Печатная плата (ПП), как и многие другие революционные изобретения, была создана на основе исторического прогресса. Более 140 лет назад, в период с 1880 по 1900 год, распространение электричества преобразило повседневную жизнь, заменив традиционные виды топлива и обеспечив электроэнергией дома. Ключевые инновации в области электромагнетизма и электродвигателей в этот период заложили основу для ПП и их роли в производстве электроники.
Хотя печатные платы появились позже, их развитие во многом обязано технологическим достижениям этой эпохи преобразований. Современные печатные платы существуют с 1960-х годов, когда они использовались в калькуляторах, кассовых аппаратах и других простых устройствах с электрическими цепями.
Начало: до эпохи печатных плат
До появления печатных плат электронные схемы собирались с помощью точечной проводки. Компоненты припаивались к клеммным колодкам или платам, что приводило к громоздким, хрупким и ненадежным конструкциям. Растущая сложность схем в начале XX века потребовала более надежного и эффективного решения.
История Пола Эйслера и рождение печатных плат.
Концепция печатных плат (ПП) была впервые запатентована в 1903 году немецким изобретателем Альбертом Хансоном, который описал плоские фольговые проводники, ламинированные на изоляционную плату. Хотя его идея опередила свое время, практическое применение ПП стало возможным только в 1943 году. Переломный момент наступил в 1943 году, когда австрийский инженер Пауль Эйслер разработал первую рабочую ПП, работая над радиоприемником. Во время Второй мировой войны американские военные приняли на вооружение ПП для создания компактных и надежных радиосистем, что привело к их широкому распространению. Печатная плата (ПП) — вероятно, одно из важнейших изобретений XX века. Интеллектуальным отцом печатной платы был Пауль Эйслер.
Как Эйслеру пришла идея печатных плат:
В конструкции радиоприемников того времени использовались лампы, резисторы и катушки, соединенные отдельными проводами. В радиоприемниках того времени создавалась запутанная масса проводов, сложная и непонятная для понимания. Эйслер же, напротив, хотел создать чистую систему проводниковых линий на одном уровне. Что-то, что можно было бы напечатать, что-то, что стало бы основой для процесса массового производства.
Эйслер, изучавший инженерное дело, во время учебы работал редактором журнала. Уже тогда печать на бумаге натолкнула его на мысль, что этот процесс должен позволить не только массовое производство газет. Эйслер активно экспериментировал и зарегистрировал свой первый патент в 1936 году, предшественник его основного патента, описывающего первую настоящую печатную плату. Он представил свою идею английскому производителю радиоприемников, но, по их мнению, соединение проводов было бы дешевле и удобнее, поэтому они отклонили его и его идею
Передача прав компании Strong
В 1939 году, в начале войны, Эйслер нашел сторонника в лице Гарольда В. Стронга, богатого владельца типографии. Понимая потенциал концепции печатной платы Эйслера, Стронг увидел возможность перейти из испытывающей трудности полиграфической отрасли, столкнувшейся с нехваткой бумаги, в бурно развивающуюся оружейную промышленность. Во время поездки на такси Эйслер уверенно подписал контракт, передав Стронгу права на свое изобретение всего за один английский фунт.
Как началось массовое производство печатных плат:
Хотя военный потенциал изобретения был очевиден, британское Министерство обороны выступало против его использования. В результате ни одна частная компания в Великобритании не захотела развивать его дальше. Американцы же, напротив, избрали другой подход. Британцы часто сообщали о своих изобретениях в Американское бюро стандартов, где была разработана печатная плата для использования в качестве неконтактного взрывателя в зенитных снарядах. Это нововведение позволило производить электронику в больших количествах по низкой цене.
Печатные платы для общественного пользования:
В 1948 году, помимо военных, идея печатной платы стала известна и широкой публике. Началось триумфальное шествие печатных плат, особенно с учетом того, что в то время был разработан принцип массовой пайки методом волновой пайки. Это стало еще одной важной предпосылкой для недорогого массового производства электроники.
Изобретение Эйслера не принесло ему значительного успеха, и Гарольд В. Стронг не добился тех финансовых выгод, на которые изначально рассчитывал. Компания Стронга, Technograph, специализировалась на маркетинге лицензий на печатные платы. Несмотря на то, что Эйслер был членом совета директоров, он так и не разбогател, поскольку монополия на печатные платы так и не была установлена.
Сегодня во всем мире производится бесчисленное количество печатных плат. Несмотря на то, что они становятся все меньше и меньше, современное массовое производство электронных устройств было бы немыслимо без печатных плат.
Популярность печатных плат
Военные США первыми применили технологию печатных плат (PCB), поскольку изобретенная Эйслером печатная плата была одобрена военными и использовалась в военных радиостанциях во время Второй мировой войны. Соединенные Штаты и Великобритания сотрудничали в разработке печатных плат, и эта технология использовалась в военном оружии во время войны. Американская электронная промышленность приняла концепцию печатной платы в 1950-х годах, быстро продвигая ее развитие. К середине 1950-х годов инновация вернулась в Европу, и немецкие компании начали производство в 1957 году.
В Соединенных Штатах технология печатных плат была официально признана в 1956 году, и армия США опубликовала первый патент на «процесс сборки схем». С тех пор производители печатных плат разработали различные методы сборки для защиты электроники и создания электрических соединений между компонентами с помощью медных дорожек.
Эйслер не был признан изобретателем печатных плат в течение 35 лет.
Эйслер, который первоначально оставался в совете директоров Technograph, покинул компанию в том же году. Хотя его меньше беспокоило отсутствие финансового успеха, он глубоко сожалел о том, что не получил заслуженного признания как создатель одного из самых значимых изобретений столетия.
Лишь в 1971 году Эйслер был официально признан изобретателем печатной платы. В 1992 году, незадолго до своей смерти 26 октября в возрасте 85 лет в пригороде Лондона, Институт электротехников наградил его Серебряной медалью Наффилда.
Другие изобретения Эйслера
Помимо своего всемирно известного изобретения печатной платы, Пол Эйслер изобрел и другие важные продукты для электротехники. В частности, он подал заявки на патенты на электрические предохранители, многослойные материалы и фольговые батареи.
Как и многие другие великие изобретения в истории, печатная плата (PCB), которую мы знаем сегодня, была создана на основе достижений, происходивших на протяжении всей истории. В этой статье была рассмотрена не полная история, а скорее ключевые моменты, которые превратили печатные платы в то, чем они являются сегодня.
