Elektronisissa piireissä on komponentteja, kuten vastukset, kondensaattorit, transistorit ja integroidut piirit, jotka on kytketty toisiinsa, jotta tuotteet olisivat yhtä yksinkertaisia kuin ovikello tai monimutkaiset kuin tietokone.
Aikaisimmat piirit koottiin käsin, mikä oli työläs menetelmä, joka yhdessä muodossa käsitti useiden irtonaisten yksittäisten johtojen manuaalisen leikkaamisen, leikkaamisen ja juottamisen. Tällä tavalla valmistus oli hidasta ja altis virheille. Lisäksi johtojen sijoittelu vaihteli teknikosta toiseen, mikä aiheutti vaikeuksia työn tarkistamisessa tai virheiden korjaamisessa.
Piirilevyn, jota kutsutaan myös PC-kortiksi tai piirilevyksi, keksintö johti nopeammin, helpommin elektroninen kokoonpano ja mahdollisti piirejä luomalla satoja komponentteja - mahdotonta ruumiillinen työ.
Tyypillinen piirilevy on valmistettu epoksi-lasikuitulevystä ja korvaa johdot "jälkeillä", jotka on painettu valokuviin ja syövytetty kemiallisesti kuparikerroksille. Tuloksena on johtavien viivojen kuvio, joka on kiinnitetty turvallisesti levyyn ja yhdistää elektroniset osat samalla tavalla kuin johdot.
Piirilevyjen tyypit
Monenlaisia piirilevyjä on kehitetty eri tarkoituksiin. Halpa lelu saattaa käyttää a yksipuolinen painettu piirilevy, koska muutamat komponentit ja pieni määrä jälkiä sopisi yhdelle puolelle. Suurempi piiri saattaa tarvita a kaksipuolinen Piirilevy, joka vaatii jälkiä molemmilta puolilta kaikkien tarvittavien liitosten tekemiseen.
Jopa monimutkaisemmat piirit vaativat lisäkerroksia. A nelikerroksinen Piirilevyssä on kaksi sisäkerrosta, yleensä maa- ja virtaliitäntöihin komponentteihin, jolloin ulkoiset kaksi kerrosta jäävät komponenttien väliseen johdotukseen. Tällöin sisäkerrokset ovat leveitä kuparitasoja korkealaatuisen sähkönjakelun ja erinomaisen melusuojauksen varalta - erilliset piirilevyedut käsijohdotettuihin levyihin verrattuna.
Pöytätietokoneissa ja kannettavissa tietokoneissa on monia integroituja piirejä, joiden välillä on tuhansia yhteyksiä. He tarvitsevat a monikerroksinen painettu piirilevy, jossa voi olla yli 40 kerrosta ja jonka jäljet ovat yhtä ohuita kuin ihmisen hiukset. Tämän tyyppinen piirilevy sallii suuren, monimutkaisen piirin viemään pienen alueen.
Vaikka suurin osa painetuista piirilevyistä on valmistettu epoksi-lasikuidusta, muita materiaaleja, kuten fenolipaperia tai teflonia, voidaan käyttää tuotteen vaatimusten täyttämiseksi. Tyypilliset piirilevyt ovat jäykkiä, mutta ne voidaan valmistaa myös ohuista lämpötilankestävistä muovilevyistä, jotka voidaan taittaa sopimaan pieniin tai epätavallisiin tiloihin.
Piirilevyn suunnittelu ja valmistus
Insinöörit suunnittelevat nyt piirilevyjä tietokoneilla, jotka auttavat luomaan ja tarkistamaan komponenttien järjestyksen ja jälkien reitityksen niiden välillä. Valmis muotoilu voidaan sitten lähettää digitaalisesti levynvalmistukseen erikoistuneelle yritykselle.
Koska piirilevyjä voidaan valmistaa massatuotantona suurella nopeudella, ne maksavat paljon vähemmän kuin vastaava käsijohdin. Toisin kuin käsijohdotetuissa levyissä, koneet voivat nopeasti asentaa komponentit piirilevylle ja juottaa ne kaikki kerralla.
Muita PCB-etuja
Painettu piirilevytekniikka, jossa on tiheät liitännät ja ohuet jäljet, sallii pienempien ja pienempien elektronisten laitteiden käytön yhä kompaktimpiin tuotteisiin. Äärimmäisissä kohdissa passiiviset komponentit, kuten vastukset, ovat tuskin suurempia kuin hiekanjyvät; integroiduissa piireissä voi olla sata liitäntää pakattuna kynsien kokoiseen tilaan.
Koska massatuotannossa olevat, saman muotoiset piirilevyt ovat identtisiä, ne voidaan helposti testata ongelmien diagnosoimiseksi ja korjaamiseksi. Piirilevyissä on selvästi määritellyt jäljet ja komponentit, jotka on merkitty levyn pinnalle, mikä on merkittävä apu huoltoteknikoille.
Tarjoamalla vakaan pohjan komponenteille ja poistamalla manuaalisen johdotuksen aiheuttaman vaihtelun, piirilevyt ovat parantaneet huomattavasti elektronisten tuotteiden luotettavuutta.
Osat eivät liiku, kun lauta tärisee, mikä on tärkeää ajoneuvojen, kuten autojen tai avaruusalusten, piirilevyille. Komponentit voidaan sijoittaa tavalla, joka vähentää niiden välisten tai ulkopuolisten sähköisten häiriöiden poimintaa. Komponenttien ja jälkien johdonmukainen sijoittelu tarkoittaa tasaista suorituskykyä, mikä on kriittistä kaikille monimutkaisille nykyaikaisille laitteillemme älypuhelimista kannettaviin tietokoneisiin.