Historie desek plošných spojů (DPS) je fascinujícím příběhem, který sahá až do počátků elektroniky
a zahrnuje inovace, které zásadně změnily způsob výroby elektronických zařízení. V době, kdy většina elektronických komponentů měla značné rozměry, bylo nutné vytvořit způsob propojení těchto součástek, což vedlo k vyvinutí technologií, které dnes používáme k výrobě desek plošných spojů.
Již v padesátých letech 19. století, tedy dlouho před vznikem moderních plošných spojů, byly používány jednoduché technologické postupy k propojení elektronických součástek. V té době byly součástky velké a jejich propojení se realizovalo pomocí kovových pásků nebo drátů připevněných na prkénkách nebo deskách. Dřevěné desky byly v počátcích nahrazeny kovovými šasi, což umožnilo stabilnější a odolnější konstrukci. Tato technologie byla sice velmi primitivní, ale dostatečná pro první experimenty
s elektronickými obvody.
Skutečná historie desek plošných spojů, jak je známe dnes, se začala psát v roce 1925, kdy Charles Ducas patentoval metodu tisku vodivého materiálu na izolační podložku pomocí tiskové planžety. Tento vynález byl základem pro budoucí vývoj tištěných spojů, které se ve 30. letech začaly vyrábět ve větších množstvích. V tomto období začaly být s DPS spojeny termíny jako "tištěné spoje" nebo zkráceně „tišťáky“, které se staly synonymem pro dnešní desky plošných spojů. Ačkoliv tehdejší technologie měla řadu nedostatků, jako například nízkou vodivost, položily tyto počáteční pokusy základy pro budoucí vývoj.
Ve 30. letech 20. století byla vyvinuta technologie, která umožňovala výrobu měděných spojů na izolační podložce. V roce 1943 Paul Eisler patentoval metodu leptání měděné fólie, která byla použita k výrobě prvních desek plošných spojů v sériové výrobě. Jeho průlomový vynález našel uplatnění při výrobě rádií, kde se poprvé objevila technologie plošného spoje v podobě, jak ji dnes známe.
S příchodem tranzistorů a začátkem miniaturizace elektronických součástek v 50. letech 20. století se začaly rychle vyvíjet nové technologie pro propojení stále menších součástek. Když byly tranzistory a další součástky stále menší, bylo nutné vyvinout nové metody pro jejich propojení na desce. V roce 1957 představil Jack Kilby z Texas Instruments první integrovaný obvod (IC), což byl zlomový moment v historii elektroniky.
Tento přechod k miniaturizaci obvodů vyžadoval nové způsoby propojení – jednou z klíčových technologií byla metoda připájení drátků a pasty do otvorů v deskách. Nicméně, tyto metody byly poměrně náročné, a ne vždy efektivní, zvláště při větší hustotě součástek.
V roce 1961 americká firma Hazeltyne patentovala technologii pokovení otvorů v desce, což vedlo k novému vývoji desek plošných spojů. Tato technologie umožnila propojení vnitřních vrstev vícevrstvých desek, což bylo klíčové pro zajištění vyšší hustoty propojení a umožnilo vytvářet desky s mnohem větším počtem součástek na menší ploše.
Tak vznikly vícevrstvé desky plošných spojů (multilayer PCBs), které se skládají z několika vrstev izolačního materiálu a vodivých vrstev, přičemž mezi jednotlivými vrstvami jsou propojení realizována skrz otvory, které jsou pokovené. Tento vývoj umožnil výrazné zlepšení v hustotě integrace obvodů a dal základ pro složité elektronické zařízení.
S postupujícím vývojem a miniaturizací součástek byla technologie povrchové montáže (SMT) klíčová
pro další zrychlení výroby a zmenšení velikosti zařízení. U SMT se součástky neinstalují přes otvory
v desce, ale přímo na povrch desky pomocí pájecí pasty, což umožnilo zmenšit velikost pouzder součástek a umožnilo montáž součástek na obě strany desky. Tato technologie vedla k výraznému zrychlení výroby
a snížení nákladů.
Historie výroby desek plošných spojů (DPS) v bývalém Československu sahá až do 50. let 20. století, kdy začaly první pokusy o zavedení sériové výroby DPS konkrétně v bývalé Tesle Přelouč. První desky plošných spojů byly vyrobeny pro tranzistorový přijímač T 58.
Na začátku se jednalo o jednostranné desky, které byly později vylepšeny a začala se vyrábět dvoustranná verze s pokovenými otvory. Po tomto kroku následoval vývoj vícevrstvých desek
a ohebných spojů.
Významnou roli v tomto vývoji sehrála spolupráce techniků Tesla Přelouč s Tesla Výzkumným ústavem sdělovací techniky A.S. Popova Praha.
Začátky výroby byly však obtížné. V té době chyběly zkušenosti, odborná literatura byla téměř neexistující a metodologie nebyla zcela etablována. Přesto však pracovníci Tesly Přelouč vykazovali odhodlání i elán,
a tak vznikaly tištěné spoje i u nás. První síťka pro výrobu desek byla vytvořena a ručně konstruovaný otáčivý buben na leptání chloridem železitým dal základ nové technologii výroby.
Tento pokrok vedl k zavedení sítotiskové metody, která byla v roce 1960 nahrazena leptáním ve vanách, což umožnilo zvýšení produkce z 30 000 na 100 000 kusů měsíčně. Současně byla zahájena regenerace chloridu železitého.
V roce 1961 se k technologii sítotisku přidala nová metoda, která vycházela z desek Diazolit Resist
s fotoemulzí, vyvinutá Novoborskými strojírnami. Tento postup, využívaný pro výrobu kanálových cívek,
se stal základem dnešního moderního fotografického způsobu výroby, známého jako fotocesta.
Významnou součástí vývoje byl i pokrok v oblasti pokovování konektorů tvrdým zlacením a zavádění nových technologických postupů.
V roce 1970 došlo k zásadnímu technologickému pokroku, když Tesla Přelouč zaváděla pokovení otvorů, poloprovozní výrobu vícevrstvých desek a výrobu ohebných spojů. To umožnilo výrobu desek
s pokovenými otvory metodou tzv. kovového resistu, což bylo možné díky zakoupené licenci na výrobu počítačů TESLA 200. V roce 1982 byla zahájena výstavba nové výrobní haly, která byla určena pro výrobu vícevrstvých desek s kapacitou až 21 000 m². Tato kapacita zahrnovala i výrobu drátových plošných spojů, které byly vyvinuty spoluprací s VUMS Praha a Aritmou Praha.
Do konce 80. let se Tesla Přelouč stala největším výrobcem desek plošných spojů v tehdejším Československu. V roce 1988 bylo ve výrobní technologii plošných spojů zaměstnáno přibližně 390 pracovníků. V roce 1973 vznikla Rada odborníků plošných spojů, která sdružovala více než 40 organizací zaměřených na výrobu, vývoj a výzkum DPS a materiálů pro jejich výrobu. Tato rada koordinovala technologickou, normalizační a materiálovou problematiku až do svého zrušení v roce 1991.
Dalším významným krokem ve světové technologii výroby DPS bylo snižování průměru otvorů pro propojky (tzv. vias), což umožnilo ještě větší miniaturizaci desek. Nové technologie, jako je použití laseru pro tvorbu mikropropojek (microvias), umožnily výrobu desek s mnohem menšími rozměry a ještě větší hustotou propojení. S postupem času se objevily i technologie pro montáž křemíkového čipu přímo na desku, což vedlo k dalšímu zmenšení velikosti a zlepšení výkonu.
V současnosti již deska plošného spoje není jen pasivním nosičem propojení, ale stává se aktivním prvkem celého elektronického zařízení. Díky rostoucí složitosti signálů a požadavkům na vysokou frekvenci přenosu signálů se stává kvalita DPS klíčovým faktorem pro výkon zařízení. Výroba desek tak musí zahrnovat nejen kontrolu přesnosti propojení, ale také optimalizaci impedancí a dalších elektrických vlastností spoje.
Historie desek plošných spojů je příkladem neustálého technologického pokroku, který doprovází vývoj elektroniky. Od prvních pokusů s kovovými pásky až po složité vícevrstvé desky s mikropropojkami, technologie DPS prošly dlouhou cestu, která umožnila realizaci stále menších, výkonnějších a komplexnějších elektronických zařízení. Historická éra československé výroby DPS byla klíčová nejen pro domácí elektroniku, ale i pro exportní trhy, a položila základy pro rozvoj moderní výroby plošných spojů, jak ji známe dnes.
S rostoucí miniaturizací a zvyšováním hustoty obvodů se dnes DPS stala nepostradatelným prvkem
v moderních elektronických systémech, které definují naši technologickou budoucnost.