Piirilevystä

Piirilevystä (piirilevy, PCB) tarkoitetaan sähköisen laitteen komponenttien kiinnittämiseen ja kytkemiseen tarkoitettua litteää alustaa. Se koostuu eristekerroksesta, jonka pinnalle on laminoitu ohut kuparikerros. Kuparijohtimet muodostavat sähköiset polut, joihin komponenttien liittimet kiinnitetään. Piirilevyt voivat olla yksipuolisia, kaksipuolisia tai monikerroksisia, ja ne voivat olla jäykkiä tai joustavia.

Perusmateriaalina käytetään eristettä, kuten FR-4 (lasikuitu-epoksia) tai polyimidia. Levy valmistetaan laminoimalla substraatin päälle kuparilaminoita ja muotoilemalla kupariverkko kemiallisella tai elektrolyyttisellä etchingillä johtimiksi. Reiät porataan ja metalliseerataan, jolloin monikerroksisissa levyissä voidaan yhdistää kerrokset via-siltojen kautta. Lopulliseen pintaan lisätään suojakalvo (solder mask) sekä silkkimerkinnät (silkscreen). Levy viimeistellään pintakäsittelyillä, kuten HASL, ENIG tai immersion-gold.

Tyypit ja käyttökohteet: Yleisimmät muodot ovat yksipuolinen, kaksipuolinen ja monikerroksinen. Jäykät levyt ovat yleisiä kuluttajaelektroniikassa, kun taas joustavat levyt mahdollistavat taivutettavat järjestelmät. Käyttökohteita ovat kuluttajaelektroniikka, tietokoneet, autoelektroniikka sekä teollisuus- ja lääketieteelliset laitteet.

Suunnittelu ja standardit: Piirilevyn suunnittelussa huomioidaan johtimien leveydet ja etäisyydet, impedanssihallinta sekä lämpöjohtamat. Via-tekniikat ja kerrosten järjestelyt ovat tärkeitä erityisesti monikerroksisissa levyissä. Kansainvälisiä standardeja ovat IPC-A-600 (piirilevyjen hyväksyntä) sekä IPC-2221, ja ympäristövaatimukset voivat edellyttää RoHS- ja REACH -yhteensopivuutta. Historia: piirilevyn kehitys sai alkunsa 1940–1950-luvuilla, ja massatuotanto yleistyi 1950-luvulla.