top of page

A História das Placas Eletrônicas (PCB / PCI): de 1800 aos dias de hoje

PCB ou PCI, significa Placa de Circuito Impresso. Como outras grandes invenções, essas placas também têm sua história. A placa de circuito impresso, que todos nós conhecemos hoje, foi construída sobre uma base gradativa de avanços tecnológicos, ao longo da história.


É possível traçar essa história ao longo de 130 anos, quando a Revolução Industrial ainda estava apenas começando. Neste post iremos percorrer a história das placas eletrônicas de circuito impresso, desde 1880 até os dias atuais, trazendo os principais highlights ao longo dessa curiosa história:



A Evolução das PCBs


Com o tempo, as PCBs evoluíram muito, tornando-se uma ferramenta essencial para otimizar a fabricação de produtos eletrônicos. O que antes era montado facilmente pelas mãos humanas, logo deu lugar a componentes microscópicos que exigiam a precisão e a eficiência das máquinas.


Veja por exemplo, as duas placas de circuito mostradas abaixo. Uma é mais antiga, e foi feita para integrar uma calculadora fabricada nos anos 60. Enquanto a outra é uma típica placa mãe de alta densidade, do tipo que você encontra nos computadores de hoje.

Comparação: Uma PCB de uma calculadora antiga X Uma placa mãe moderna.
Comparação: Uma PCB de uma calculadora antiga X uma placa mãe moderna.

Na calculadora, podemos ver cerca de 30 transistores, porém em uma única placa mãe de chip, você pode encontrar milhões de transistores. Na verdade, a taxa na qual a tecnologia e o próprio design das PCBs estão avançando é realmente impressionante. Tudo o que vemos na PCB da calculadora agora pode caber em um único chip nos designs modernos.



De 1880 a 1900


Esta era a época em que a eletricidade estava começando a ser levada para as residências, primeiro começando nas cidades, e posteriormente entrando nas áreas rurais. Finalmente, a eletricidade era agora uma alternativa ao carvão, à madeira e ao petróleo. A eletricidade mudou tudo, e durante esta época surgiram grandes invenções eletromagnéticas e diferentes tipos de motores.


Na verdade, este foi o período dos inventores geniais na história, cujas invenções têm um grande impacto sobre a eletrônica até hoje:

  • Em 1876, Alexander Graham Bell inventou o telefone;

  • Em 1879, Thomas Edison inventou a lâmpada, ficando conhecido como o maior inventor da América;

  • Em 1884, a Kodak de George Eastman inventou a primeira câmera para consumidores;

  • Em 1888, Nikola Tesla inventou o motor, e em 1895 a Potência CA (Corrente alternada);

  • Em 1890, Herman Hollerith inventou o tabulador de dados, posteriormente fundando a IBM.

Um dos maiores conflitos durante esta era de inovação foi entre as potências AC e DC. O AC de Nikola Tesla acabou vencendo, apenas como o método de transporte de eletricidade em longas distâncias. No entanto, o interessante é como estamos lidando com questões de conversão AC-DC até hoje.


O início das PCBs não foi propriamente durante esta era, entretanto, sem o progresso que se deu na Era Dourada, e toda a influência difundida da eletricidade, a PCB nunca teria se tornado o que é hoje.



De 1890 a 1920


Este é o momento em que surge a primeira patente de uma PCB. Em 1903, um dos famosos inventores alemães, Albert Hanson, registrou uma patente britânica para um dispositivo descrito como um 'condutor plano de folha de alumínio sobre uma placa isolante com múltiplas camadas'.

O primeiro esboço da PCB de Albert Hanson.
O primeiro esboço da PCB de Albert Hanson.

Albert Hanson também descreveu a importância da aplicação dos furos em sua patente. Ele mostrou que podia fazer um furo nas duas camadas e que, por meio de fios perpendiculares, era possível estabelecer a conectividade elétrica.


A Era progressiva marcou a Primeira Guerra Mundial. Este conflito era puramente focado em dispositivos mecânicos e na guerra como um todo. Na verdade, a eletrônica básica, e até mesmo o conceito de PCBs, ainda não haviam sido utilizados em aplicações militares, mas estavam evoluindo para isso.



Durante a década de 1920


Foi durante esta época que começam a surgir aparelhos que utilizamos até hoje, como as máquinas de lavar, aspiradores e refrigeradores. Mas e quanto as PCBs? Elas ainda não estavam sendo utilizadas em nenhum dos aparelhos ou automóveis produzidos durante esta época.


Foi somente em 1925 que Charles Ducas inventou uma patente, descrevendo a possibilidade de adicionar tintas condutivas em um material isolante, o que mais tarde daria origem à placa de circuito impresso. Na verdade, esta patente foi a primeira aplicação real a relacionar uma placa de circuito impresso. Mas acabou sendo usada apenas como uma bobina de aquecimento plana, não tendo a conectividade elétrica real entre a placa e os componentes.


Durante 1930-1945


Este foi o momento mais significativo na história das placas de circuito impresso. A Segunda Guerra Mundial estava em andamento, e os EUA entraram na briga em 1942, após o bombardeio de Pearl Harbor. Foi justamente durante a Segunda Guerra que vimos o primeiro uso de uma PCB, como nós conhecemos hoje, em um fusível de proximidade.

Fusível de Proximidade: O primeiro uso de uma PCB como nós conhecemos hoje, durante a Segunda Guerra Mundial.
Fusível de Proximidade: O primeiro uso de uma PCB como nós conhecemos hoje.

Este dispositivo foi usado para ogivas de artilharia de alta velocidade, que precisavam ser queimadas precisamente a grandes distâncias. O fusível de proximidade foi utilizado pela primeira vez pelos britânicos, para combater o exército de Hitler.


Durante este período, temos também Paul Eisler, um austríaco que vivia no Reino Unido, e que registrou a patente de uma folha de cobre sobre uma base não condutora de um vidro. Soa familiar, não é mesmo? Pois este é, muitas vezes, o conceito que usamos para fabricar PCBs ainda hoje, com uma camada isolante e cobre na parte superior/inferior. Eisler levou este conceito um passo adiante, ao fazer um rádio utilizando sua PCB em 1943, o que abriria o caminho para futuras aplicações militares.

Paul Eisler: Fez um rádio utilizando uma PCB em 1943, o que abriria o caminho para futuras aplicações militares.
Paul Eisler: Fez um rádio utilizando uma PCB em 1943, o que abriria o caminho para futuras aplicações militares.


Durante a década de 1940


Durante a década de 1940 vemos muitas melhorias nos aparelhos existentes, como aspiradores de pó, máquinas de lavar, televisores e rádios. O que ainda não estamos vendo, no entanto, são as placas de circuito impresso ao nível do consumidor propriamente.


Apesar de as placas eletrônicas ainda não estarem sendo muito utilizadas neste período, é em 1947 que vemos a chegada do primeiro transistor do mundo, desenvolvido nos Laboratórios Bell, em 1947.

O primeiro transistor do mundo, desenvolvido nos Laboratórios Bell, em 1947.
O primeiro transistor do mundo, desenvolvido nos Laboratórios Bell, em 1947.

De 1947 a 1970


De 1947 a 1970, é a Era onde vemos as PCBs sendo usadas em seu pleno potencial. Em 1956, o Exército dos EUA lançou sua patente para o "Processamento de Montagem de Circuitos Elétricos". Agora os fabricantes tinham uma técnica para tanto manter a eletrônica, e estabelecer a conectividade entre componentes com traços de cobre. À medida que as PCBs começam a decolar no domínio das fábricas, nos deparamos com a primeira Corrida Espacial do mundo, entre os EUA e a Rússia.

As inovações da indústria eletrônica durante a Segunda Guerra Mundial levaram a grandes avanços no design de placas de circuito impresso.
As inovações da indústria eletrônica durante a Segunda Guerra Mundial levaram a grandes avanços no design de placas de circuito impresso.

De volta as PCBs, em 1963, a Hazeltine Corporation registrou uma patente para a primeira tecnologia de placa de circuito impresso. Isto é capaz de permitir que os componentes fiquem juntos mas bem espaçados na PCB sem a preocupação de ocorrerem conexões cruzadas.


Também vemos a invenção da Surface Mount Technology (SMT), desenvolvida pela IBM. Estes componentes densamente embalados encontraram seu primeiro uso prático nos propulsores de foguete, Saturn.



Os anos 70 - E nasce o Microprocessador


Os anos 70 nos trouxeram o primeiro microprocessador, dentro de um tipo de circuito integrado (CI). Ele foi desenvolvido inicialmente em 1958, por Jack Kilby da Texas Instruments.

Jack Kilby: O homem por trás do Circuito Integrado.
Jack Kilby: O homem por trás do Circuito Integrado.

Mas é somente na década de 1970 que vemos os circuitos integrados serem usados pela primeira vez, na fabricação de produtos eletrônicos.


Assim, a partir desta época, se você não estivesse usando uma placa PCB para conectividade, você estava com grandes problemas!












Os anos 80 - O Despertar da Era Digital


A Era Digital traz mudanças significativas na forma como consumimos mídia, com a introdução de dispositivos pessoais como o CD, VHS, câmeras, consoles de jogos, walkmans, etc.


É importante saber que as PCBs ainda estavam sendo desenhadas à mão, com uma placa leve e stencils, até que os computadores e softwares EDA (Electronic Design Automation) chegaram. Agora podemos ver softwares EDA como Protel e EAGLE sendo utilizados, mudando completamente a forma como projetamos e fabricamos produtos eletrônicos.

PCB's sendo desenhadas a mão antes da chegada dos softwares EDA.
PCB's sendo desenhadas a mão antes da chegada dos softwares EDA.

Ao invés de fotografias de PCBs, agora é possível salvar os projetos como arquivos de texto Gerber, cujas coordenadas podem ser facilmente inseridas em máquinas para preparar uma placa eletrônica.







Os anos 90 - A Era da Internet


Nos anos 90, vemos a utilização do silício, com a introdução aos BGAs (Ball Grid Array), um tipo de soldagem pino a pino utilizada em circuitos integrados. Agora já é possível encaixar mais portas em um único chip, e começar a incorporar memória e sistemas em chip juntos.


Este é um período de intensa miniaturização em eletrônica, todo o processo de projeto está começando a mudar e evoluir, mudando para o CI (Circuito Integrado).

Miniaturização dos componentes das placas e maior complexidade.
Miniaturização dos componentes das placas e maior complexidade.

Esta é também uma época em que pacotes menores de componentes como o 0402 tornam a soldagem manual de placas quase impossível. Os projetistas focam mais no software EDA, enquanto os fabricantes cuidam da produção e montagem física das placas.





Os anos 2000 - A Era Híbrida


Essa é uma era de consolidação de dispositivos, e as PCBs estão estabelecidas no mercado, existem processos e procedimentos para quase tudo. As aplicações de alta velocidade e densidade estão tornando-se cada vez mais usuais e necessárias neste mercado de alta demanda, que é o setor de eletrônicos.

Placas de Circuito Impresso Modernas.
Placas de Circuito Impresso Modernas.


Atualmente e além!


As placas de circuito impresso estão assumindo padrões de qualidade cada vez mais avançados, e são completamente diferentes das PCBs convencionais, graças a tecnologias inovadoras que estão surgindo no campo da IoT e da Inteligência Artificial. A ideia por trás dessas tecnologias é atender às exigências de tamanho, desempenho, confiabilidade e custo dos dispositivos mais avançados que estão surgindo no campo da eletrônica.


Placas de Circuito Impresso de última geração: HDI - Alta Densidade.
Placas de Circuito Impresso de última geração: HDI - Alta Densidade.

Quer saber mais sobre placas eletrônicas e suas aplicações? Acesse já o nosso site:



E lembre de se inscrever no nosso Blog para ficar por dentro das novidades!


Fonte: https://how2electronics.com/

Comments


bottom of page