Giáo trình thiết kế mạch in (nghề sửa chữa và lắp ráp máy vi tính trung cấp)

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN TRƯỜNG CAO ĐẲNG CƠ GIỚI GIÁO TRÌNH MƠ ĐUN: THIẾT KẾ MẠCH IN NGHỀ: SỬA CHỮA VÀ LẮP RÁP MÁY VI TÍNH TRÌNH ĐỘ: TRUNG CẤP Ban hành kèm theo Quyết định số: QĐ-CĐCG ngày tháng năm 2019 Hiệu trưởng trường Cao đẳng giới Quảng Ngãi, năm 2019 (Lưu hành nội bộ) TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu thuộc loại sách giáo trình nên nguồn thơng tin phép dùng ngun trích dùng cho mục đích đào tạo tham khảo Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh bị nghiêm cấm LỜI GIỚI THIỆU Thiết kế, mạch in môn học/Mô đun sở biên soạn dựa chương trình khung, chương trình dạy nghề Bộ Lao động- Thương binh Xã hôi Tổng cục dạy nghề ban hành dành cho hệ Cao đẳng nghề Trung cấp nghề Sửa chữa lắp ráp máy vi tính Mơ đun Thiết kế mạch in cung cấp cho học viên kiến thức thiết kế mạch in, bao gồm thành phần mạch in, cách thiết kế mạch in phần mềm thiết kế chuyên dụng, cách đọc hiểu tài liệu liên quan đến mạch in Ngồi ra, học viên cịn hướng dẫn kỹ thuật thiết kế mạch in bản, bao gồm định hướng kết nối, bố trí linh kiện, cách định vị lỗ khoan, yếu tố khác ảnh hưởng đến hiệu suất mạch in Kết luận, mô đun Thiết kế mạch in chương trình khung nghề sửa chữa lắp ráp máy vi tính phần quan trọng cần thiết, giúp học viên nắm vững kiến thức kỹ cần thiết để sản xuất sản phẩm điện tử chất lượng cao Ở Việt Nam có nhiều giáo trình, tài liệu tham khảo, sách hướng dẫn tập mô đun Thiết kế mạch in hàn chân linh kiện chương trình khung nghề Sửa chữa lắp ráp máy vi tính biên soạn biên dịch nhiều tác giả, chuyên gia đầu ngành điện tử công nghiệp Tuy nhiên nhằm đáp ứng nhu cầu sử dụng trình đào tạo nhà trường phải bám sát chương trình khung giáo trình Thiết kế mạch in biên soạn tham gia giảng viên trường Cao đẳng Cơ giới dựa sở chương trình khung đào tạo ban hành, trường Cao đẳng Cơ giới với giáo viên có nhiều kinh nghiệm tham khảo nguồn tài liệu khác để thực biên soạn giáo trình Thiết kế mạch in phục vụ cho công tác giảng dạy Giáo trình thiết kế theo mơ đun thuộc hệ thống Mô đun ( MĐ 18) chương trình đào tạo nghề Sửa chữa lắp ráp máy vi tính cấp trình độ trung cấp nghề dùng làm giáo trình cho học viên khóa đào tạo, sau học tập xong mô đun này, học viên có đủ kiến thức để học tập tiếp môn học, mô đun khác nghề Quảng Ngãi, ngày tháng năm 2019 Tham gia biên soạn 1.Cao Thị Thanh Bình Chủ biên ………… ……… … MỤC LỤC TRANG Bài 1: Cài đặt Orcad 11 1.Mục tiêu 11 2.Nội dung 2.1.Cách cài đặt phần mền Orcad 86 2.2.Cách nâng cấp phần mền Orcad 147 Bài : Thiết kế sơ đồ nguyên lý 210 1.Mục tiêu 210 2.Nội dung 210 2.1.Tạo thiết kế 215 2.2.Mở đề án thiết kế 219 2.3.Các lệnh Menu Orcad 222 2.4.Thiết kế chân cắm 230 Bài : Thiết kế mạch in 236 1.Mục tiêu 236 2.Nội dung 236 2.1.Vẽ mạch in 238 2.2.Cải thiện đường mạch 247 2.3.Các chương trình tiện ích 277 Tài liệu tham khảo 300 GIÁO TRÌNH MƠ ĐUN Tên mơ đun: THIẾT KẾ MẠCH IN Mã mơ đun: MĐ18 Vị trí, tính chất, ý nghĩa vai trị Mơn học: - Vị trí: Mơ đun bổ trí sau học xong môn học Kỹ thuật xung số học song song với môn học Lắp ráp cài đặt máy tính học trước mơn học , mơ đun chun mơn khác - Tính chất: Là mơn học Kỹ thuật sơ , thuộc môn học đào tạo nghề bắt buộc -Ý nghĩa, vai trị: Mơ đun thiết kế mạch in đóng vai trị quan trọng q trình học tập nghiên cứu lĩnh vực điện tử Nó cung cấp cho học viên kiến thức kỹ cần thiết để thiết kế sản xuất mạch in điện tử, lắp ráp hàn linh kiện Điều giúp học viên áp dụng kiến thức để xây dựng sản phẩm điện tử phát triển kỹ chuyên môn ngành cơng nghiệp điện tử Ngồi ra, mơ đun giúp học viên hiểu rõ quy trình sản xuất mạch in linh kiện điện tử, từ đảm bảo chất lượng hiệu suất sản phẩm cuối - Đối tượng: Áp dụng cho học sinh trình độ trung cấp nghề Sửa chữa lắp ráp máy vi tính Mục tiêu modul: + Về kiến thức: A1 Trình bày phương pháp thiết kế mạch A2 Lựa chọn linh kiện thư viện để vẽ mạch điện A3 Mơ tả quy trình thiết kế mạch in đảm bảo yêu cầu kỹ thuật + Về kỹ năng: B1 Vẽ sơ đồ nguyên lý, chế tạo mạch in theo sơ đồ nguyên lý B2 Hàn tháo mối hàn mạch điện, điện tử an toàn + Năng lực tự chủ trách nhiệm: C1 Chủ động, nghiêm túc học tập và công việc C2 Giữ gìn vệ sinh cơng nghiệp, đảm bảo an tồn cho người thiết bị Chương trình khung nghề điện công nghiệp Mã MH/MĐ I MH01 MH02 MH03 MH04 MH05 MH 06 II MH 07 MĐ 08 MĐ 09 MH 10 MH 11 MH 12 MH 13 MH 14 MH 15 MH 16 MĐ 17 MĐ 18 MĐ 19 MĐ 20 MĐ 21 MĐ 22 MĐ 23 MH 24 MĐ 25 MĐ 26 MĐ 27 MĐ 28 Tên môn học, mô đun Các môn nhọc chung/ đạicương Chính trị Pháp luật Giáo dục thể chất Giáo dục quốc phòng an ninh Tin học Ngoại ngữ Các môn học, mô đun chuyên môn nghành, nghề Anh văn chuyên ngành Tin học đại cương Tin học văn phòng Internet An toàn vệ sinh CN Kỹ thuật đo lường Kỹ thuật điện tử Ngôn ngữ lập trình C Kiến trúc máy tính Mạng máy tính Kỹ thuật xung số Thiết kế mạch in Lắp ráp cài đặt máy tính Sửa chữa máy tính Sửa chữa nguồn Kỹ thuật sửa chữa hình SC máy in thiết bị ngoại vi Thực tập tốt nghiệp Cơ sở liệu Hệ quản trị CSDL Quản trị mạng Chuyên đề tự chọn Tổng cộng Thời gian học tập (giờ) Thực Số Tổng Lý hành/thực tín số thuyế tập/ thí t nghiệm/ tập 12 255 94 148 1 2 77 5 2 2 4 2 6 4 89 30 15 30 45 45 90 1.64 60 75 120 45 30 30 30 60 90 90 30 30 105 135 60 125 60 215 60 60 45 90 1.90 Kiể m tra 13 15 21 15 30 594 13 24 21 29 56 967 2 84 30 40 40 15 20 23 18 20 45 45 20 10 30 45 24 45 16 40 26 15 30 691 25 30 73 28 10 36 40 39 18 70 85 30 74 41 215 15 30 28 56 1.112 5 2 2 2 5 6 4 97 Chương trình chi tiết mơ đun Số TT Thời gian Tổng Lý Thực số thuyết hành Tên môdun Cài đặt orcad 1.Cách cài đặt phần mền Orcad 2.Cách nâng cấp phần mền Orcad Thiết kế sơ đồ nguyên lý Tạo thiết kế Mở đề án thiết kế Các lệnh Menu Orcad Thiết kế chân cắm Thiết kế mạch in 1.Vẽ mạch in 2.Cải thiện đường mạch 3.Các chương trình tiện ích Cộng: Kiểm tra 10 15 30 10 18 + Ghi chú: Thời gian kiểm tra tích hợp lý thuyết với thực hành tính vào thực hành Điều kiện thực môn học: 3.1 Phòng học Lý thuyết/Thực hành: Đáp ứng phòng học chuẩn 3.2 Trang thiết bị dạy học: Orcad, máy vi tính, bảng, phấn, tranh vẽ 3.3 Học liệu, dụng cụ, mơ hình, phương tiện: Giáo trình, mơ hình thực hành, dụng cụ nghề Sữa chửa lắp ráp máy vi tính 3.4 Các điều kiện khác: Người học tìm hiểu thực tế mạch in vẽ,board mạch Nội dung phương pháp đánh giá: 4.1 Nội dung: - Kiến thức: Đánh giá tất nội dung nêu mục tiêu kiến thức - Kỹ năng: Đánh giá tất nội dung nêu mục tiêu kỹ - Năng lực tự chủ trách nhiệm: Trong trình học tập, người học cần: + Nghiên cứu trước đến lớp + Chuẩn bị đầy đủ tài liệu học tập + Tham gia đầy đủ thời lượng môn học + Nghiêm túc trình học tập 4.2 Phương pháp: Người học đánh giá tích lũy mơn học sau: 4.2.1 Cách đánh giá - Áp dụng quy chế đào tạo Trung cấp hệ chính quy ban hành kèm theo Thông tư số 09/2017/TT-BLĐTBXH, ngày 13/3/2017 Bộ trưởng Bộ Lao động – Thương binh Xã hội - Hướng dẫn thực hiện quy chế đào tạo áp dụng tại Trường Cao đẳng Cơ giới sau: Điểm đánh giá + Điểm kiểm tra thường xuyên (Hệ số 1) + Điểm kiểm tra định kỳ (Hệ số 2) + Điểm thi kết thúc môn học Trọng số 40% 60% 4.2.2 Phương pháp đánh giá Phương pháp đánh giá Thường xuyên Phương pháp Hình thức Chuẩn đầu Số tổ chức kiểm tra đánh giá cột Viết/ Tự luận/ A1, C1, C2 Thuyết trình Trắc nghiệm/ Báo cáo Định kỳ Viết Tự luận/ A2, B1, C1, thực hành Trắc nghiệm/ C2 thực hành Kết thúc môn Vấn đáp Vấn đáp A1, A2, A3, B1, học thực hành thực hành B2, C1, C2, mơ hình 4.2.3 Cách tính điểm Thời điểm kiểm tra Sau Sau 15 Sau 30 - Điểm đánh giá thành phần điểm thi kết thúc môn học chấm theo thang điểm 10 (từ đến 10), làm tròn đến chữ số thập phân - Điểm môn học tổng điểm tất điểm đánh giá thành phần môn học nhân với trọng số tương ứng Điểm mơn học theo thang điểm 10 làm trịn đến chữ số thập phân, sau quy đổi sang điểm chữ điểm số theo Hướng dẫn thực môn học 5.1 Phạm vi, đối tượng áp dụng: Đối tượng Trung cấp Điện tử công nghiệp 5.2 Phương pháp giảng dạy, học tập môn học 5.2.1 Đối với người dạy * Lý thuyết: Áp dụng phương pháp dạy học tích cực bao gờm: Trình chiếu, thuyết trình ngắn, nêu vấn đề, hướng dẫn đọc tài liệu, tập cụ thể, câu hỏi thảo luận nhóm… * Thực hành: - Phân chia nhóm nhỏ thực tập thực hành theo nội dung đề - Khi giải tập, làm Thực hành, thí nghiệm, tập: Giáo viên hướng dẫn, thao tác mẫu sửa sai chỗ cho nguời học - Sử dụng mơ hình, học cụ mơ để minh họa tập ứng dụng * Thảo luận: Phân chia nhóm nhỏ thảo luận theo nội dung đề * Hướng dẫn tự học theo nhóm: Nhóm trưởng phân cơng thành viên nhóm tìm hiểu, nghiên cứu theo yêu cầu nội dung học, nhóm thảo luận, trình bày nội dung, ghi chép viết báo cáo nhóm 5.2.2 Đối với người học: Người học phải thực nhiệm vụ sau: - Nghiên cứu kỹ học nhà trước đến lớp Các tài liệu tham khảo cung cấp nguồn trước người học vào học môn học (trang web, thư viện, tài liệu ) - Sinh viên trao đổi với nhau, thực thực hành báo cáo kết - Tham dự tối thiểu 70% giảng tích hợp Nếu người học vắng >30% số tích hợp phải học lại mơ đun tham dự kì thi lần sau - Tự học thảo luận nhóm: Là phương pháp học tập kết hợp làm việc theo nhóm làm việc cá nhân Một nhóm gồm 2-3 người học cung cấp chủ đề thảo luận trước học lý thuyết, thực hành Mỗi người học chịu trách nhiệm số nội dung chủ đề mà nhóm phân cơng để phát triển hồn thiện tốt toàn chủ đề thảo luận nhóm - Tham dự đủ kiểm tra thường xuyên, định kỳ - Tham dự thi kết thúc môn học - Chủ động tổ chức thực tự học Tài liệu tham khảo: [1] Mạch điện tử Nguyễn Tấn Phước - NXB Tổng hợp TP HCM, công nghiệp 2003 [2] Kĩ thuật điện tử Lê Xuân Thế, Nguyễn Kim Giao - NXB Giáo dục, Hà Nội, 2003 [3] Giáo trình kĩ thuật Đặng văn Chuyết - NXB Giáo dục, Hà Nội, 2003 mạch điện tử [4] Điện tử cơng suất Nguyễn Bính - NXB Khoa học Kĩ thuật, Hà Nội, 1996 [5] Kĩ thuật điện tử Đỗ Xuân Thụ - NXB Giáo dục, Hà Nội, 2005 [6] Phân tranzito tích mạch Đỗ Thanh Hải, Nguyễn Xuân Mai - NXB Thống kê, Hà Nội, 2002 10 BÀI 1: CÀI ĐẶT ORCAD Mã bài: MĐ18-1 Giới thiệu: Ngày nay, việc sử dụng máy tính để thiết kế mạch điện phổ biến, giúp cho cơng việc nhanh chóng độ xác cao; chỉnh sửa đến mạch điện tối ưu trước làm mạch thức Chính vậy, Bài này, bắt đầu cài đặt phần mềm thiết kế mạch điện dùng Orcad 9.2 Mục tiêu: - Cài đặt phần mềm thiết kế mạch máy tính - Khởi động Chương trình phần mềm thiết kế mạch sau cài đặt - Rèn luyện tính tỷ mỉ, xác tác phong cơng nghiệp Phương pháp giảng dạy học tập Đối với người dạy: Sử dụng phương pháp giảng giảng dạy tích cực (diễn giảng, vấn đáp, dạy học theo vấn đề, thao tác mẫu, uốn nắn sửa sai chỗ cho người học); yêu cầu người học nhớ giá trị đại lượng, đơn vị đại lượng Các bước quy trình thực Đối với người học: chủ động đọc trước giáo trình trước buổi học, thực thao tác theo hướng dẫn Điều kiện thực học - Phịng học chun mơn hóa/nhà xưởng: Xưởng điện tử - Trang thiết bị máy móc: Máy chiếu, máy tính cài Orcad thiết bị dạy học khác, mạch in thực hành điện tử - Học liệu, dụng cụ, ngun vật liệu: Chương trình mơn học, giáo trình, tài liệu tham khảo, giáo án, phim ảnh, tài liệu liên quan - Các điều kiện khác: Khơng có Kiểm tra đánh giá học - Nội dung:  Kiến thức: Kiểm tra đánh giá tất nội dung nêu mục tiêu kiến thức  Kỹ năng: Đánh giá tất nội dung nêu mục tiêu kĩ  Năng lực tự chủ trách nhiệm: Trong trình học tập, người học cần: + Nghiên cứu trước đến lớp + Chuẩn bị đầy đủ tài liệu học tập + Tham gia đầy đủ thời lượng môn học + Nghiêm túc trình học tập - Phương pháp:  Điểm kiểm tra thường xuyên: điểm kiểm tra (hình thức: hỏi miệng)  Kiểm tra định kỳ lý thuyết: khơng có 10 - Bơi đen tất sau nhấp vào Properties (Hình 3.55) - Hình 3.55 Hộp thoại Edit Net (Hình 3.56), ta điền kích thước thích hợp vào, sau nhấn OK Hình 3.56 3.2.2.3 Vẽ đường mạch in Layout hỗ trợ chức vẽ tự động vẽ tay Thông thường nên kết hợp chức này, vẽ tự động đơi có đường mạch phức tạp, lúc ta nên điều chỉnh lại tay Vẽ tự động: vào Auto >> Auto Route >> Board, Layout tự động vẽ mạch (Hình 3.57) Để hủy bỏ đường mạch in, ta vào Auto >> Unroute >> Board Hình 3.57 Vẽ tay: Chọn Edit Segment Mode Kích vào dây muốn vẽ, lúc dây gắn với trỏ, rê chuột để tạo đường mạch, kích trái chuột để cố định đường mạch Để đổi hướng đường mạch: kích vào cuối đoạn dây, sau đổi theo hướng mà bạn muốn vẽ Sau vẽ xong, nhấn ESC để kết thúc Nhấp F5 để refresh mạch Sau cho chạy tự động , bạn sau (Hình 3.58): Hình 3.58 Ta thấy cịn đường mạch in chưa hồn thành, sau ta nhấn OK chuyển qua chế độ vẽ tay để tìm đường cho dây (Hình 3.59) Hình 3.59 Nếu khơng cịn đường cho dây, ta dùng Jumper để nối lại Bằng cách từ đầu dây ta vẽ đoạn ngắn sau nhấn chuột phải chọn Add Via Đầu cịn lại tương tự (Hình 3.60) Hình 3.60 3.3 Thay đổi kích thước đường mạch 55 56 - Thông thường đường nguồn đường công suất ln có kích thước lớn đường tín hiệu Do ta phải thay đổi lại kích thước đường mạch Ta nhấp chọn chế độ vẽ mạch tay, sau nhấp chọn vào đường dây cần thay đổi sau nhấn phím W nhấp trái chuột chọn Change Width Hộp thoại Track Width xuất (Hình 3.61), nhập kích thước phù hợp vào nhấn OK Hình 3.61 3.4 Vẽ đường biên đặt tên 3.4.1 Vẽ đường biên Board Outline đường bao cho tất linh kiện đường mạch mạch in Để vẽ bạn tiến hành sau: - Click chuột vào Obstacle Tool, sau click vào góc mà bạn muốn vẽ Outline, chuột chuyển thành dấu cộng nhỏ, click phải, chọn Properties hộp thoại sau (Hình 3.62) Hình 3.62 Bạn chọn hình Sau chọn OK Click vào góc khung mà bạn vẽ, sau nhấn ESC (Hình 3.63) Hình 3.63 3.4.2 Đặt tên Chọn Text Tool từ công cụ Click phải vào hình chọn New Hộp thoại Text Edit (Hình 3.64), khung Text String gõ nội dung cần chèn Lưu ý: bạn làm mạch in thủ cơng click chọn Mirrored để ủi khơng bị ngược Hình 3.64 3.4.3 Phủ đồng cho mạch in Mục đích vấn đề để chống nhiễu cho mạch điện Cách làm sau: - Chọn Obstacle Tool Vẽ khung bao sau nhấp chuột vào khung mạch, chuột co thành dấu cộng nhỏ click phải, chọn Property - Màn hình xuất hộp thoại Edit Obstacle (Hình 3.65) 56 Hình 3.65 Trong khung Obstacle Type chọn: Copper Pour Trong khung Obstacle Layer chọn lớp cần phủ Copper Pour: TOP hay BOTTOM Trong khung Net Attachment chọn GND POWER, tùy theo bạn muốn phủ theo GND hay POWER Nhấn OK Như ta hoàn thành việc thiết kế mạch in, muốn in làm mạch board đồng, ta tắt tất màu chừa lại màu xanh, để lại màu khác gây nên ngắn mạch 2.3.Các chương trình tiện ích Sau thiết kế mạch in máy tính xong, ta kết sau (Hình Hình 2.2 bố trí linh kiện 1.2 Sơ đồ mạch in Dưới sơ đồ mạch in (Hình 2.3) Hình 2.3 sơ đồ đường mạch in Hiện giới sinh viên làm nghề có nhiều cách vẽ để tạo mạch in đẹp như: - In lụa - Vẽ tay bút lông - Vẽ tay cọ sơn - Chụp tia cực tím chất cảm quang - In vi tính mực laser giấy láng, ủi nóng lên mạch in cho mực từ giấy dính qua đồng, rửa nước cho giấy tróc 2.3.1 Chế tạo mạch in Chuẩn bị thiết bị vật tư Board đồng hay cịn gọi mạch in, phím đồng Testboard Thuốc rửa sắt clorua (Fe2Cl3) Mạch in đã được in sẵn giấy Bút lông dầu Bàn ủi - Cưa - Dùng khoan tay cho dễ khoan - Axeton cồn 57 58 Thước kẻ - Khay nhựa dùng để rửa Board đồng Các bước chế tạo 2.3.1.1Vẽ tay - Bắt đầu Sau có mạch in thiết kế phần mềm vẽ mạch ta dựa vào để vẽ mạch lên phơi PCB Đối với board mạch có linh kiện nhiều chân, làm mạch ta phải Mirror mạch điện, cách dùng phần mềm in ảo để in file pdf Các tùy chọn in dùng phấn mềm Orcad Layout (xem hình 2.4)  Hình 2.4 cửa sổ in file.pdf Sau đó, dùng phần mềm in ảo Microsoft Office để tạo file.pdf (xem hình 2.5) Hình 2.5 cửa sổ in file.pdf Kết hình 2.6 Hình 2.6 Sơ đồ mạch in sau mirror Đầu tiên cần sử dụng Testboard để đánh dấu điểm khoan mạch có sẵn lỗ cố định để đánh dấu chuẩn khoảng cách, đảm bảo gắn vừa linh kiện (nhất IC) ( xem hình 2.7) Hình 2.7 Testboard Đặt cố định PCB lưới lên phơi PCB cần vẽ mạch (xem hình 2.8) Hình 2.8 Dùng bút lơng để chấm lỗ xác định vị trí linh kiện cần thiết ứng với vị trí lỗ testbord (xem hình 2.9) Hình 2.9 Bút lơng dầu Để đánh dấu chân linh kiện cách xác, ta dựa vào sơ đồ mạch in Mirror, tránh trường hợp đặt linh kiện gần gây lỗi linh kiện chồng lên Hình 2.10 kết sau đánh dấu Hình 2.10 58 Sau định vị chân linh kiện, ta dùng bút lơng dầu vẽ chân linh kiện theo hình 2.11 Hình 2.11 Tiếp theo, ta dùng thước kẽ để vẽ đường dây dẫn để nối chân linh kiện cần nối theo sơ đồ mạch điện xem hình 2.12 Hình 2.12 mạch sau vẽ Sau hồn thành cơng đoạn chấm, vẽ, kẻ kiểm tra lại theo sơ đồ tạo từ phần mềm (đã nhắc trên), chỗ sai cần dùng gòn (hay dùng vệ sinh tai mũi ) tẩm cồn axeton để tẩy vẽ lại hình 2.13 Hình 2.13 cồn axeton Bây ngâm PCB vào dung dịch Fe2Cl3 (dùng bột sắt pha với nước) Chú ý vừa ngâm vừa lắc cho tốc độ tan lớp mạ đồng diễn nhanh ( xem hình 2.14) 59 60 Hình 2.14 Rửa mạch Fe2Cl3 Mạch sau đả rửa hết lớp đồng hình 2.15 60 Hình 2.15 Mạch in sau rửa Phần mạch in lớp đồng khơng bị hịa tan nằm lớp mực mà ta vẽ Tiếp theo dùng axeton cồn Tẩm axeton vào bơng gịn lau mạch cho lớp mực Cuối dùng khoan để khoan lỗ mạch, hàn linh kiện test bord mạch xem hình 2.16 61 62 Hình 2.16 2.2.2 Làm mạch in bằng phương pháp ủi - Phương pháp này là dùng mạch đã được in sẵn giấy, sau đó đặt lên phím đồng và dùng bàn ủi để ủi, lúc này tác dụng nhiệt làm nóng chảy mực in giấy và dính vào phím đồng Bước 1: Tạo filemạch in và in giấy (xem hình 2.17) Dùng các phần mềm vẽ mạch để thiết kế mạch in Orcad, Proteus và xuất file ảnh file mạch in đã hoàn thành Sau xuất file ảnh, ta đem in giấy Hình 2.17 File layout dùng để in mạch Bước 2: Tạo mạch in board đồng - Cắt phần mạch in giấy cho sát kích thước cần làm - Cắt board đồng với kích thước - Úp phần giấy phía mực đè lên mặt đồng Làm cho vừa vặn, đừng chà qua chà lại Để hai lên gỗ phẳng hay vật khác để làm đế - Bàn ủi cắm điện để mức nóng cao - Đặt bàn ủi đè lên lớp giấy đồng ban Đè mạnh cố định chỗ khoảng 30 giây cho lớp keo mực in chảy bám dính vào mặt đồng - Miết bàn ủi diện tích board để đảm bảo tất mực in bị nóng chảy Thời gian cịn tùy vào kích thước board, độ nóng lực miết xem hình 2.18 - Để board chỗ thống cho nguội hồn tồn 62 Hình 2.18 Dùng bàn để ủi mạch Bước 3: Gỡ lớp giấy in (hình 2.19) - Pha thau nước xà phịng đủ để ngâm phủ tồn board - Bỏ board vào ngâm khoảng 20 phút Hình 2.19 Ngâm mạch xà phòng - Lấy board Lúc lớp giấy bị phân hủy tróc xem hình 2.20 Hình 2.20 Mạch sau ngâm xà phịng - Dùng tay gỡ nhẹ lớp giấy giấy bề mặt mạch in hết xem hình 2.21 Hình 2.21 Mạch sau gỡ giấy Do quá trình gỡ và ủi có nhiều chỗ mạch bị xước khơng có mực nên ta dùng bút lông dầu tô lại những chỗ nào không có mực để làm xong mạch không bị rỗ hay bị đứt mạch Bước 4: Rửa mạch in (xem hình 2.22) Dùng th́c rửa pha với nước Sau pha xong thì ta cho mạch in vào dung dịch này sau đó lắc cho mạch in bị ăn hết lớp đồng không cần thiết Hình 2.22 Rửa mạch in Khi lớp đồng bị ăn hết, ta lấy rửa nước khô sấy khô, dùng giấy nhám nhuyễn chà lớp mực in board cho xem hình 2.23 Hình 2.23 Mạch sau rửa Fe2Cl3 Bước 5: Khoan mạch in Dùng khoan tay để khoan (có thể dùng khoan máy) với các linh kiện thường trở, tụ, IC thì ta dùng mũi 0.8mm còn đối với IC 78xx, triac thù ta dùng mũi 1.2mm hình 2.24 63 64 Hình 2.24 Mạch in đã khoan lỗ Bước 6: Hàn linh kiện và test mạch Sau làm xong tất cả các bước thì ta tiến hành hàn linh kiện và test mạch 2.3 Hoàn thiện mạch in Sau vẽ hoàn chỉnh sơ đồ mạch in giấy, bước sang giai đoạn thực mạch in Trình tự thực tiến hành theo bước sau: Bước 1: Dùng giấy nhám nhuyễn đánh lớp oxit hóa bám mạch in (phía có tráng lớp đồng), trước vẽ đường mạch Bước 2: Tạo đường mạch in mặt đồng có phương pháp sau: đồng - In mạch in vẽ giấy để in lụa ép nhiệt để tạo mạch in - Dùng viết lơng có dung mơi acetone để vẽ nối đường mạch đồng (dựa theo điểm pointou vừa định vị sơ đồ mạch vẽ trước mặt giấy) Trong vẽ ta ý, có hai phương pháp để vẽ điểm pad hàn mạch in Điểm pad hàn vẽ theo hình trịn hình vng Thơng thường điểm pad trịn dễ thực lại tính mỹ thuật điểm pad vng.Muốn thực điểm pad vng, ta dùng viết tơ rộng (quanh vị trí cần tạo điểm pad vng), sau dùng đầu mũi dao nhọn thước kẻ tỉa bớt mực để trì vùng mực bám hình vuông cho điểm pad cần thực Công việc đòi hỏi nhiều thời gian tỉ mỉ thực - Sau tạo đường mạch mặt đồng mạch in, ta quan sát xem có vị trí bị vẽ khơng liền nét, độ đậm đường phải nhau, đồng thời không bỏ sót đường mạch Trong trường hợp cần thiết, sinh viên phải chờ cho mực khô hẳn đồ lại lần 64 Bước 3: Sau vẽ hồn chỉnh, sinh viên chờ khơ mang mạch in nhúng vào thuốc tẩy Hóa chất tẩy ăn mịn lớp đồng vị trí khơng bám mực để nguyên lớp đồng vị trí bao phủ đường vẽ mực Khi nhúng mạch in thuốc tẩy, muốn phản ứng hóa học xảy nhanh, cần thực thao tác sau để tăng tốc độ phản ứng: - Lắc mạch chậu thuốc - Nên đặt chậu thuốc tẩy nơi có ánh sáng mặt trời để tăng cường tốc độ phản ứng nhờ hiệu ứng quang o - Nếu thuốc tẩy nung nóng khoảng 50 C thời gian tẩy nhanh thuốc tẩy có nhiệt độ thấp (bằng nhiệt độ môi trường) Bước 4: Sau tẩy xong phần đồng không cần thiết, nên ngâm mạch vào nước lã dùng giấy nhám nhuyễn chà đường mực vẽ Công việc chấm dứt đường mạch đánh bóng sáng Trước dùng nhựa thông lỏng phủ bảo vệ lớp đồng, ta dùng khoan (đường kính lưỡi khoan khoảng 0,8 -1mm) để khoan lỗ ghim linh kiện Trong vài trường hợp, ta dùng máy dập bấm lỗ thay khoan Tuy nhiên, lỗ dập khơng tròn dập dễ làm mẻ lớp bakelite tốc độ thi công nhanh hơn, dễ thao tác phương pháp khoan Bước 5: Sau khoan (hay dập) lỗ xong, cần đánh sơ lại lần mạch in (phía có đường đồng) giấy nhám nhuyễn, làm lớp oxit hóa lần cuối nhúng mạch vào dung dịch nhựa thông pha với xăng dầu lửa Khi nhúng xong mạch, để phơi khô lớp sơn phủ hàn linh kiện lên mạch Chọn mũi khoan phù hợp với lỗ chân cắm không chọn to làm hết phần bao lỗ khoan cẩn thận tránh rách mạch Khi cúng ta khoan hết lỗ khoan rửa lại toàn mạch cho Đầu tiên dùng axeton để rửa lớp mực bám lên phíp đồng Khi để lại đường mạch đẹp sáng Khi loại bỏ hết lớp mực phải bảo vệ lớp đồng để tránh bị oxy hóa Bằng cách quét lớp mỏng nhụa thông pha sẵn Khoan lỗ chân linh kiện Pha dung dịch bảo vệ: nhựa thơng hịa tan xăng Dùng chổi qt dung dịch nhựa thông lên mặt đồng Đem phơi bế mặt khơ hồn tồn CÂU HỎI ƠN TẬP, BÀI TẬP 65 66 Câu 1: Nêu các bước thiết kế mạch in? Gợi ý: có bước Bước 1: Vẽ sơ đồ bố trí linh kiện Bước 2: Tạo sơ đồ mạch in board mạch in Câu 2: Nêu các bước chế tạo mach in? Gợi ý: Quá trình chế tạo mạch in trải qua các bước sau:  Vẽ bằng tay: thực hiện qua bước  Làm mạch in bằng phương pháp ủi: Phương pháp này là dùng mạch đã được in sẵn giấy, sau đó đặt lên phím đồng và dùng bàn ủi để ủi, lúc này tác dụng nhiệt làm nóng chảy mực in giấy và dính vào phím đồng, bao gờm bước  Hồn thiện mạch in: bao gờm bước Bài tập: Thiết kế và hàn linh kiện các mạch điện tử sau: Hình 2.25 Sơ đờ ngun lý Hình 2.26 Mạch Layout Hinh 2.27 Mạch in Bài 2: Làm mạch trái tim Gợi ý: 66 Hình 2.28 đèn led hình trái tim Hình 2.29 Sơ đờ ngun lý Hình 2.30 Hình 1.31 Mạch in Hình 1.32 Mạch sau rửa xong FeCl3 Hình 2.33 mạch sau tẩy xong Hình 2.34 Mạch sau hàn xong linh kiện lớp Hình 2.35 Mạch hàn xong lớp 67 68 Hình 2.36 Vị trí link kiện bên chip Hình 2.37 Mạch hồn chỉnh sau gắn chíp Hình 2.38 nối chân led Bẻ chân dương(anode) lại với chân cathode bẻ riêng Hình 2.39 Hình 2.39 nối chân led Sau nối trở vào chân âm loại 220Ω 330 Ω hình 2.40 Hình 2.40 nối trở vào led 68 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Sổ tay linh kiện điện tử cho người thiết kế mạch (R H.WARRING người dịch KS Đoàn Thanh Huệ - nhà xuất Thống kê) [2] Giáo trình linh kiện điện tử ứng dụng (TS Nguyễn Viết Nguyên Nhà xuất Giáo dục) [3] Kỹ thuật mạch điện tử (Phạm Xuân Khánh, Bồ Quốc Bảo, Nguyễn Viết Tuyến, Nguyễn Thị Phước Vân - Nhà xuất Giáo dục) [4] Kĩ thuật điện tử - Đỗ xuân Thụ NXB Giáo dục, Hà Nội, 2005 (Đỗ xuân Thụ - NXB Giáo dục) [5] Sổ tay tra cứu tranzito Nhật Bản (Nguyễn Kim Giao, Lê Xuân Thế) 69