Miksi painettuja piirilevyjä käytetään elektroniikkalaitteissa?

Piirilevyt ovat sisäisiä komponentteja, jotka välittävät sähköisiä signaaleja elektronisissa laitteissa. Niiden ansiosta yhdelle piirilevylle voidaan sijoittaa enemmän osia, mikä auttaa vähentämään kustannuksia ja kokoa. Monet elektroniset laitteet tietokoneista satelliittinavigointiin käyttävät näitä piirilevyjä toimiakseen. Niitä käytetään myös kodinkoneissa, kuten kahvinkeittimissä, mikroaaltouuneissa ja jääkaapeissa.

Painetut piirilevyt ovat sisäisiä komponentteja, jotka välittävät sähköisiä signaaleja elektronisten laitteiden kautta.

PCB on sähköinen piirilevy, joka välittää sähköisiä signaaleja elektronisessa laitteessa. Piirilevy koostuu useista kerroksista dielektristä materiaalia, joka auttaa komponentteja johtamaan sähköä. Dielektrinen materiaali voi olla jäykkää tai joustavaa. Yleisin piirilevyssä käytetty materiaali on FR-4, joka on lasilla vahvistettu epoksilaminaatti. Tällä materiaalilla on suuri vetolujuus ja se kestää kosteutta.

Painetut piirilevyt ovat elektronisten laitteiden sisäisiä komponentteja. Nämä levyt koostuvat erilaisista komponenteista, kuten induktoreista, vastuksista ja kondensaattoreista. Transistorit ovat yleisimpiä komponentteja, mutta myös muita komponentteja on olemassa.

Ne pienentävät piirin osien kokoa, painoa ja kustannuksia.

Painetut piirilevyt on valmistettu useista kuparikerroksista, jotka on yleensä sijoitettu pareittain. Kerrosten lukumäärä ja liitäntäsuunnittelu määräävät piirilevyn monimutkaisuuden. Useammat kerrokset tarjoavat enemmän reititysmahdollisuuksia ja parempaa signaalin eheyttä, mutta niiden valmistaminen kestää myös kauemmin. Piirilevyllä voi olla myös erilaisia läpivientejä, jotka ovat reikiä, joiden kautta signaalit pääsevät ulos monimutkaisista IC-piireistä.

Aikaisemmin sähköpiirit johdotettiin pisteestä pisteeseen alustaan, joka oli tyypillisesti metallilevykehys, jossa oli puinen pohja. Komponentit kiinnitettiin sitten alustaan hyppyjohdoilla tai eristeillä. Komponentit liitettiin toisiinsa myös ruuviliittimiin kiinnitetyillä johdinliittimien korvakkeilla. Piirit olivat tilaa vieviä, kalliita ja alttiita vaurioille.

Niiden ansiosta yhdelle piirilevylle mahtuu enemmän osia.

Monikerroksisten piirilevyjen käyttö mahdollistaa useampien osien sijoittamisen yhdelle levylle. Tämä tekniikka mahdollistaa tiheämmät rakenteet ja nopeamman elektroniikan. Se tarjoaa suunnittelijoille myös pienemmän levykoon ja joustavuutta. Monikerroksiset piirilevyt tarjoavat myös paremman häiriökäsittelyn.

Monikerroksiset piirilevyt ovat yleensä paksumpia ja kestävämpiä kuin yksipuoliset piirilevyt. Suurempi paksuus auttaa niitä kestämään kovempia ympäristöjä ja kestämään pidempään. Tämän vuoksi monikerroksiset piirilevyt soveltuvat erinomaisesti monimutkaisiin laitteisiin.

Ne vähentävät kustannuksia

Painetut piirilevyt voivat alentaa kustannuksia useista syistä. Näitä ovat muun muassa alkuperäinen suunnitteluprosessi, valmistus ja kokoonpanokustannukset. Myös piirilevyn kokoa voidaan säätää kustannusten alentamiseksi. Piirilevyn läpivientien oikean koon valitseminen vaikuttaa myös kustannuksiin. Hyvä nyrkkisääntö on tehdä läpivienneistä 0,3 mm. Suuremmat läpivientikoot nostavat levyn kustannuksia, kun taas pienemmät pienentävät niitä.

Piirilevyjen kokoonpanijan käyttäminen säästää aikaa ja rahaa, varsinkin jos aiot tilata suuren määrän levyjä. Piirilevyjen kokoonpanija pystyy myös auttamaan sinua suunnittelemaan piirilevyt niin, että niiden suunnittelussa painotetaan yksinkertaisuutta. Vakiokokojen ja -tekniikoiden käyttäminen auttaa myös vähentämään kustannuksia.

Ne lisäävät luotettavuutta

Uusien menetelmien tutkiminen ja kehittäminen elektroniikkalaitteiden luotettavuuden lisäämiseksi on olennainen osa prosessia. Yksi näistä menetelmistä on lämpöprosessien käyttö. Tähän liittyy lämmön jakautumisen mallintaminen painetun piirilevyn poikki. Tässä simulointimallissa otetaan huomioon sekä johtava että konvektiivinen lämmönsiirto. Tämän jälkeen malli validoidaan kokeellisesti.

Levyn juotospastan määrä lisää sen luotettavuutta 10-15 prosenttia jokaista neliötuumaa kohden. Lisäksi mil/aero-tekniikkaa käyttävän levyn on läpäistävä 100-prosenttinen tarkastus, jotta varmistetaan virheettömyys. Nämä prosessit auttavat varmistamaan levyn suuremman luotettavuuden.