En illustrerad historik över tryckta kretskort

Det första tryckta kretskortet (PCB) utvecklades på 1930-talet av Paul Eisler, som studerade teknik och var tidningsredaktör innan han började arbeta med elektroteknik. Eisler hade en idé om att tryck på papper skulle kunna användas till mer än bara tidningar. Han utvecklade idén i en liten enrumslägenhet i Hampstead, London.

Moe Abramson

Kretskortens historia har påverkats av många tekniska framsteg. Några av de första kretskorten skapades av Moe Abramson, en dataingenjör som hjälpte till att utveckla den automatiska monteringsprocessen. Abramson utvecklade också kopparfoliens sammankopplingsmönster och tekniker för dopplödning. Hans process förbättrades senare, och hans arbete ledde till standardprocessen för tillverkning av kretskort.

Ett kretskort är en krets som mekaniskt stöder och elektriskt kopplar samman elektroniska komponenter. Det tillverkas vanligen av två eller flera lager kopparplåt. Tillverkningsprocessen möjliggör högre komponentdensitet. Det har också genompläterade hål för elektriska anslutningar. Mer avancerade kretskort har även inbyggda elektroniska komponenter.

Stanislaus F. Danko

De tryckta kretskortens historia går tillbaka till mitten av 1900-talet. Innan dess hade elektroniska komponenter trådledningar och löddes direkt till kretskortets spår. Den första automatiska monteringsprocessen utvecklades av Moe Abramson och Stanislaus F. Danko, som var medlemmar i U.S. Signal Corps. De patenterade processen och den har sedan dess blivit standardmetoden för tillverkning av kretskort.

Tryckta kretskort är en viktig del av elektroniska apparater. Från en blygsam början i mitten av 1800-talet har de blivit vardagsmat. Utvecklingen har drivits på av ökade konsumentkrav. Dagens konsumenter förväntar sig omedelbar respons från sina elektroniska enheter. 1925 utvecklade Charles Ducas en process som kallas "tryckt tråd" för att minska komplexiteten i kabeldragningen. Dr. Paul Eisler byggde det första fungerande kretskortet i Österrike 1943.

Harry W. Rubinstein

De tryckta kretskortens historia har till stor del formats av en man vid namn Harry W. Rubinstein, som arbetade som forskare och chef på Globe-Unions Centralab-division från 1927 till 1946. Rubinstein var ansvarig för flera innovationer under sin tid på Centralab, inklusive förbättrade rullskridskor, tändstift och lagringsbatterier. Hans mest kända uppfinning var dock den tryckta elektroniska kretsen.

Historien om kretskort börjar i början av 1900-talet, då elektroniska komponenter löddes fast på ett kretskort. Kretskortet hade hål för trådledningar, och ledningarna fördes in genom hålen och löddes sedan till kopparspåren på kortet. Men 1949 utvecklade Moe Abramson och Stanislaus F. Danko en teknik som innebar att komponentledningarna fördes in i ett sammankopplingsmönster av kopparfolie och löddes med dopplödning. Denna process antogs senare av U.S. Army Signal Corps och blev så småningom ett standardiserat sätt att tillverka tryckta kretskort.

Komponenter för ytmonteringsteknik (SMT)

SMT är en teknik som gör det möjligt att applicera elektroniska komponenter direkt på ytan av ett tryckt kretskort (PCB). Detta möjliggör en effektivare produktion och en mer kompakt design. Dessutom minskar antalet borrhål, vilket kan leda till en lägre produktionskostnad. SMT-komponenter är också mer robusta och tål högre nivåer av vibrationer och stötar.

Den stora fördelen med ytmonteringsteknik jämfört med komponenter med genomgående hål är att den är mycket automatiserad och minskar antalet fel under svetsprocessen. Dessutom är SMT-komponenter mycket billigare att paketera än THT-komponenter, vilket innebär att försäljningspriset blir lägre. Detta är en stor fördel för de kunder som letar efter tryckta kretskort i stora volymer.

Flera lager av koppar

PCB med flera kopparlager är uppbyggda av flera lager kopparfolie och isoleringsmaterial. Kopparskikten kan utgöras av en sammanhängande kopparyta eller av separata spår. De ledande kopparskikten är anslutna till varandra med hjälp av vior, som är tunna kanaler som kan leda ström. Dessa ledande lager används ofta för att minska EMI och ge en tydlig returväg för strömmen. Nedan listas några fördelar med att använda koppar på kretskort.

Flerskiktade mönsterkort är dyrare än enkelskiktade. De är också mer komplicerade att tillverka och kräver en mer komplicerad tillverkningsprocess. Trots den höga kostnaden är de populära i professionell elektronisk utrustning.

Elektromagnetisk kompatibilitet

Elektromagnetisk kompatibilitet (EMC) är en viktig aspekt av en produkts design. EMC-standarder är en förutsättning för säker drift av produkter. Konstruktionen av ett kretskort måste vara elektromagnetiskt kompatibel med dess komponenter och omgivning. Vanligtvis uppfyller kretskorten inte EMC-standarderna vid första genomgången. Därför bör konstruktionsprocessen redan från början inriktas på att uppfylla EMC-standarderna.

Det finns flera vanliga tekniker för att uppnå elektromagnetisk kompatibilitet. En metod är att lägga ett jordlager på ett kretskort. En annan metod är att använda jordnät för att ge låg impedans. Avståndet mellan jordgallren är viktigt för att bestämma kretskortets jordinduktans. Faraday-burar är ett annat sätt att minska EMI. Denna process innebär att man lägger jord runt kretskortet, vilket förhindrar signaler från att färdas bortom jordgränsen. Detta bidrar till att minska utsläpp och störningar från kretskort.