Evolusi Papan Sirkuit Cetak: Inovasi dan Dampaknya

Lompat Ke: Apa Itu Papan Sirkuit Cetak? | Di Mana Papan Sirkuit Cetak Digunakan | Sejarah PCB | 1850-1900 | 1900-1950 | 1950-2000 | 2000 dan Seterusnya | Papan Sirkuit Cetak Berkualitas

Papan sirkuit cetak adalah komponen internal yang mentransmisikan sinyal listrik melalui perangkat elektronik. Setiap kali Anda menyalakan komputer atau menekan tombol pada smartphone, radio alarm, atau komponen stereo, Anda berinteraksi dengan papan sirkuit cetak, yang ada di dalam penutup semua perangkat tersebut. Jika listrik adalah darah kehidupan elektronik, papan sirkuit cetak adalah organ internal vital.

Di dunia yang sangat bergantung pada perangkat saat ini, sebagian besar orang tidak menyadari sirkuit kompleks yang terkandung dalam setiap smartphone atau pemutar MP3 portabel. Tanpa papan sirkuit cetak, teknologi modern tidak akan pernah menjadi mungkin.

Apa Itu Papan Sirkuit Cetak?

Papan sirkuit cetak (PCB) adalah perangkat substrat yang memiliki komponen listrik yang terukir. PCB tersedia dalam variasi single, double-layer, dan multi-layer dengan lapisan tembaga yang sesuai. PCB dengan densitas tertinggi terdiri dari beberapa lapisan. Ini berisi lubang plated yang menghubungkan konduktor pada lapisan yang berbeda. Pada PCB yang lebih rumit, substrat sering dilapisi dengan kapasitor, resistor, dan komponen lainnya. Lapisan sebagian besar PCB kokon biasanya terdiri dari substrat yang terbuat dari FR-4 glass epoxy.

PCB merupakan bagian integral dari hampir semua perangkat elektronik, kecuali produk paling sederhana. Desain PCB melibatkan detail sirkuit yang rumit, tetapi perakitan dan produksi PCB dapat diimplementasikan secara seragam. Karena PCB terdiri dari komponen yang dipasang dan dicabut dengan satu bagian, produksi massal PCB adalah proses yang sederhana, relatif murah, dan umumnya bebas kesalahan, terutama jika dibandingkan dengan opsi kabel lainnya seperti point-to-point dan wire wrap.

Akronim PCB berlaku untuk papan polos dan papan yang dirakit. Jika papan memiliki koneksi tembaga, namun tidak memiliki bagian yang tertanam, nama yang lebih tepat adalah printed wiring board, meskipun istilah itu hampir dihapus dari bahasa teknologi. Istilah lain, yang lebih umum, meliputi printed circuit board assembly dan printed circuit assembly, yaitu PCB dengan bagian elektronik.

Di Mana Papan Sirkuit Cetak Digunakan?

Papan sirkuit cetak esensial dalam berbagai perangkat elektronik dan komponen komputer. PCB dalam bentuk modernnya ada sejak tahun 1960, ketika menjadi komponen dalam kalkulator, kas registral, dan perangkat sederhana lainnya dengan sirkuit listrik.

Pada tahun 1970, PCB mulai muncul dalam jam digital dan beberapa video game serta komputer pribadi pertama di dunia. Pada tahun 1980, PCB ada dalam radio alarm, pemutar video kaset, konsol game Atari, pemutar CD dan laserdisc, dan telepon nirkabel. Selama tahun 1990, PCB yang semakin canggih dan miniatur bertanggung jawab atas penyebaran komputer desktop dan perangkat periferal seperti scanner dan printer di kalangan Amerika sehari-hari.

Evolusi cepat perangkat komputerisasi sejak akhir tahun 1990 telah mengarah pada PCB yang semakin kecil dengan kapasitas yang lebih besar dibandingkan papan dari dekade sebelumnya. Smartphone, misalnya, telah menjadi lebih kompak, namun tahan terhadap kerusakan. Perkembangan serupa terjadi selama sekitar 12 tahun dengan pemutar MP3 portabel, yang maju dari pemutar Archos yang berat dan rumit pada awal tahun 2000 menjadi model iPod Nano yang ramping dan ringan yang disukai oleh pendengar saat ini dalam perjalanan.

Pengembangan komponen chip dengan keserbaagunaan yang lebih besar telah memfasilitasi miniaturisasi perangkat. Dengan micro ball grid arrays dan papan yang lebih pendek, perusahaan kini dapat memproduksi perangkat komputerisasi kecil, dengan mengetahui PCB cukup kompak untuk muat di dalam penutup yang tersedia. Ini berbanding terbalik dengan PCB awal, di mana ukuran papan sering menentukan persyaratan ukuran perangkat penutup.

Sejarah PCB

Selama setengah abad terakhir, komponen teknologi PCB telah diukur ke level mikro. Selama tahun 1960, PCB dalam kalkulator typikal terdiri dari sekitar 30 transistor. Kini, PCB dalam komputer rata-rata memiliki jutaan transistor dalam satu chip pada papan induk. Perkembangan ini telah memungkinkan untuk memuat tingkat fungsionalitas yang semakin tinggi pada perangkat yang semakin kecil. Selain itu, komponen seperti kapasitor dan resistor juga telah menyusut menjadi pecahan dari ukuran dulu.

Kemampuan yang ditawarkan oleh PCB modern telah membuat pengguna terbiasa dengan aktivasi dalam hitungan detik untuk setiap prompt yang dapat dibayangkan. Dengan sangat besar kemungkinan, pengguna PC atau perangkat seluler saat ini akan merasa gangguan dengan keterlambatan lima detik pada suatu fungsi. Tanda paling rivel dari evolusi PCB ada dalam video game, yang telah berkembang dari sistem Pong sederhana pada tahun 1970 menjadi skenario fotorealistik yang memungkinkan pemain bertarung dan balap melalui konsol game saat ini.

Kita dapat melacak sejarah papan sirkuit cetak kembali ke waktu lama sebelum mereka ada dalam desain. Roda mulai bergerak saat Benjamin Franklin melayangkan layangan ke badai petir dan menemukan kualitas listrik petir.

1850-1900

Salah satu ciri khas dari kedua belas abad ke-19 adalah kemajuan teknologi dengan lonjakan dan batas. Dalam dekade yang mengikuti Perang Sipil, kota-kota di sepanjang Pantai Timur dan di seluruh Midwest dilengkapi dengan daya listrik, yang menggantikan penggunaan minyak panas dan batu bara. Seiring menyebarnya listrik, perkumpulan dan daerah pedesaan juga terhubung ke jaringan listrik yang baru dibentuk. Minyak, sementara itu, hampir kehilangan tujuannya hingga mobil membuat bensin diperlukan pada putaran abad.

Penyebaran daya listrik mempredikan perkenalan telepon, lampu pijar, dan kamera konsumen, semuanya yang memasuki pasar pada kuartal terakhir abad ke-19. Meski PCB itu sendiri tidak ada dalam periode ini, fondasi teknologi untuk perkembangannya akhirnya hampir sepenuhnya berakar pada akhir abad ke-19.

1900-1950

Pada tahun 1903, pengasuh Jerman Albert Hanson mengajukan paten pertama untuk perangkat mirip PCB. Perangkatnya adalah konduktor datar untuk papan isolasi multi-lapisan. Namun, perangkat jenis ini tidak akan melihat penggunaan luas dalam teknologi yang muncul pada awal abad ke-20, periode yang melihat perkenalan radio, pemutar piring, mesin cuci, pengering, dan vacum.

Sama seperti kelebihan naif dari Abad Emas yang tenggelam dengan Titanic, dan kegerangan Perang Besar yang merendahkan perasaan nasional, kemenangan terbesar manusia atas alam adalah pengembangan pesawat udara. Di tengah eksperimen gagal dari Prohibition, Amerika lebih ingin pergi dari mesin dan pergi ke speakeasy terdekat untuk malam yang diracuni gin di bawah lampu Deco-décor.

Depresi Besar, yang dipicu oleh kerugian pasar saham Oktober 1929, adalah kemunduran lebih lanjut bagi evolusi PCB. Peristiwa ini mengakhiri kemeriahan dari Jazz Age dan memasuki periode rantai, antrian roti, dan apartemen sempit di mana keluarga tidak memiliki uang untuk membelanjakan barang mewah.

Adaptasi signifikan pertama dari teknologi mirip PCB terjadi setelah serangan Pearl Harbor pada Desember 1941 yang mengejutkan Amerika. Intelijen militer percaya mereka mungkin dapat mencegah serangan ini jika Departemen Negara telah lebih baik dilengkapi untuk berkomunikasi dengan basis militer Honolulu, di mana petunjuk bahaya yang akan datang telah ada selama beberapa waktu sebelumnya.

Seiring terjunnya bangunan dalam Perang Dunia II, pasukan militer AS menemukan perangkat Inggris yang dikenal sebagai proximity fuse, yang dilengkapi peluru artileri dengan kemampuan untuk mematukan target yang presisi di seluruh perjalanan darat dan laut yang luas.

Pasukan militer AS pada akhirnya mengadopsi konsep di balik proximity fuse, meningkatkan desain dan membuatnya sesuai untuk produksi massal. Sekitar waktu yang sama, pengasuh Austria yang bermukim di Inggris, Paul Eisler, mengembangkan konsep PCB dengan perangkat yang menggunakan foil tembaga pada dasar kaca non-konduktif. Desain itu mempredikan isolasi tembaga atas/bawah modern pada PCB. Pengasuh juga memperkenalkan radio yang dilengkapi PCB pada tahun 1943 yang nantinya terbukti berguna dalam operasi militer.

1950-2000

Dengan berakhirnya Perang Dunia II datang kembali ke kemestaraan ketika prajurit AS kembali dari Eropa dan Timur Jauh. Frank Sinatra mencatat hit setelah hit, bobby soxers menukar makeup kaki dengan nylon asli dan keluarga hangat dengan penemuan baru seperti album piring 33 rpm dan set televisori. Akhir Depresi Besar membuka kemunculan kelas menengah, yang mendorong perkembangan perdesaan melalui pinggiran kota dan di seluruh mid-Amerika.

Penggunaan signifikan pertama PCB setelah perang datang pada tahun 1947 dengan transistor Bell Labs. Ketika tekanan Perang Dingin meningkat antara Amerika Serikat dan Uni Soviet selama tahun 1950, setiap sisi harus meningkatkan kemampuan komunikasi mereka untuk tetap mengikuti perkembangan di garis depan musuh. Sama seperti Elvis Presley pertama kali muncul di layar TV goyang pinggangnya pada "Heartbreak Hotel," Tentara Darat AS mematenkan "Processing of Assembling Electrical Circuits" pada tahun 1956.

Pertama kalinya, kemampuan untuk menyimpan listrik dan berkomunikasi antara komponen jejak tembaga telah menjadi kenyataan. Balapan sekarang untuk menjadi yang pertama ke luar angkasa, yang berhasil di Union Soviet di beberapa front dengan mengirimkan satelit pertama, Sputnik, pada tahun 1957. Mereka mengikuti pencapaian ini dengan peluncuran pertama tanpa awak ke bulan dan orbit bumi pertama dengan awak pada tahun 1959 dan 1961, masing-masing.

Pada tahun 1963 — tepat ketika AS meningkatkan pencapaian luar angkasa mereka dan generasi yang berduka atas JFK bersiap untuk Beatles dan invasi Inggris yang menyusul — dua perkembangan terjadi dalam teknologi PCB. Salah satu melibatkan teknologi lubang plated-through, paten Hazeltine Corp. yang memungkinkan komponen untuk ditempatkan dengan dekat pada PCB yang sama tanpa risiko konflik. Inovasi kedua pada waktu ini adalah pengembangan teknologi surface mount, courtesy dari IBM. Keduanya merupakan komponen esensial dari penggerak roket Saturn.

Seiring abad 1960 yang berwarna-warni dan psychedelic memberi jalan kepada abad 1970 yang fueled oleh coke dan wide-suited, insinyur Texas Instruments Jack Kilby memperkenalkan mikroprosesor pertama. Kilby mengembangkan rangkaian terintegrasi, yang melihat adopsi cepat dalam perakitan elektronik. Pada saat ini, PCB telah menjadi de rigueur dalam teknologi komputer. Selama separuh kedua dekade, komputer rumah pertama memasuki pasar, dimulai dengan MITS Altair 8800 dan IMSAI 8080 pada tahun 1975, diikuti oleh Apple 1 pada April 1976.

Meskipun inovatif untuk waktunya, teknologi abad 1970 yang analog dan Super 8 dengan cepat ketinggalan zaman oleh kemajuan high-tech abad 1980 yang surround-sound dan digital jernih. Seperti Michael Jackson membawa generasi X ke era video, dekade ini melihat perangkat yang bergantung pada PCB muncul di ruang tamu dan saku Amerika sehari-hari. Perangkat seperti pemutar VHS, pemutar compact disc, Walkman, telepon nirkabel, dan konsol game semuanya mentransmisikan sinyal melalui PCB. Komputer pribadi dan perangkat lunak EDA juga mulai digunakan selama waktu ini.

Apapun yang mungkin kurangnya pada abad 1990 mengenai identitas budaya, itu adalah waktu yang subur untuk teknologi PCB. Abad 90 adalah dekade di mana perangkat menjadi lebih kecil berkat perkembangan dalam desain PCB yang memungkinkan lebih banyak gate pada satu chip. Seiring lebih banyak rumah tangga terhubung ke Internet — pertama melalui layanan dial up dan kemudian, di akhir dekade, melalui kabel dan garis DSL — komputer pribadi menjadi hiasan rumah tangga.

Komputer tidak lagi mesin besar dan rumit yang memicu ledakan nuklir dengan tekanan tombol yang salah — mereka kini merupakan perangkat yang kompak, dapat diakses, dan interaktif yang membawa dunia penuh informasi ke ujung jari semua orang. PCB juga merupakan komponen signifikan dari ponsel seluler, yang dengan cepat melebihi telepon antena nirkabel untuk menjadi simbol status umum pada pertengahan abad 90.

Di tengah kemajuan teknologi yang cepat dan miniaturisasi muncul kebutuhan yang meningkat untuk merancang PCB dengan potensi modifikasi dalam pikiran. Sementara mungkin untuk memodifikasi PCB awal dengan kabel ulang sederhana, papan baru memiliki bagian yang lebih kecil yang secara fisik lebih sulit diubah, tidak dengan disolder. Akibatnya, desain PCB menjadi proses yang lebih terdedikasi.

2000 dan Seterusnya

Abad ke-21 telah menyaksikan inovasi dari 50 tahun terakhir terintegrasi dan dikompreskan ke dalam satuan ringan yang dapat dibawa kemana saja. Di samping Anda once needed a separate device for each function — a phone for calls, a calculator for math, a stereo for music, a television for movies and shows, a PC for Internet access, a camera for photos, etc. — you can now perform all functions and consume any type of media on a mobile-connected laptop, pad or smartphone.

One can only guess what the future might hold for PCBs and the technology they bring to life. As talk spreads about smart homes, driverless vehicles and artificial intelligence, PCBs of various dimensions will probably be components in the automatic knobs and handles in computerized buildings and cars. Likewise, PCBs could eventually be inserted beneath the moving parts of anticipated technologies like military and co-working robots.

Papan Sirkuit Cetak Berkualitas Dari Millennium Circuits Limited

Seiring perkembangan elektronik dan teknologi komputerisasi, papan sirkuit cetak telah mengandung sirkuit internal yang memungkinkan perangkat tersebut untuk aktif dan berfungsi. Tanpa papan sirkuit cetak, teknologi pasca perang tidak akan pernah dapat mendekati kondisi saat ini dengan kapasitas dan keangguranan high-tech. Seiring potensi ultimat dari perangkat komputer mendekati platonya, masyarakat menunggu masa depan dengan drone pengiriman, mobil tanpa sopir, tenaga kerja robot, dan peralatan rumah tangga pintar.

Untuk memberikan cakram Anda pada gelombang inovasi teknologi berikutnya, Anda akan perlu memiliki PCB yang dilengkapi untuk mengaktifkan fungsi yang dimaksud. Hubungi Millennium Circuits untuk penawaran cepat tentang PCB.