Piirilevy on eristyskappale, joka on kierretty johtavilla johtimilla ja vastaavilla komponenteilla. Kun virtalähde tuo sähköisen varauksen levylle, se jakautuu näiden johtojen kautta eri komponentteihin eri tavoin. Tämän avulla levy voi hallita, kuinka nämä komponentit aktivoidaan ja ladataan sähkölaitteen käytön aikana. Laaja valikoima laitteita sisältää ainakin yhden piirilevyn, mukaan lukien matkapuhelimet, tietokoneet ja digitaaliset kellot.
Yhteinen koostumus
Ne tunnetaan myös nimellä painetut piirilevyt (PCB), ne koostuvat eristimestä, yleensä lasikuidusta, ja johtavaa materiaalia sisältävät kierteet toimivat johtoina levyn pohjassa. Eristin voi koostua yhdestä tai useammasta materiaalikerroksesta, jotka on liimattu yhteen kappaleeseen. Näillä lisäkerroksilla voi olla useita tarkoituksia, kuten levyn maadoittaminen tai lämmönkestävyys. Piirilevyn pinnan kierteet ovat yleensä kuparia, jotka on luotu joko asettamalla yksittäiset linjat mekaanisesti tai päällystämällä koko levy kuparilla ja poistamalla ylimääräinen.
Komponentit ja muotoilu
1980-luvulta lähtien useimmat piirilevyt ovat käyttäneet pinta-asennettavia osia, jotka on suunniteltu pienillä kielekkeillä ja jotka on helposti juotettu paikalleen levylle. Nykyaikaiset piirilevyvalmistajat suorittavat tämän prosessin usein asettamalla viileän juotosseoksen ja leivottamalla koko levyn juotteen sulattamiseksi ja komponenttien asettamiseksi paikoilleen. Ennen pinta-asennustekniikan luomista 1960-luvun puolivälissä valmistajat käyttivät lankaa komponenttien kiinnittämiseen jokaiseen piirilevyyn. Kun langan tarve on poistettu, levyt ovat kevyempiä ja tehokkaampia valmistaa.
Erityisominaisuudet
Erikoiskäyttöön tarkoitettuihin piirilevyihin voidaan soveltaa useita lisätekniikoita. Esimerkiksi joustavat levyt on suunniteltu varsin joustaviksi, mikä mahdollistaa piirilevyn sijoittamisen paikkoihin, jotka muuten olisivat epäkäytännöllisiä. Jotkut yritykset suunnittelevat levyjä käytettäväksi satelliiteissa ja avaruusaluksissa, jolloin ne ovat jäykkiä kuparisydämiä, jotka johtavat lämpöä pois herkistä komponenteista suojaamaan niitä äärimmäisissä lämpötiloissa. Muut valmistajat valmistavat piirilevyjä, joissa on johtava sisäkerros, joka siirtää virtaa eri komponentteihin ilman ylimääräisiä jälkiä tai johtoja.
Keksintö ja historia
Vaikka aiemmat keksijät olivat kehittäneet samanlaisia levyjä 20-luvun ensimmäisellä vuosikymmenellä, itävaltalainen insinööri Paul Eisler loi ensimmäiset piirilevyt 1930-luvun puolivälissä. Toisen maailmansodan aikana Yhdysvallat tuotti niitä massiivisesti käytettäväksi sotaradioissa. Tämä laitteisto pysyi pääasiassa sotilasalalla tänä aikana, mutta sodan päätyttyä se tuli saataville laajaan kaupalliseen käyttöön.