoincisione, l'incisione, la foratura, la saldatura e i rivestimenti protettivi. Il circuito stampato divenne gradualmente la piattaforma standard per i prodotti elettronici, anziché un esperimento di produzione particolare.
Gli anni '50 e '60: fori placcati, circuiti stampati multistrato e standard
I circuiti stampati a singolo strato semplificavano il cablaggio ma limitavano le possibilità di instradamento. I progettisti potevano aggiungere ponticelli o utilizzare entrambi i lati, ma era comunque necessaria una connessione elettrica affidabile tra i due lati. La tecnologia a foro passante placcato ha risolto questo problema depositando materiale conduttivo sulla parete di un foro praticato. Un foro placcato poteva fungere da connessione per un componente, da via o da entrambi.
Una volta che i fori poterono collegare gli strati, i produttori poterono laminare più strati di rame e dielettrico con motivi predefiniti in un unico circuito stampato. La costruzione multistrato aumentò la densità di instradamento e rese più sistematica la distribuzione dell'alimentazione e della massa. Introdusse anche nuovi rischi di guasto: scarsa copertura delle pareti dei fori, sbavature di resina, disallineamento, vuoti di laminazione e stress termico, tutti fattori che richiedevano un controllo più rigoroso dei materiali e dei processi.
L'industria necessitava anche di un linguaggio comune e di criteri di accettazione. Nel 1957, sei produttori statunitensi di circuiti stampati formarono l'Institute of Printed Circuits. L'ufficiale Storia dell'IPC Il documento documenta i primi lavori dell'associazione su linee guida di progettazione, test interlaboratorio, statistiche di mercato, saldabilità, schede multistrato e i primi standard IPC. Lo standard IPC-A-600, pubblicato per la prima volta negli anni '60, divenne un importante riferimento visivo per l'accettabilità delle schede nude.
I circuiti integrati hanno accelerato questi cambiamenti. Package come il dual in-line package (DIP) hanno disposto molti pin in una griglia ripetibile, semplificando l'inserimento automatizzato e il layout dei PCB. Un maggior numero di funzioni poteva essere integrato in una singola scheda, ma il numero di interconnessioni è aumentato. La progettazione di PCB è diventata una disciplina che coinvolge librerie di componenti, regole di spaziatura, pianificazione degli strati, generazione di layout e revisione della progettazione per la produzione.
Dalla tecnologia a foro passante alla tecnologia a montaggio superficiale
La tecnologia a foro passante inserisce i terminali dei componenti attraverso fori praticati e li salda sul lato opposto. Supporta componenti robusti con terminali, prototipi accessibili e connettori o parti di potenza che necessitano di un fissaggio meccanico. I suoi svantaggi sono la necessità di foratura, l'ingombro sul circuito stampato e il modo in cui i terminali e i fori dei componenti limitano il routing su più strati.
La tecnologia a montaggio superficiale, o SMT, prevede il posizionamento delle terminazioni dei componenti su piazzole sulla superficie del circuito stampato. I primi package a montaggio superficiale sono apparsi in applicazioni specializzate e la loro adozione si è diffusa negli anni '70 e '80, parallelamente alla maturazione di componenti, macchine di posizionamento, paste saldanti, processi di rifusione, strumenti di ispezione e progettazione.
| Modifica del design | Era dei fori passanti | Era del montaggio superficiale | effetto ingegneristico |
|---|---|---|---|
| Attacco del componente | I cavi passano attraverso i fori | I terminali si saldano ai pad di superficie | Riduce il numero di fori necessari per i componenti |
| Assemblea | Inserimento manuale o automatizzato più saldatura | Stampa con pasta, posizionamento automatico e rifusione | Supporta un'elevata velocità di posizionamento e piccole parti |
| Instradamento | Fori e anelli anulari occupano più strati | Molti cuscinetti rimangono sugli strati esterni | Libera l'area di instradamento interna, sebbene siano ancora necessari i via. |
| Densità dei componenti | Limitato dalla spaziatura dei cateteri e dall'accesso per l'inserimento | Un passo e un posizionamento più precisi su entrambe le facce sono pratici | Consente assemblaggi più piccoli e funzionali |
| Ispezione | Condizioni del lato piombo, riempimento del foro, crimpatura e saldatura | Rischi relativi a deposito di pasta, allineamento, bagnatura, vuoti e giunti nascosti | Genera nuove esigenze in materia di ispezione ottica automatizzata (AOI), raggi X e monitoraggio dei processi. |
| comportamento meccanico | I tempi lunghi possono aumentare la conformità | Le piccole giunzioni sono sensibili alle sollecitazioni dovute all'imballaggio, al cartone e alla temperatura. | Richiede la convalida dell'affidabilità specifica per l'assemblaggio |
La tecnologia SMT non ha reso obsoleto il montaggio a foro passante. Trasformatori, grandi condensatori elettrolitici, terminali, interruttori e connettori con carico meccanico possono ancora utilizzare il montaggio a foro passante o a pressione. La combinazione di tecnologie è comune quando le funzioni elettriche e meccaniche sono diverse.
CAD, HDI e i moderni PCB multistrato
I primi layout venivano disegnati in scala ingrandita utilizzando nastro adesivo, blocchi da disegno, pellicole e riduzione fotografica. La progettazione assistita da computer ha gradualmente sostituito il disegno manuale. I progettisti potevano acquisire schemi, assegnare le impronte, instradare i collegamenti, verificare gli spazi, generare dati di produzione e rivedere i circuiti stampati senza dover ricostruire i master fisici.
L'automazione della progettazione elettronica è diventata sempre più importante con l'aumento del numero di strati, dei pin, delle frequenze di clock e della densità dei package. La progettazione moderna dei circuiti stampati può includere impedenza controllata, coppie differenziali, percorsi di ritorno, integrità dell'alimentazione, vie termiche, instradamento di uscita dei componenti, compatibilità elettromagnetica, accesso per i test, pannellizzazione e vincoli di assemblaggio. Il PCB non è più solo un sostituto del cablaggio; è un componente ingegnerizzato che contribuisce alle prestazioni di segnale, alimentazione, termiche e meccaniche.
L'interconnessione ad alta densità, o HDI, si è sviluppata su scala produttiva negli anni '90. Microvias realizzati con la tecnica del laser, caratteristiche di conduttori sottili, laminazione sequenziale, strutture via-in-pad e strati dielettrici più sottili hanno permesso di realizzare connessioni al di fuori dei package a passo fine. L'HDI ha reso possibili prodotti compatti per dispositivi mobili e computer, ma ha anche aumentato la dipendenza da una selezione precisa dei materiali, dalla registrazione, dalla placcatura, dalla micrografia e dai test di affidabilità.
Le moderne opzioni costruttive includono:
- Circuiti stampati rigidi a singolo, doppio e multistrato.
- Circuiti stampati flessibili realizzati con rame su poliimmide o altro dielettrico flessibile.
- Circuiti rigido-flessibili che combinano aree di componenti rigidi con sezioni flessibili integrate.
- Schede con anima metallica e gestione termica per applicazioni di dissipazione del calore.
- Laminati ad alta frequenza selezionati per proprietà dielettriche e perdite controllate.
- Strutture HDI con microvias e strati costruiti in sequenza.
- Strutture passive o attive incorporate in progetti specializzati.
"Avanzato" non significa automaticamente "migliore". Un circuito stampato a due strati con numerose funzionalità può essere più facile da produrre, ispezionare, riparare e qualificare rispetto a un superfluo stack HDI. La costruzione corretta è la più semplice che soddisfa i requisiti elettrici, meccanici, ambientali, normativi, di volume e di ciclo di vita.
Come si è evoluta la produzione di PCB
La sequenza sottrattiva fondamentale ricorda ancora l'intuizione di Eisler: proteggere il rame che deve rimanere e rimuovere quello che non deve. La produzione moderna aggiunge molti più controlli e può combinare fasi sottrattive, semi-additive e additive.
Un tipico flusso di PCB multistrato può includere:
- Revisione tecnica: Verificare la stratificazione, i materiali, l'impedenza, le dimensioni delle punte da trapano, gli anelli anulari, la spaziatura del rame, la pannellizzazione e i dati di produzione.
- Immagine e incisione dello strato interno: Trasferire i modelli dei conduttori su nuclei rivestiti di rame, sviluppare la resina, incidere il rame indesiderato e ispezionare le caratteristiche rimanenti.
- Laminazione: Allineare gli strati interni con il preimpregnato e la lamina di rame, quindi pressare la pila sotto calore e pressione controllati.
- Perforazione: creare fori passanti, strutture cieche o interrate e elementi di lavorazione mediante processi meccanici o laser.
- Rimozione delle sbavature e metallizzazione: Preparare le pareti del foro, depositare uno strato conduttivo iniziale e procedere alla galvanizzazione del rame per raggiungere lo spessore richiesto.
- Modellazione e incisione dello strato esterno: Definire tracce esterne, piazzole e piani.
- Maschera di saldatura e marcatura: Proteggere le aree di rame selezionate, lasciare libere le piazzole dei componenti e aggiungere l'identificazione dove necessario.
- Finitura superficiale: Applicare la finitura specificata ai pad esposti per garantire la saldabilità, le prestazioni dei contatti o il collegamento dei fili.
- Profilazione e ispezione: Instradare o incidere il pannello, ispezionarlo visivamente e automaticamente ed eseguire test elettrici.
- Assemblaggio e validazione: Stampare la pasta saldante, posizionare i componenti, eseguire la saldatura a rifusione o a onda, pulire dove necessario, ispezionare, programmare e testare funzionalmente il PCBA.
Non tutti i circuiti stampati utilizzano ogni fase del processo. Un circuito stampato fenolico monofacciale, un circuito flessibile, un circuito stampato in rame pesante, un laminato RF, uno stack rigido-flessibile o un processo additivo hanno un percorso specifico. Il prodotto deve essere definito dal disegno, dalle note di fabbricazione, dalla stratificazione controllata, dalle specifiche dei materiali e dallo standard di accettazione applicabile, piuttosto che da un diagramma di flusso generico trovato su internet.
Circuiti PCB, FPC e PET stampati nelle interfacce moderne
La storia dei circuiti stampati (PCB) si intreccia oggi con quella delle interfacce uomo-macchina. Una tastiera o un pannello di controllo possono utilizzare una scheda rigida con contatti meccanici o a cupola, un circuito stampato flessibile in rame, un circuito a membrana in PET serigrafato o un assemblaggio ibrido. La parte visibile e il controller elettronico possono apparire simili, anche se la tecnologia dei circuiti sottostanti è diversa.
IL Panoramica sulla costruzione di interruttori a membrana personalizzati Mostra come le opzioni stampate in PET, FPC e PCB possano essere integrate con rivestimenti, cupole, LED e connettori. Queste sono possibilità di configurazione, non una garanzia che una singola soluzione sia adatta a ogni ambiente.
| Approccio circuitale | Costruzione tipica | Punti di forza | Punti di osservazione | Spesso considerato per |
|---|---|---|---|---|
| Circuito a membrana PET stampato | Serigrafia su pellicola di poliestere con inchiostro argento o al carbonio. | Sottile, flessibile, efficiente per matrici di commutazione, compatibile con pile di membrane laminate | Resistenza delle tracce, corrente, raggio di curvatura, screpolature dell'inchiostro, rischio di migrazione, terminazione della coda | Matrici di tasti a basso profilo e pannelli di controllo grafici |
| FPC in rame | Rame inciso su poliimmide o altro dielettrico flessibile | Conduttori sottili, elementi placcati, opzioni di fissaggio dei componenti, flessione controllata ripetuta in progetti qualificati | Maggiore complessità del processo, posizione di piegatura neutra, rinforzi, fatica del rame, accoppiamento del connettore | Interfacce compatte, instradamento dinamico, circuiti più densi |
| PCB rigido | Strati di rame su un laminato rigido come FR-4 | Supporto dimensionale, instradamento multistrato, ampia scelta di componenti e connettori | Spessore, spazio di contenimento, flessibilità della scheda, contaminazione, progettazione dei contatti, stress di assemblaggio | Tastiere, schede di controllo, LED integrati ed elettronica |
| Assemblaggio ibrido | Interruttore a sovrapposizione o a membrana combinato con FPC, PCB rigido o entrambi | Separa la superficie utente dai componenti elettronici più complessi, mantenendo al contempo un'interfaccia compatta. | Sequenza di tolleranza, messa a terra, accesso al connettore, sigillatura, adesivo e manutenzione. | Pannelli HMI industriali e moduli di controllo integrati |
Scegliete in base alle esigenze specifiche, piuttosto che presumere che il rame sia sempre superiore all'inchiostro di stampa. Una semplice matrice di interruttori potrebbe non trarre vantaggio da un circuito stampato multistrato complesso. Al contrario, un circuito che ospita LED, componenti a passo fine, correnti più elevate, impedenza controllata o un instradamento denso potrebbe superare i limiti pratici di una membrana stampata di base.
IL Guida alla progettazione di tastiere a membrana Spiega come il circuito, il rivestimento, gli elementi tattili, la coda, l'involucro e l'ambiente debbano essere specificati come un unico assieme. Se il circuito è montato su una piastra di supporto o combinato con una struttura di controllo rigida, esaminare l'intero assieme del pannello di interruttori a membrana anziché valutare solo la scheda.
Cosa insegna la cronologia dei PCB ai progettisti di prodotto
La lezione più utile che si può trarre dalla storia dei PCB non è che la tecnologia più recente vinca sempre. Ogni transizione è stata condizionata da un vincolo: manodopera, dimensioni, numero di connessioni, automazione, confezionamento dei componenti, prestazioni del segnale, comportamento termico o forma del prodotto.
Applica la stessa logica anche nella scelta di un'edilizia moderna:
- Definire le esigenze elettriche. Elencare tensione, corrente, resistenza di contatto, velocità del segnale, impedenza, messa a terra, schermatura, LED e carichi dei componenti.
- Definire la geometria. Includere il contorno del circuito stampato, il numero di strati, lo spessore, le zone di piegatura, l'uscita posteriore, la posizione del connettore, l'altezza dei componenti, le aree da escludere e il supporto dell'involucro.
- Definire l'ambiente. Specificare temperatura, umidità, condensa, raggi UV, prodotti chimici per la pulizia, vibrazioni, cadute, ESD, EMI, polvere ed esposizione ai liquidi.
- Definire il volume di produzione. La quantità di prototipi, la domanda annuale, la frequenza di revisione, l'automazione, gli strumenti e la continuità della fornitura influiscono sul processo corretto.
- Definire ispezione e accettazione. Indicare la revisione del disegno applicabile, il metodo di prova, la dimensione del campione, i criteri estetici, i limiti elettrici e la documentazione richiesta.
- Convalidare l'assemblaggio. Testare insieme schede, componenti, firmware, connettori, adesivi, involucro e interfaccia utente destinati alla produzione.
Il correlato Guida al controllo qualità degli interruttori a membrana Comprende la verifica dei disegni, l'ispezione dei circuiti, l'allineamento, i test elettrici, il comportamento tattile e la valutazione ambientale per l'interfaccia finita. Il progresso storico è derivato dal controllo di processo; la qualificazione moderna dipende ancora da prove chiaramente definite.
Miti comuni sulla storia dei PCB
"Una sola persona ha inventato l'intero circuito stampato"
Eisler merita il riconoscimento ufficiale per il moderno circuito stampato, ma brevetti precedenti e sviluppi paralleli hanno contribuito con idee fondamentali. La storia dei PCB è una catena di invenzioni, industrializzazione, materiali, attrezzature e standard.
"Stampato significa che il rame è sempre stampato come inchiostro"
Molti circuiti stampati utilizzano resist stampato e rame inciso. L'inchiostro conduttivo stampato rimane importante nei circuiti a membrana e nell'elettronica stampata, ma non è l'unico processo utilizzato per i PCB.
"Sostituzione del supporto a montaggio superficiale con foro passante"
La tecnologia SMT domina molti assemblaggi compatti, mentre i sistemi a foro passante, a pressione, a saldatura manuale e di fissaggio meccanico rimangono utili per componenti e casi di carico specifici.
“Un PCB e un PCBA sono la stessa cosa”
Il PCB è la struttura di interconnessione nuda. Il PCBA include i componenti installati e le saldature. I difetti di fabbricazione e i difetti di assemblaggio richiedono prove di ispezione diverse.
“Più strati significano una tavola migliore”
L'aggiunta di strati può migliorare il routing, i piani, la schermatura e la densità, ma aumenta i costi e la complessità del processo. Il numero di strati dovrebbe essere dettato dal progetto, non fungere da indicatore di qualità.
Domande frequenti
Quando è stato inventato il circuito stampato?
Non esiste una data univoca e incontestata. Albert Hanson descrisse i conduttori piatti stratificati nel 1903, Charles Ducas brevettò i circuiti stampati ed elettrolitici nel 1925 e Paul Eisler sviluppò il moderno circuito stampato pratico negli anni '30, depositando importanti domande di brevetto britanniche nel 1943.
Chi ha inventato il circuito stampato?
A Paul Eisler viene ampiamente attribuita l'invenzione del moderno circuito stampato (PCB) perché il suo lavoro su lamina, resist e incisione ha anticipato da vicino le successive tecniche di produzione. Inventori precedenti, tra cui Albert Hanson e Charles Ducas, hanno contribuito con importanti concetti precursori.
Perché sono stati inventati i circuiti stampati?
Hanno ridotto i cablaggi punto-punto ingombranti e laboriosi, rendendo le connessioni elettriche più compatte, uniformi e adatte alla produzione ripetibile. Gli sviluppi successivi hanno aumentato la densità di instradamento, automatizzato l'assemblaggio e supportato componenti più piccoli.
A cosa serviva il primo PCB?
Eisler dimostrò la fattibilità dei circuiti stampati nelle apparecchiature radio. I circuiti stampati furono poi prodotti su larga scala per l'elettronica bellica, comprese le applicazioni per spolette di prossimità, prima di essere impiegati in prodotti commerciali nel dopoguerra.
Quando i PCB sono diventati comuni nell'elettronica di consumo?
L'adozione si diffuse negli anni '50 e '60, quando i produttori di radio, televisione, strumentazione e informatica perfezionarono i materiali e la produzione su larga scala. I tempi di adozione variarono a seconda del prodotto, dell'azienda, del paese e della struttura dei costi.
Quando la tecnologia di montaggio superficiale è diventata popolare?
Il montaggio superficiale è apparso inizialmente in applicazioni specializzate, si è espanso commercialmente durante gli anni '70 ed è diventato ampiamente utilizzato nell'elettronica di grande volume durante gli anni '80, con la maturazione di componenti, apparecchiature di posizionamento, paste saldanti, saldatura a rifusione, ispezione e CAD.
Qual è la differenza tra PCB, PWB e PCBA?
I termini PCB e PWB si riferiscono generalmente alla scheda nuda o alla struttura di cablaggio stampata. PCBA indica la scheda assemblata con i componenti installati. La terminologia esatta può variare a seconda dell'azienda e dello standard, pertanto i documenti di acquisto devono specificare lo stato di fornitura richiesto.
I circuiti stampati flessibili sono PCB?
Sì. Un circuito stampato flessibile utilizza conduttori disposti secondo uno schema predefinito su un dielettrico flessibile e appartiene alla famiglia dei circuiti stampati. Si differenzia da un PCB rigido per materiali, comportamento alla flessione, supporto, zone dei componenti e controlli di produzione.
È possibile utilizzare un interruttore a membrana su un circuito stampato (PCB)?
Sì. Un'interfaccia a membrana può collegarsi a un PCB separato o incorporare un PCB rigido o un FPC in rame come strato circuitale. Può anche utilizzare inchiostro conduttivo serigrafato su PET. La scelta della struttura dipende dal carico elettrico, dalla geometria, dai componenti, dall'ambiente, dal volume e dalle esigenze di validazione.
Revisione del progetto
Durakeypad è un Produttore di interruttori a membrana personalizzati e fornitore di tastiere a membrana Supportiamo progetti di interfaccia OEM che possono combinare un PCB, un FPC, un circuito a membrana stampata, una sovrapposizione grafica, un connettore o un pannello di supporto. Per una revisione pratica della costruzione e del preventivo, Invia a Durakeypad il tuo disegno e i requisiti dell'applicazione., inclusi grafica, dimensioni, schema elettrico o piedinatura, materiali, ambiente operativo, esposizione per la pulizia, requisiti di convalida, quantità del prototipo e previsioni di produzione.
piatto
