Внедрение технологии печатных плат позволило повысить надежность контактных соединений между радиодеталями.
Естественным развитием технологии печатных плат стало изобретение интегральной микросхемы (англ. integrated circuit), все компоненты которой (транзисторы, конденсаторы и проводники) собираются в виде единого блока. Первым эту техническую идею в 1954 г. выдвинул англичанин Джефф Даммер (Geoff Dummer), но практически в 1958-1959 гг. реализовали Джек Килби из Texas Instruments и Роберт Нойс из Fairchild Semicondactor. Независимо друг от друга они пришли к выводу о том, что «объемное сопротивление самого полупроводника и емкость p-n-перехода внутри него можно скомбинировать с транзисторами и создать завершенную схему из одного и того же материала» (из Нобелевской лекции Джека Килби 8 декабря 2000 г.).
Первая интегральная схема (ИС) Джека Килби под названием Type 502, собранная на пластине кристалла германия площадью 11×1,5 мм, представляла собою триггер – простейший цифровой автомат, выполняющий логическую функцию ИЛИ – НЕ либо И – НЕ. Этот класс электронных устройств (изобретены в 1918 г. английскими физиками В. Эклси и Ф. Джорданом) используется для формирования импульсов, в генераторах единичных сигналов, для построения делителей частоты, счетчиков и сумматоров. Триггеры является принципиально важным элементом любого компьютера.
В марте 1960 г. Джек Килби впервые продемонстрировал инновацию на выставке американского Института радиоинженеров. Специалисты встретили solid circuit («цельную схему») довольно прохладно. Сразу же обратили внимание на конструктивный недостаток: все соединения ИС выполнены золотыми проволочками, что с точки зрения надежности не давало ей никаких преимуществ, по сравнению с печатными платами.
Этот недостаток смог исправить Роберт Нойс. Он разработал схему триггера на пластине кристалла кремния и соединил ее компоненты токоведущими дорожками из алюминия. Дорожки наносились на поверхность пластины вакуумным напылением, по шаблону (маске), через оставленные отверстия, и отлично, без всякой сварки, «прилипали» к контактам.
Первая в мире промышленная партия кремниевых ИС под названием «Micrologic» с 20 элементами на кристалле была изготовлена компанией Fairchild Semicondactor в 1960 г. по заказу Пентагона и использовалась в системе наведения («вычислителе») ракет класса «Минитмен». Помимо основной функции расчета уравнений наведения «вычислитель» выполнял ряд дополнительных функций, связанных со сборкой ракеты, ее хранением в шахте и при подготовке к запуску.
В СССР первый опытный образец ИС, напоминающий «цельную схему» Джека Килби, в 1959 г. изготовила группа разработчиков КБ Рижского завода полупроводниковых приборов (РЗПП): Карнов, Осокин и Пахомов. В 1962-63 гг. РЗПП по заказу ВМФ выпустил несколько тысяч монолитных схем-триггеров под индексом «Р12-2». Они предназначались для использования в аппаратуре корабельных АТС. Конструктивно «Р12-2» были выполнены в виде «таблетки» из круглой металлической чашечки диаметром 3 мм и высотой 0,8 мм. В ней размещался кристалл германия (с двумя транзисторами и двумя резисторами) и заливался полимерным компаундом, из которого выходили короткие внешние концы выводов из золотой проволоки диаметром 50 мкм, приваренные к кристаллу. Масса «Р12-2» не превышала 25 мг.[10]
Интегральные схемы значительно сократили габариты электронных изделий и устранили необходимость сварки контактов радиодеталей паяльными жалами – филигранной и трудоемкой операции, выполняя которую даже самые опытные сборщики и наладчики допускали в среднем по 10 ошибок на 1000 спаек.
