A Origem das Placas de Circuito Impresso: Uma Evolução de 130 Anos

A PCB é uma das maiores invenções da história. E a história da PCB remonta a mais de 130 anos.

Curiosamente, a máquina industrial avançou continuamente com ajustes e melhorias. Como resultado, é quase impossível comparar as primeiras PCBs com designs modernos.

Mas como diz o famoso ditado: "Você precisa saber onde começa para saber para onde vai." Por isso, vamos levá-lo através de onde tudo começou, a ideia por trás do dispositivo, os inventores e muito mais.

Está pronto? Vamos começar.

A História das PCBs

Albert Hanson, um cientista alemão, foi um dos indivíduos que iniciou uma busca para criar um caminho elétrico mais simples. Sem dúvida, sua invenção não parecia com as PCBs. Mas pavimentou o caminho para a criação do dispositivo.

Fonte: LeaderTelegram

Albert registrou uma patente para um dispositivo em 1903 para melhorar placas de troca telefônica.

De fato, o dispositivo era uma placa de circuito nua que apresentava fios ligados a uma superfície plana com peças condutivas.

A placa de circuito de Hanson tinha construção through-hole com condutores, mas carecia de precursores modernos.

Em 1927, Charles Ducas, um inventor americano, deu um passo ousado no mundo das PCBs. E começou imprimindo fios diretamente em uma placa com um estêncil. Então, adicionou tinta para conduzir eletricidade. O objetivo da invenção era colocar um caminho eletrônico em uma superfície isolada. Curiosamente, Ducas criou um dispositivo que parecia uma placa de circuito impresso.

Fonte: Encyclopedia

Embora Ducas tenha descoberto a placa de circuito, ele contemplou a possibilidade de ter uma placa de circuito multicamadas conectando várias placas. Portanto, foi necessária outra grande mente para ver as ideias de Ducas e trazê-las à luz.

E o homem que completou os Is e cruzou os Ts foi Paul Eisler. Por isso, não é surpresa que ele receba muito crédito por inventar a PCB.

Fonte: Wikipedia

Mas tudo aconteceu quando ele se estabeleceu na Inglaterra após deixar a Áustria. O inventor austríaco tinha experiência na indústria de impressão, o que ajudou a nascer a ideia de imprimir circuitos eletrônicos em placas.

E sua criação aliviou a prática intensiva de mão de obra de soldar fios manualmente às suas placas. Além disso, uma de suas PCBs teve sua primeira aplicação em rádio — que americanos e britânicos acharam úteis durante a Segunda Guerra Mundial.

Linha do Tempo da Evolução da PCB

1925

Um inventor americano, Charles Ducas, desenhou materiais condutivos em uma placa de madeira. E foi uma patente para seu primeiro design de placa de circuito.

1936

Paul Eisler, um inventor austríaco, criou a primeira PCB. E foi útil em um aparelho de rádio.

1943

Paul deu um passo adiante para patentear um design de PCB mais avançado. E o design exigia gravar os circuitos contra folha de cobre em um substrato não condutor.

1944

Grã-Bretanha e América uniram forças para criar espoleta de proximidade em projéteis de artilharia, minas e bombas durante a Segunda Guerra Mundial.

1948

Houve um desenvolvimento geral da tecnologia PCB quando o Exército dos EUA a liberou ao público.

Anos 1950

Transistores chegaram ao mercado eletrônico. Consequentemente, reduziu o tamanho dos eletrônicos. Portanto, foi mais fácil adicionar PCBs — o que aumentou a confiabilidade dos eletrônicos.

Anos 1950 – 1960

PCBs avançaram para placas (double-sided) com identificação de impressão em um lado e componentes elétricos no outro. Além disso, designs de PCB tinham placas de zinco, revestimentos e materiais resistentes à corrosão para evitar deterioração.

Anos 1960

Designs eletrônicos tinham chips de silício ou circuitos integrados. Portanto, tornou-se possível ter um único chip com dezenas de milhares de componentes. Consequentemente, houve melhoria significativa na confiabilidade, potência e velocidade dos eletrônicos.

Além disso, a PCB tinha mais camadas para conter os condutores dos novos CIs. Mas como os chips de CI eram pequenos, as PCBs reduziram de tamanho, e as conexões de solda tornaram-se desafiadoras.

Anos 1970

Houve confusão entre placas de circuito impresso e bifenilos policlorados (um produto químico ambientalmente prejudicial). E é porque ambos tinham a abreviação PCB naquela época. Como resultado, houve preocupações de saúde comunitária e confusão pública.

Por isso, os cientistas do dispositivo mudaram o nome para PWB (printed wiring board) para reduzir confusão. Este nome permaneceu até os anos 1990, quando os PCBs químicos foram eliminados.

Anos 1970 – 1980

Para facilitar a aplicação de solda em circuitos de cobre, máscaras de solda foram desenvolvidas com materiais poliméricos finos. E isso ajudou a conectar trilhas adjacentes e aumentar a densidade do circuito.

Depois de um tempo, inventores desenvolveram revestimento polimérico fotossensível. Com isso, engenheiros podiam aplicar a camada diretamente nos circuitos, dessicar e modificar por exposição fotográfica. E isso aumentou ainda mais a densidade do circuito. Portanto, tornou-se o método padrão de fabricação de PCB.

Anos 1980

Tecnologia de Montagem em Superfície (SMT) entrou em jogo como nova tecnologia de montagem. Inicialmente, todos os componentes de PCB possuíam terminais de fio. Portanto, era vital soldar os componentes nos furos da PCB. E os furos ocupavam muito espaço útil para roteamento extra de circuito.

Fonte: Wikimedia Commons

Então, componentes SMT tornaram-se o padrão de fabricação. E engenheiros soldavam os componentes em pequenas pads na PCB sem usar os furos. Com o tempo, componentes SMT substituíram peças through-hole e tornaram-se o padrão da indústria.

Como resultado, confiabilidade, desempenho e potência funcional aumentaram. E houve redução nos custos de produção.

Anos 1990

Houve redução contínua no tamanho da PCB devido à proeminência de software CAM/CAD (fabricação e design auxiliados por computador). Além disso, designs mecânicos contribuíram para a automação do design de PCB.

Fonte: Wikimedia Commons

Além disso, ajuda a facilitar designs cada vez mais complexos com peças mais leves e menores. Ademais, conexões menores permitem miniaturização ou encolhimento rápido de PCBs.

Anos 2000

PCBs marcam as caixas para complexidade aumentada, compatibilidade, contagem de camadas mais alta e leveza. Dito isso, o circuito flexível e design de PCB multicamadas permitem funcionalidade operacional aumentada em dispositivos eletrônicos com PCBs menores e mais baratas.

Placas de Circuito Impresso Hoje

Atualmente, não há confusão associada a PCBs. Porque superamos a era dos PCBs químicos, sem dúvida, na indústria, você pode usar os termos PWB (placa de fio impresso) e placa de circuito impresso intercambiavelmente. Mas a palavra mais familiar é placa de circuito impresso.

A última inovação que atingiu a tecnologia PCB é a PCB rigid-flex. Curiosamente, esta tecnologia combina um circuito de placa rígida com estrutura e complexidade rígidas.

Portanto, graças às camadas combinadas, as PCBs rigid-flex são mais finas, menores e podem caber em produtos pequenos ou de formato incomum.

O que o Futuro Reserva para PCBs?

Devido aos avanços tecnológicos recentes, engenheiros podem imprimir placas de circuito com procedimentos de múltiplas etapas como fotolitografia e padrão convencional de deposição a vácuo.

Fonte: Researchgate

Soa bem, certo? Verdade, mas é difícil ignorar os problemas que vêm com este nível de tecnologia. As PCBs são caras, precisam de alta temperatura de processamento e envolvem resíduos tóxicos.

E com tudo que está acontecendo nesta indústria, as PCBs revolucionarão em breve. Afinal, já começou pois impressão 3D está se tornando realidade. Portanto, impressão 3D de PCBs é uma realidade.

Fonte: Wikimedia Commons

Além disso, institutos de pesquisa previram o futuro das PCBs como verde. Então, devemos esperar placas de circuito impresso em papel.

Também, o impulso dos fabricantes para produzir aparelhos eletrônicos menores moverá o design de produção de PCB para placas menores com capacidades maiores.

Além disso, devemos esperar ver mais placas plásticas moldadas em 3D, componentes embarcados, chips integrados e POP (package on package) se tornando realidade.

Estes avanços são indubitavelmente os precursores que manterão a indústria de PCB crescendo constantemente — conforme os anos avançam.

Conclusão

A WellPCB está no negócio de fabricação de PCB há anos. E sempre cumprimos nossa promessa: fornecer PCBs de qualidade na indústria. Além disso, usamos a mais recente tecnologia de PCB.

Além disso, nossas PCBs rigid-flex podem ser complexas e demoradas para fabricar. Mas manuseamos todas as partes flexíveis cuidadosamente. Então, passamos a placa de circuito impresso por testes de garantia de qualidade e superamos padrões da indústria.

Adicionalmente, temos equipamentos novos e área de produção total de 10.000 m². Portanto, podemos entregar mais de 10.000 variedades e 30.000 m² de PCBs de 2-32 camadas mensalmente.

Então, você precisa obter as melhores PCBs para seus projetos? Sinta-se à vontade para nos contatar.