Asal Usul Papan Sirkuit Tercetak: Evolusi 130 Tahun

PCB adalah salah satu penemuan terbesar dalam sejarah. Dan sejarah PCB melacak kembali lebih dari 130 tahun.

Menariknya, mesin industri telah maju seiring waktu dengan penyesuaian dan peningkatan. Akibatnya, hampir mustahil untuk membandingkan PCB pertama dengan desain modern.

Tetapi seperti pepatah yang terkenal: “Anda perlu tahu di mana itu dimulai untuk tahu di mana itu menuju.” Oleh karena itu, kami akan mengajarkan Anda di mana semuanya dimulai, ide di balik perangkat, penemu, dan lebih banyak lagi.

Apakah Anda siap? Mari kita mulai.

Sejarah PCB

Albert Hanson, seorang ilmuwan Jerman, adalah salah satu individu yang memulai usaha untuk membuat jalur listrik yang lebih sederhana. Tidak diragukan lagi, penemuannya tidak terlihat seperti PCB. Namun, itu membuka jalan untuk penciptaan perangkat.

Albert Hanson

Sumber: LeaderTelegram

Albert mengajukan paten untuk suatu perangkat pada tahun 1903 untuk meningkatkan papan pertukaran telepon.

Memang, perangkat tersebut adalah papan sirkuit polos yang menampilkan kawat yang terikat pada permukaan datar dengan potongan konduktif.

Papan sirkuit Albert memiliki konstruksi lubang melalui dengan konduktor tetapi tidak memiliki prekursor modern.

Pada tahun 1927, Charles Ducas, seorang penemu Amerika, mengambil langkah berani di dunia PCB. Dan ia memulai dengan mencetak kawat secara langsung pada papan dengan stensil. Kemudian, ia menambahkan tinta untuk menghantarkan listrik. Tujuan penemuan ini adalah untuk menempatkan jalur elektronik pada permukaan terisolasi. Menariknya, Ducas menemukan perangkat yang terlihat seperti papan sirkuit tercetak.

Charles Ducas menggambar PCB

Sumber: Encyclopedia

Meski Ducas menemukan papan sirkuit, ia mempertimbangkan kemungkinan memiliki papan sirkuit berlapis dengan menghubungkan banyak papan. Oleh karena itu, dibutuhkan pikiran hebat lagi untuk melihat ide Ducas dan mewujudkannya.

Dan pria yang menyelesaikannya adalah Paul Eisler. Oleh karena itu, tidak mengherankan jika ia mendapat banyak kredit atas penemuan PCB.

Paul Eisler

Sumber: Wikipedia

Tetapi semuanya terjadi ketika ia menetap di Inggris setelah meninggalkan Austria. Penemu Austria ini memiliki latar belakang di industri percetakan, jadi itu membantu melahirkan ide mencetak sirkuit elektronik pada papan.

Dan penciptaannya mempermudah praktik pemelaman tangan yang memberatkan kawat ke papan Anda. Selanjutnya, salah satu PCB-nya memiliki aplikasi pertama dalam radio—yang dianggap berguna oleh Amerika dan Inggris selama Perang Dunia II.

Timeline Evolusi PCB

1925

Seorang penemu Amerika, Charles Ducas, menggambar bahan konduktif pada papan papan kayu. Dan itu adalah paten untuk desain papan sirkuit pertamanya.

1936

Paul Eisler, seorang penemu Austria, menciptakan PCB pertama. Dan itu berguna dalam satu set radio.

1943

Paul mengambil langkah lebih lanjut untuk mematenkan desain PCB yang lebih canggih. Dan desainnya memerlukan pengikisan sirkuit terhadap foil tembaga pada substrat non-konduktif.

1944

Britania dan Amerika bergabung untuk membuat fuse kedekatan dalam granat artileri, tanah ranjau, dan bom selama Perang Dunia II.

1948

Terdapat perkembangan keseluruhan teknologi PCB ketika Angkatan Darat AS melepaskannya kepada publik.

1950-an

Transistor menghajar pasar elektronik. Akibatnya, mengurangi ukuran elektronik. Oleh karena itu, lebih mudah untuk menambahkan PCB—yang meningkatkan keandalan elektronik.

1950-an – 1960-an

PCB maju menjadi papan (berdua sisi) dengan pencetakan identifikasi di satu sisi dan komponen listrik di sisi lain. Juga, desain PCB memiliki plat seng, pelindung, dan bahan tahan karat untuk menghindari kerusakan.

1960-an

Desain elektronik memiliki chip silicon atau rangkaian terpadu. Oleh karena itu, menjadi mungkin untuk memiliki satu chip dengan puluhan ribu komponen. Akibatnya, terdapat peningkatan signifikan dalam keandalan, daya, dan kecepatan elektronik.

Juga, PCB memiliki lebih banyak lapis untuk menampung konduktor IC baru. Namun karena chip IC kecil, PCB mengecil, dan koneksi pemelaman menjadi tantangan.

1970-an

Terdapat kebingungan antara papan sirkuit tercetak dan polychlorinated biphenyl (kimia yang berbahaya bagi lingkungan). Dan itu karena keduanya memiliki singkatan PCB pada saat itu. Akibatnya, terdapat kekhawatiran kesehatan masyarakat dan kebingungan publik.

Oleh karena itu, ilmuwan perangkat mengubah nama menjadi PWB (printed wiring board) untuk mengurangi kebingungan. Nama ini bertahan hingga tahun 1990-an, ketika kimia PCB dilahirkan.

1970-an – 1980-an

Untuk mempermudah aplikasi pelar pelar tembaga sirkuit, solder mask dikembangkan dari bahan polimer tipis. Dan ini membantu untuk menyambungkan jalur berseberangan dan meningkatkan densitas sirkuit.

Set beberapa waktu, penemu mengembangkan pelapisan polimer yang dapat diinduksi foto. Dengan ini, insinyur dapat menerapkan lapisan secara langsung ke sirkuit, mengeringkan, dan memodifikasi melalui paparan foto. Dan ini lebih meningkatkan densitas sirkuit. Oleh karena itu, itu menjadi metode standar manufaktur PCB.

1980-an

Teknologi Mount Permukaan (SMT) hadir sebagai teknologi perakitan baru. Awalnya, semua komponen PCB memiliki kawat. Oleh karena itu, sangat penting untuk memelam komponen ke lubang PCB. Dan lubang-lubang itu mengambil banyak ruang yang berguna untuk routing sirkuit tambahan.

Komponen SMT

Sumber: Wikimedia Commons

Jadi, komponen SMT menjadi standar manufaktur. Dan insinyur memelam komponen pada pad kecil di PCB tanpa menggunakan lubang. Seiring waktu, komponen SMT mengganti bagian lubang melalui dan menjadi standar industri.

Akibatnya, keandalan, kinerja, dan daya fungsi meningkat. Dan terdapat pengurangan biaya produksi.

1990-an

Terdapat pengurangan berkelanjutan dalam ukuran PCB karena dominansi perangkat lunak CAM/CAD (manufaktur dan desain berbantu komputer). Juga, desain mekanis berkontribusi pada otomatisasi desain PCB.

Desain struktural CAD/CAM

Sumber: Wikimedia Commons

Selanjutnya, ini membantu untuk mempermudah desain yang semakin kompleks dengan bagian yang lebih ringan dan lebih kecil. Selain itu, koneksi yang lebih kecil memungkinkan pengecilan atau miniaturisasi PCB yang semakin cepat.

2000-an

PCB mencantumkan kotak untuk kompleksitas yang meningkat, kompatibilitas, jumlah lapis lebih tinggi, dan kekringanan. Dengan demikian, desain PCB berlapis dan sirkuit fleksibel memungkinkan fungsionalitas operasional yang ditingkatkan dalam perangkat elektronik dengan PCB yang lebih kecil dan lebih murah.

PCB Terkini

Tidak ada kebingungan terkait PCB pada saat ini. Karena kita telah melewati era PCB kimia, tidak diragukan lagi, di industri, Anda dapat menggunakan istilah PWB (printed wire board) dan printed circuit bergantian. Namun kata yang lebih akrab adalah printed circuit board.

Inovasi terbaru yang telah menghajar teknologi PCB adalah rigid-flex PCB. Menariknya, teknologi ini menggabungkan papan sirkuit keras dengan struktur kaku dan kompleksitas.

Jadi, berkat lapisan yang digabungkan, rigid-flex PCB lebih tipis, lebih kecil, dan dapat muat dalam produk yang kecil atau berbentuk aneh.

Apa yang Ditunggu Masa Depan untuk PCB?

Akibat kemajuan teknologi terbaru, insinyur dapat mencetak papan sirkuit dengan prosedur multi-langkah seperti fotolitografi dan pola deposit vakum konvensional.

Proses fotolitografi ℅ Gianluca Grenci

Sumber: Researchgate

Memenuhi, kan? Benar, namun sulit untuk mengabaikan hambatan yang datang dengan tingkat teknologi ini. PCB mahal, membutuhkan suhu pemrosesan tinggi, dan melibatkan limbah beracun.

Dan dengan semua yang terjadi di industri ini, PCB akan merevolusi segera. Lagi pula, itu telah dimulai karena pencetakan 3D semakin menjadi hal yang biasa. Oleh karena itu, pencetakan PCB 3D adalah kenyataan.

Pencetakan 3D pada PCB

Sumber: Wikimedia Commons

Selanjutnya, institusi penelitian telah memprediksi masa depan PCB akan hijau. Jadi, kita harus mengharapkan papan sirkuit tercetak kertas.

Juga, dorongan produsen untuk memproduksi perangkat elektronik yang lebih kecil akan menggerakkan desain produksi PCB ke papan yang lebih kecil dengan kapasitas lebih tinggi.

Plus, kita harus melihat lebih banyak papan plastik cetakan 3D, komponen tertanam, chip terintegrasi, dan POP (package on package) semakin umum.

Kemajuan ini tidak diragukan lagi adalah pelopor yang akan menjaga industri PCB terus tumbuh—seiring berjalannya tahun.

Penutup

WellPCB telah berbisnis dalam pembuatan PCB selama bertahun-tahun. Dan kami selalu menepati janji kami: menyediakan PCB berkualitas di industri. Plus, kami menggunakan teknologi PCB terbaru.

Selanjutnya, rigid-flex PCB kami dapat kompleks dan memakan waktu untuk dibuat. Namun kami menangani semua bagian fleksibel dengan hati-hati. Kemudian, kami melewatkan papan sirkuit tercetak melalui pengujian jaminan kualitas dan melampaui standar industri.

Selain itu, kami memiliki peralatan baru dan area produksi keseluruhan sebesar 10000 m². Oleh karena itu, kami dapat menyampaikan lebih dari 10000 variasi dan 30000 m² kaki PCB 2-32 lapis setiap bulan.

Jadi, apakah Anda perlu mendapatkan PCB terbaik untuk proyek Anda? Silakan hubungi kami.