Piirilevy

Keraaminen piirilevy

Piirilevy yhdistää elektroniikkalaitteissa komponentit toisiinsa ilman erillisiä johtimia ja toimii samalla niiden kiinnitysalustana.

Yleisin piirilevy on lasikuituvahvisteiseen muovilevyyn epoksiliimalla kiinnitetty kuparifolio. Kytkentäkuvio muodostetaan poistamalla ylimääräinen folio kemiallisella syövytyksellä eli etsauksella ja komponentit liitetään jäljellä olevaan folioon yleensä juottamalla, joskus myös liimaamalla sähköä johtavalla liimalla^lähde?. Piirilevy on yleensä hapettumisen estämiseksi pinnoitettu tinalla, hopealla, kullalla tai ns. orgaanisella pinnoitteella. Varsinkin pienikokoisille pintaliitoskomponenteille tarkoitettu levy pinnoitetaan myös pinnan tasaisuuden varmistamiseksi.

Piirilevymateriaalina voidaan lähinnä erikoissovelluksissa käyttää lasikuitumuovin lisäksi myös muun muassa teflonia, pertinaxia tai lasia. Erityisesti digitaalielektroniikassa useita piirilevyjä voidaan laminoida päällekkäin yhteen ns. monikerroslevyjen valmistamiseksi. Tällöin jokaisessa kerroksessa on erilainen kuvio ja eri kerrokset on yhdistetty toisiinsa läpikuparoitujen reikien kautta.

Kehittyneimmillä valmistusprosesseilla piirilevyihin voidaan jopa toteuttaa yksinkertaisia komponentteja kuten vastuksia, keloja ja kondensaattoreita, joko levyn sisään tai sen pinnalle. Yleensä tällä pyritään levyn komponenttien pakkaustiheyden kasvattamiseen ja pinta-alan maksimaaliseen hyödyntämiseen.

Teollisesti piirilevyn johdotuskuvio tulostetaan yleensä valopiirturilla filmille tiedostosta, jonka piirilevysuunnittelija on suunnitellut tietokoneella erityisellä piirilevyjen suunnitteluohjelmalla (CAD). Filmille tulostettu johdinkuvio valotetaan piirilevyaihion valoherkällä kemikaalilla käsiteltyyn pintaan, usein UV-valolla. Teolliset työvaiheet käsittävät myös muun muassa levyyn tulevien reikien porauksen, johtavan kuparikerroksen elektrolyyttisen vahvistamisen, etsauksen ja mahdollisen pintapainatuksen esimerkiksi silkkipainomenetelmällä.

Piirilevyn voi tehdä myös kaivertamalla käsityökaluilla tai tätä tarkoitusta varten hankitulla tietokone- tai käsinohjatulla laitteistolla. Yksittäiskappaleiden ja protoversioiden valmistamiseen kaiverruslaite sopii mainiosti.

Harrastelijat tekevät monesti matalaresoluutioisia piirilevyjen kuvia lasertulostimella läpinäkyville kalvoille. Yksinkertaisimmillaan johdinkuvioiden tekoon voidaan käyttää myös lakkakynää tai teippaamista, jonka jälkeen levystä syövytetään ferrikloridin ja veden sekoituksella ylimääräinen kuparikerros pois ja saadaan aikaan haluttu kuvio.

Piirilevyt ovat kestäviä, edullisia ja yleensä hyvin luotettavia. Niiden johdotuksia on vaikeampi muuttaa kuin jo harvinaiseksi käyneitä kiertoliitos (wire-wrap) kytkentöjä. Piirilevyt tarvitsevat enemmän suunnittelutyötä kuin kiertoliitetyt tai kytkentärimojen varaan rakennetut järjestelmät.

Katso myös

• CTI-arvo
• Acf