Trendy

DPS oslaví sto let. Pokoří hranici sto miliard dolarů?

Když si v roce 1925 nechal americký vynálezce Charles Ducas patentovat dřevěnou desku, na níž sestavil obvod z vodivých materiálů, určitě nemohl tušit, jakého boomu se jednoho dne tato myšlenka dočká. Nebýt covidu, reálně by se očekávalo, že o sto let později – tedy v roce 2025 – pokoří celkový roční obrat trhu s deskami plošných spojů (DPS) hranici 100 miliard dolarů.

Abychom byli spravedliví, samotnému vývoji první DPS předcházela celá řada větších i menších objevů. Už na přelomu 19. a 20. století německý vynálezce Albert Hanson využil ploché fóliové vodiče laminované na izolační desce v několika vrstvách. S chemickými metodami pokovení vodičů na izolačním papíru experimentoval také věhlasný Thomas Alva Edison. Arthur Berry si pak nechal ještě před první světovou válkou patentovat metodu tisku a leptání spojů. Na druhé straně oceánu, ve Spojených státech, si Max Schoop vyžádal pro změnu patent na žárové stříkání kovu na desku přes masku. Charles Ducas tak jejich myšlenky víceméně propojil do jednoho řešení využívajícího galvanizaci obvodů. Skutečně první komerční využití pak objevil o deset let později rakouský vývojář Paul Eisler, který využil první klasické DPS v rádiovém setu – a v následujících letech technologii neustále vylepšoval, až vytvořil konstrukci desky plošného spoje, která obsahovala leptání obvodů na měděnou fólii na nevodivém podkladu vyztuženém sklem.

Zmenšování a zdokonalování

Potenciál DPS si v době druhé světové války rychle uvědomily armády. Spojené státy a Británie už v roce 1944 vyrukovaly s bezkontaktními pojistkami pro použití v dolech, ale především v bombách a dělostřeleckých granátech. V roce 1948 pak armáda Spojených států uvolnila technologii výroby plošných spojů pro veřejnost a nastartovala skutečný rozmach v komerčním využívání.

Krátce na to byly uvedeny na trh tranzistory, které dramaticky snížily celkovou velikost elektroniky a zároveň vylepšily její spolehlivost. V šedesátých letech byl objeven integrovaný obvod s křemíkovým čipem, který umožnil převést tisíce a mnohdy i desítky tisíc součástek na jednu desku, což výrazně vylepšilo nejen výkon, ale také rychlost a spolehlivost elektroniky, jež tato zařízení osahuje. Počet vodičů v desce plošných spojů se dramaticky zvýšil a začalo se intenzivně pracovat také s více vrstvami na každé desce. S tím ale také souvisí, že se DPS začínají zmenšovat a pájení spojení je čím dál obtížnější.

Na přelomu sedmdesátých a osmdesátých let akcelerovaly vývoj desek znovu armádní společnosti. Vojenské masky z tenkých polymerních materiálů byly vyvinuty tak, aby usnadnily snadnější aplikaci pájky na měděné obvody bez přemosťování sousedních obvodů. Byl také vyvinut fotografický polymerní povlak, který lze aplikovat přímo na obvody, následně vysušit a poté upravit expozici fotografií. Právě tato metoda se na dlouhá léta stane základem další výroby desek plošných spojů. Od osmdesátých let minulého století známe také povrchovou montážní technologii SMT. Zatímco dříve měly všechny součásti DPS drátové vývody, nově byly nahrazeny pájením přímo na malé podložky bez nutnosti dalších otvorů.

Léta devadesátá přinesla především neskutečný boom domácích počítačů a vlnu nejrůznějších softwarových řešení. Ta se promítla také do samotné výroby desek plošných spojů, protože programy jako CAD/CAM dokázaly zautomatizovat mnoho nejrůznějších výrobních kroků. Společně s tím také vyměňovat těžší součástky za lehčí a menší. A miniaturizace a automatizace jsou dva hlavní trendy, které od té doby pozorujeme až do dnešních dní.

Desky jsou stále menší, umožňují jednoduché přidávání dalších vrstev a nově jsou stále častěji doplněny také o flexibilní materiály. „Obecně platí, že elektronika směřuje ke složitosti, která je zároveň spojena s miniaturizací. To je neoddiskutovatelný trend posledních let. Když si člověk vzpomene, jak vypadaly první mobily z devadesátých let, tak to byla neforemná „cihla“ s nabíječkou. Ano, dalo se to přenášet, ale pěkně jste se u toho zapotili. Přitom, co to umělo tehdy a co umí mobily dnes – kdy nosíme v kapsách malé a lehoučké přístroje nadupané špičkovými technologiemi, fotoaparáty, aplikacemi, rychlým internetovým připojením? Teď navíc přicházejí ohebné technologie. Jsem přesvědčený o tom, že v příštích letech bude největší zájem o složité a komplikované desky, ať už půjde o rigid-flex nebo v uvozovkách standardní vícevrstvé desky, vysokofrekvenční desky, desky s řízenou impedancí. Pro nás výrobce je potřeba orientovat se tímto směrem, protože finanční efekt, který je spojený s rychlostí a se složitostí, může být velmi atraktivní,“ potvrzuje František Vlk, který se výrobou desek plošných spojů zabývá už od začátku devadesátých let a je spolumajitelem společnosti Gatema PCB, která dodává desky na většinu západních trhů.

A jak to bude dál? Rok pandemie přinesl hned dvě krize – nejprve zmrazení trhu a následně surovinovou válku. Díky tomu se začala upravovat prognóza, že celý trh dosáhne ke stému výročí bájné hranice 100 miliard dolarů. Podle Global Industry Analysts je reálnější, že bude růst pomaleji. I tak by však měl v roce 2027 dosáhnout 76 miliard dolarů. A to je na nápad připevnit obvod na pevnou desku fascinující číslo.

Zajímá Vás k tématu více?
Spojte se s našimi odborníky:
Luděk Buchta
Marketing Manager