Painettu piirilevy - elektronisen laitteen olennainen osa

Painettu piirilevy on monien elektroniikkalaitteiden peruskomponentti. Se on valmistettu kuparista tai muista joustavista materiaaleista, ja sen avulla komponentteja voidaan helposti lisätä tai vaihtaa. Seuraavassa on joitakin tietoja tästä komponentista. Painettu piirilevy on elintärkeä osa mitä tahansa elektroniikkalaitetta, ja on tärkeää tietää, miten se toimii, ennen kuin ostat uuden laitteen.

Painetut piirilevyt ovat monien elektroniikkalaitteiden peruskomponentti.

Painetut piirilevyt (PCB) ovat monien elektronisten laitteiden perusta. Niiden monimutkaisuus voi vaihdella yksikerroksisesta autotallin ovenavaajasta monikerroksiseen nopeaan palvelimeen. Piirilevy tarjoaa kiinnityspinnan muille elektroniikkakomponenteille, kuten vastuksille, kondensaattoreille, radiolaitteille ja puolijohteille.

Piirilevy on ohut suorakulmainen substraatti, joka on päällystetty hienoilla kupariviivoilla ja hopeatyynyillä. Se on monien elektroniikkalaitteiden sydän, ja on tärkeää ymmärtää eri tyypit ja komponentit, joita näillä levyillä käytetään. On myös hyödyllistä ymmärtää piirilevyjen historiaa ja kehitystä sekä valmistusprosessia.

Painetut piirilevyt suunnitellaan tyypillisesti räätälöitynä kunkin sovelluksen tarpeisiin. Ne voivat olla yksikerroksisia jäykkiä levyjä tai monikerroksisia joustavia piirejä. Piirilevyt suunnitellaan CAD (computer aided design) -nimisellä erikoisohjelmistolla, joka sijoittaa piirit ja liitäntäpisteet levylle optimaaliseen paikkaan. Ohjelmisto osaa myös juottaa komponentit piirilevylle.

Ne tarjoavat helpon tavan lisätä ja vaihtaa komponentteja.

Painetut piirilevyt (PCB) ovat elektronisten laitteiden rakennuspalikoita. Ne tarjoavat nopean ja helpon tavan lisätä ja vaihtaa elektronisia komponentteja. Piirilevyjä on eri muodoissa ja niillä on monenlaisia sovelluksia älykelloista tietokoneen komponentteihin. Esimerkiksi monikerroksisia piirilevyjä käytetään yleisesti röntgenlaitteissa, sydänmonitoreissa ja tietokonetomografialaitteissa.

Painetuilla piirilevyillä on monia etuja muihin pakkausmenetelmiin verrattuna. Ensimmäinen on kustannustehokkaampi vaihtoehto perinteiselle johdotukselle. Perinteisessä johdotuksessa komponentit yhdistettiin johdoilla ja kiinnitettiin jäykkään alustaan, joka oli yleensä vaneria tai bakeliittia. Sen jälkeen juotokset lisättiin johtavien polkujen muodostamiseksi. Lopulta näistä piireistä tuli hyvin suuria ja monimutkaisia, mikä vaikeutti niiden valmistusta ja virheenkorjausta. Lisäksi käsin juottaminen saattoi olla aikaa vievää.

Painetut piirilevyt tarjoavat myös helpon tavan lisätä ja vaihtaa komponentteja mihin tahansa elektroniseen laitteeseen. Näissä levyissä on lukuisia liittimiä, jotka kiinnittävät komponentit suurempaan järjestelmään. Näihin liittimiin kuuluvat nastapäät ja pistorasiat. Piirilevyn voi myös kääntää takaisinpäin, jos se on vanhentunut tai siinä on vikaa. Käänteissuunnittelun avulla piirilevy voidaan valmistaa uudelleen uusilla komponenteilla, jolloin sen suorituskyky paranee.

Ne on valmistettu kuparista

Kupari on tärkeä materiaali, jota käytetään painetuissa piireissä. Se pinnoitetaan tai syövytetään usein erityisten kuvioiden muodostamiseksi. Sitä käytetään myös radiotaajuustunnistustekniikassa (RFID) sen kantaman parantamiseksi. Jos esimerkiksi ajat autoa ja haluat maksaa RFID-tekniikalla, sinun on oltava lähellä ajoneuvoa, jotta voit maksaa bensiinin. Kuparia käytetään tässä prosessissa, koska se lisää radiotaajuuden kantamaa. Kuparia käytetään myös piirilevyjen valmistukseen. Prosessi alkaa siten, että kupari pinnoitetaan joustavaan kalvoon ja sitten syövytetään, jotta saadaan aikaan ohuita viivoja kiinteää kuparia. Nykyään tämä prosessi suoritetaan usein mustesuihkutulostimella, jolloin jätettä ei synny ja piirit ovat paljon kustannustehokkaampia.

Piirilevyjen valmistuksessa käytettävän kuparin paksuus vaihtelee valmistajan ja käyttötarkoituksen mukaan. Paksuus ilmoitetaan yleensä unssina neliöjalkaa kohti. Useimmissa piirilevyissä käytetään yhtä unssia neliöjalkaa kohti kuparilevyä, kun taas kaksi tai kolme unssia neliöjalkaa kohti käytetään piirilevyissä, joissa on suuri tehokuormitus. Tyypillinen unssia neliöjalkaa kohti oleva kuparilevy on noin 34 mikrometrin paksuinen.

Ne on valmistettu joustavista materiaaleista

Painettu piirilevy on yksi elektronisen laitteen tärkeimmistä komponenteista, joka on valmistettu joustavista materiaaleista, jotta se auttaisi vähentämään tarvittavaa tilaa. Tätä materiaalia käytetään myös minimoimaan liitäntäkohtien määrä, mikä voi olla tärkeää suorituskyvyn kannalta ankarissa olosuhteissa. Nykyään FR-4 on yksi yleisimmistä piirilevyjen valmistuksessa käytettävistä dielektrisistä materiaaleista. Vahvistusmateriaalina käytetään yleisesti myös kuitukankaita ja paperia. Lisäksi piirilevyjen dielektrisyysvakion kasvattamiseen voidaan käyttää keramiikkaa.

Painettuja piirilevyjä valmistetaan eri materiaaleista, ja materiaalin valinta riippuu sovelluksesta. Kukin materiaali antaa piirille erilaisia ominaisuuksia. Tyypillisesti suunnittelijat valitsevat materiaalit nopeiden sovellusten sähköisen suorituskyvyn, mekaanisen tai termisen kestävyyden ja viranomaisvaatimusten perusteella. Esimerkiksi RoHS-direktiivi edellyttää, että valmistajat välttävät sellaisten metallien tai kemikaalien käyttöä, jotka on kielletty Euroopan unionissa.

Jäykkien piirilevyjen lisäksi joustavat piirilevyt ovat toinen joustavan materiaalin tyyppi. Ne voidaan kiinnittää tekstiileihin tai niitä voidaan käyttää mikroprosessorien, antureiden tai tietojen tallennusyksiköiden alustana. Jotkin yritykset kehittävät venyviä piirilevyjä joustaviin sovelluksiin.