Печатная плата - это пластина из электроизоляционного материала (гетинакс, текстолит и стеклотекстолит), на поверхности которой нанесены тонкие электропроводящие полоски (печатные проводники) с контактными площадками для подсоединения навесных электро- и радиоэлементов (в том числе модулей и интегральных схем).
Качественный скачок в области конструирования радиоэлектронной аппаратуры произошел благодаря изобретению печатной платы. Она совмещает функции носителя радиоэлементов и электрического соединения этих элементов. Последняя функция будет невыполнимой, если между проводниками и иными проводящими элементами печатной платы не будет обеспечен достаточный уровень сопротивления изоляции. Следовательно, подложка печатной платы должна выполнять еще и функцию изолятора.
Первым разработал печатную плату немецкий инженер Альберт Паркер Хансон. Он предложил формировать рисунок печатной платы на медной фольге вырезанием или штамповкой. Далее элементы проводящего рисунка приклеивались к диэлектрику.
Первая заявка в патентное ведомство Германии была подана Хансоном в 1902 году. С тех пор прошло больше ста лет. Все эти годы конструкции и технологии изготовления печатных плат постоянно совершенствовались. В процессе этого совершенствования принимали участие великое множество изобретателей, в том числе всемирно известный изобретатель Томас Эдисон. Он предложил формировать токопроводящий рисунок посредством адгезивного материала, содержащего графитовый или бронзовый порошки. В другом варианте токопроводящий рисунок наносился раствором азотнокислого серебра, которое затем восстанавливалось до металла.
В 20-30-x годах прошлого века было выдано множество патентов на конструкции печатных плат и способы их изготовления. Первые методы изготовления печатных плат были преимущественно аддитивными (развитие идей Томаса Эдисона). Но в современном виде печатная плата появилась благодаря использованию технологий, заимствованных из полиграфической промышленности.
Печатная плата - перевод с английского printing plate -печатная форма или матрица. Австрийский инженер Пауль Эйслер считается "отцом печатных плат". Он первым пришел к выводу, что полиграфические технологии могут быть использованы для массового производства печатных плат. Пауль Эйслер отработал технологию гальванического осаждения медной фольги и ее травления хлорным железом. Технологии массового производства печатных плат оказались востребованными уже во время второй мировой войны. А с середины 50-х годов началось становление печатных плат, как конструктивной основы радиоаппаратуры не только военного, но и бытового назначения.
Изначально функции печатной платы выполняли так называемые платы объемного монтажа - функции проводников выполняли обычные провода, а радиоэлементы и компоненты устанавливались на какие-либо носители. Например, берем кусок фольгированного стеклотекстолита (гетинакса, текстолита), можно с дефектами, и резаком делаем сетку, грубо говоря, прорезаем фольгу до основания материала. Таким образом, получаются квадратики (прямоугольники, кружочки, треугольники, кому как) из меди. Так получаются контактные площадки. А дальше припаиваем к площадкам элементы и соединяем проводами согласно схеме.
Печатная плата быстро стала основным конструктивным элементом современной радиоэлектронной аппаратуры. При этом был осуществлен переход от линии (линий или объемного монтажа) к плоскости. Односторонняя печатная плата - есть пластина, на одной стороне которой размещены проводники, выполненные печатным способом. В двухсторонних печатных платах проводники размещены и с обратной стороны, там, где установлены маленькие детали. А для их соединения были предложены разнообразные варианты, среди которых наиболее прижились переходные металлизированные отверстия.
Переход от односторонних печатных плат к двухсторонним печатным платам был первым шагом на пути перехода от плоскости к объему - к многослойным печатным платам. Если мысленно отбросить подложку двухсторонней печатной платы, то получится объемная конструкция проводников. Причем этот шаг был сделан довольно быстро. В заявке Альберта Хансена уже было указано на возможность размещения проводников по обеим сторонам подложки и соединения их с использованием сквозных отверстий.
Окончательный переход к объему произошел в результате перехода от одно- или двухсторонних печатных плат к многослойным печатным платам. Проводники в таких печатных платах размещаются не только на поверхности, но и в объеме подложки. При этом сохранилась слойность расположения проводников относительно друг друга (следствие использования планарных полиграфических технологий). Слойность неизбежно присутствует в названиях печатных плат и их элементов - односторонняя, двухсторонняя, многослойная и др. Слойность реально отражает конструктив и соответствующие этому конструктиву технологии изготовления печатных плат.
Планарные (плоскостные) технологии стали основой и изделий микроэлектроники, т. е. изделий, носителями которых являются современные печатные платы. По скорости реализации процессов микроминиатюризации микросхемы существенно опережают своих прародителей. В области микроэлектроники намечается уход от планарных технологий и планарных конструкций. Первый звонок прозвучал несколько лет назад. МОП-транзисторы верой и правдой служили с начала 60-х годов прошлого века. В конце 2001 года разработчики фирмы Intel доказали возможность изготовления таких транзисторов с минимальными размерами элементов 15 нм. При этом был сделан вывод, что это предел. Дальнейшее уменьшение размеров физически невозможно. Однако чуть позже решение все-таки было найдено. Был осуществлен прыжок из плоскости в трехмерное пространство. Трехзатворный транзистор представляет собой трехмерный прибор, в котором затвором служит приподнятая область с токопроводящими линиями, нанесенными на три ее стороны. Такая структура позволила практически в три раза увеличить область пропускания тока, не занимая при этом лишнюю площадь кристалла. Кроме того, благодаря трехмерной структуре ток утечки у таких транзисторов стал меньше, чем у обычных планарных транзисторов такого же размера.
С годами накопился богатый опыт использования в производстве печатных плат лазерных технологий. Не менее богатый опыт имеется и в использования лазерной стереолитографии для формирования трехмерных объектов из полимеров. Очевидно, такие изделия будут иметь свое название, поскольку название "печатная плата" уже не будет отражать ни их внутреннего содержания, ни технологии изготовления.