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“Tinkertoy 项目”是由美国海军航空局赞助、国家标准局 (NBS) 实施的一项工业和军事联合研究计划的代号，该项目旨在通过模块化设计系统实现电子电路大规模生产的自动化。它活跃于 1950 年至 1953 年间，被认为是现代微电路和集成电路的重要先驱。
==背景==
第二次世界大战和朝鲜战争爆发后，美国军队面临电子设备严重短缺的问题。当时，电子产品制造严重依赖“繁琐的手工组装”，电阻器和电容器等单个组件被手工焊接到金属底盘上。这种劳动密集型的过程是军事快速动员的重大瓶颈，并导致生产成本高昂。

1950 年，海军航空局向国家统计局求助，希望开发一种电子生产的“公分母”——一种标准化系统，允许机械化组装，同时保留电路设计的灵活性。

==技术理念==
Tinkertoy 项目引入了电子模块化设计 (MDE) 和电子机械化生产 (MPE)。该系统基于“构建块”原则。

=== 模块 ===
该系统的基本单元是一块标准化陶瓷晶片，尺寸约为 7/8 英寸见方，由滑石制成。这些晶圆用作各种组件的基板：

* 印刷线路：将导电银图案丝网印刷到晶圆上以创建电路路径。
* 无源元件：专用机器将胶带电阻器、钛酸盐电容器和电感器直接粘贴到晶圆上。
* 组装：完成的晶圆垂直堆叠，并通过 12 根外围竖线连接，这些竖线既充当结构支撑又充当电气母线。
* 有源元件：最顶部的晶圆通常具有用于微型真空管的管座，这是当时标准的有源电子元件。

完整的电子功能包含在由这些堆叠的晶圆形成的单个“模块”内。然后可以将多个模块连接在基板上以形成复杂的设备，例如声纳浮标或无线电接收器。

==中试生产线==
到1953年，国家统计局建立了一个大规模的试验生产设施，以证明该系统的可行性。该设施从原材料到成品都高度自动化。

# 陶瓷设备：将原材料研磨并压制成干饼，形成化学清洁的陶瓷粉末，然后将其冲压成晶片并在熔炉中烧制。
# 金属化：晶圆被自动送入“刻痕喷漆机”和打印机，通过模板涂上银漆以创建导电路径。
# 元件应用：自动机器将电阻器和电容器应用到晶圆上。
# 组装和测试：机器堆叠晶圆、焊接立管线并执行自动电气测试。任何不符合规格的模块都会被自动拒绝。

该试验线每小时能够生产多达 300 个完整模块，与手工组装方法相比，速度明显加快，成本降低约 44%。

==过时和遗留==
尽管它在技术上取得了成功，并且其专利和蓝图可供私营部门使用，但它的消亡主要是由于晶体管和半导体二极管的快速商业化。
然而，该项目为电子行业建立了几个基本概念：

# 微型化：它率先推动了电子产品尺寸和重量的数量级减小。
# 标准化：证明了自动化制造标准化组件的必要性。
# 光刻技术：用于为 Tinkertoy 晶圆创建模板的光刻技术是后来 Jack Kilby 和其他人用来创建第一个集成电路的光刻工艺的直接先驱。

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计算硬件的历史