Giáo trình chế tạo mạch in và hàn linh kiện (nghề điện tử công nghiệp cđ)

QUÂN KHU TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ SỐ 20 - - GIÁO TRÌNH CHẾ TẠO MẠCH IN VÀ HÀN LINH KIỆN Nghề đào tạo: Điện tử cơng nghiệp Trình độ đào tạo: Cao đẳng nghề LƯU HÀNH NỘI BỘ Biên soạn: Phạm Thanh Nga Năm 2022 LỜI NÓI ĐẦU Cùng với mô đun ngành Điện tử công nghiệp mô đun “Chế tạo mạch in hàn linh kiện” mô đun bắt buộc quan trọng, mô đun ứng dụng rộng rãi ngành kỹ thuật lĩnh vực điều khiển khác Mô đun ứng dụng cho tất sinh viên ngành Điện, Điện tử công nghiệp, Kỹ thuật máy lạnh điều hịa khơng khí trường ta Bởi để tạo điều kiện cho việc học tập nghiên cứu mô đun học viên thuận lợi q trình học tập Bộ mơn Điện tử thuộc Khoa Điện – Điện tử - Tin học Trường cao đẳng nghề số 20/QK3 tổ chức biên soạn tài liệu: “Chế tạo mạch in hàn linh kiện” làm giảng lưu hành hội Trong trình biên soạn chắn khơng tránh khỏi thiếu sót, mong nhận thông cảm góp ý chân thành bạn đồng nghiệp giáo trình ngày hồn thiện Xin chân thành cảm ơn! MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU Giới thiệu dụng cụ cầm tay 1.1 Dụng cụ hàn 1.2 Thiếc hàn nhựa thông 10 1.1.1 Thiếc hàn 10 1.1.2 Nhựa thông 11 1.3 Kìm 12 1.3.1 Kìm cắt 12 1.3.2 Kìm mỏ nhọn 13 1.4 Nhím (Phanh) 13 Các dụng cụ khác: 14 Phương pháp hàn tháo hàn 15 2.1 Kỹ thuật hàn nối, ghép 15 2.1.1 Hàn nối hai đầu dây dẫn 17 2.1.2 Mối hàn ghép song song 17 2.1.3 Mối hàn ghép vng góc 18 2.2 Kỹ thuật hàn xuyên lỗ 18 2.3 Kỹ thuật hàn công nghệ cao 26 2.3.1 Những dụng cụ cần thiết 26 2.3.2 Hàn điện trở dán, tụ dán 26 2.3.3 Hàn IC dán 27 2.3.4 Hàn IC chân gầm 31 Phương pháp xử lý mạch sau hàn 39 3.1 Yêu cầu mạch, linh kiện sau hàn 39 3.2.1 Xử lý linh kiện sau hàn vi mạch 39 3.2.2 Một số lổi thường gặp 39 Bài 2: Thiết kế chế tạo mạch in 46 Thiết kế mạch in 46 1.1 Sơ đồ bố trí linh kiện 46 1.2 Sơ đồ mạch in 47 Chế tạo mạch in 48 2.1 Chuẩn bị thiết bị vật tư 48 2.2 Các bước chế tạo 48 2.2.1 Vẽ tay 48 2.2.2 Làm mạch in phương pháp ủi 55 Bài 1: KỸ THUẬT HÀN Giới thiệu dụng cụ cầm tay 1.1 Dụng cụ hàn Dụng cụ hàn có loại chính:Mỏ hàn xung mỏ hàn nung + Mỏ hàn xung ( mỏ hàn đoản mạch): Mỏ hàn xung thiết bị điện tử sử dụng tượng đoản mạch điện để làm nung chảy miếng kim loại, với mục đích hàn nối hai miếng kim loại vào với nhau, để tiếp tục việc truyền nhiệt, truyền điện Được sử dụng để hàn linh kiện to (Hình 1.0 ) Hình 1.0: Mỏ hàn xung + Mỏ hàn nung bao gồm: Mỏ hàn đế mỏ hàn (xem hình vẽ 1.1) - Mỏ hàn (mỏ hàn nung nhi ệt dây mayxo)là dụng cụ sử dụng để nung nóng chảy chì hàn, giúp hàn chặt chân linh kiện nhỏ (linh kiện dán) với bảng mạch, hay linh kiện với - Đế mỏ hàn: nơi giữ mỏ hàn không dùng (vẫn cịn nóng) Vì sử dụng mỏ hàn nóng gây nguy hiểm cho người sử dụng vật dụng xung quanh chạm phải Ngoài đế mỏ hàn nơi giữ nhựa thông để thuận tiện cho công việc hàn mạch Hình 1.1 Mỏ hàn nung đế giữ  Cách sử dụng mỏ hàn: - Chấm mỏ hàn vào nhựa thông để rửa mỏ hàn, giúp việc hàn mạch dễ dàng - Cho mỏ hàn tiếp xúc với mối hàn để truyền nhiệt - Cho chì hàn vào mối hàn, chì hàn chảy khắp mối hàn - Đồng thời rút chì hàn mỏ hàn khỏi mối hàn - Kiểm tra lại mối hàn:  Mối hàn phải chắn  Mối hàn hao chì + Mối hàn bóng đẹp  Mỏ hàn điện sử dụng điện trở đốt nóng, khơng dùng dạng mỏ hàn đốt nóng theo ngun lý ngắn mạch thứ cấp biến áp Công suất mỏ hàn thông thường 40W Sử dụng mỏ hàn với cơng xuất lớn phát sinh vấn đề sau: - Nhiệt lượng lớn từ mỏ hàn tiếp xúc với linh kiện làm hỏng linh kiện - Nhiệt lượng lớn gây tình trạng oxy hóa bề mặt dây dẫn đồng lúc hàn, mối hàn lúc khó hàn Ngồi nhiệt lượng lớn làm cháy nhựa thông (dùng kèm hàn) bám thành lớp đen mối hàn, làm giảm độ bóng tính thẩm mỹ mối hàn - Nhiệt lượng lớn đòi hỏi người sử dụng phải khéo léo để truyền nhiệt thật nhanh đủ vào nơi hàn - Nhiệt lượng lớn làm gãy mũi hàn  Một vài điểm lưu ý sử dụng mỏ hàn: - Sau hàn xong phải tắt mỏ hàn ngay, để bảo vệ mỏ hàn Tránh tình trạng gãy mũi mỏ hàn cấp nguồn cho mỏ hàn lâu mà không dùng - Mỏ hàn tạm thời không sử dụng phải đặt vào đế mỏ hàn, tránh gây nguy hiểm cho vật xung quanh người dùng 1.2 Thiếc hàn nhựa thông 1.1.1 Thiếc hàn Thiếc hàn sử dụng để kết nối mối hàn Hình 1.2 Thiếc hàn - Thiếc hàn dùng trình lắp ráp mạch điện tử loại chì hàn dễ nóng chảy, nhiệt độ nóng chảy khoảng 60oC đến 80oC - Thiếc hàn có loại: Thiếc ngun chất (Hình 1.3) thiếc có bọc sẵn lớp nhựa thơng (Hình 1.4) (Hiện chủ yếu dùng thiếc có bọc nhựa thơng hàn mối hàn bóng đẹp) Hình 1.4 Thiếc có bọc nhựa thơng 10 Hình 1.3 Thiếc ngun chất 1.1.2 Nhựa thơng - Nhựa thơng có tên gọi chloro-phyll, loại diệp lục tố lấy từ thơng, thường nhựa thơng dạng rắn, có màu vàng nhạt (khi khơng chứa tạp chất) - Ngồi việc sử dụng nhựa thơng lúc hàn nhựa thơng cịn pha với hỗn hợp xăng dầu lửa để phủ lên mạch in, nhằm mục đích bảo vệ mạch in tránh bị oxy hóa, đồng thời giúp cho việc hàn mạch in sau dễ dàng Ngoài việc phủ lớp nhựa thơng mạch in cịn tăng tính thẩm mỹ cho mạch in Hình 1.5 Nhựa thơng  Cơng dụng nhựa thông: - Rửa (chất tẩy) nơi cần hàn để chì dễ bám chặt - Sau hàn nhựa thông phủ bề mặt mối hàn làm cho mối hàn bóng đẹp, đồng thời cách ly mối hàn với môi trường xung quanh (tránh bị oxy hóa, bảo vệ mối hàn khỏi nhiệt độ, độ ẩm, …) - Giảm nhiệt độ nóng chảy chì hàn 11  Các lưu ý sử dụng chì hàn nhựa thơng - Chì hàn hàn nên đưa vào mối hàn, tránh đưa chì hàn vào mỏ hàn (mỏ hàn hút chì hàn gây hao chì) - Khi sử dụng nhựa thơng nên để vào đế mỏ hàn để tránh vụn nhựa thông 1.3 Kìm Trong q trình lắp ráp, sửa chữa thơng thường ta phải dùng đến hai loại Kìm thơng dụng là: Kìm cắt Kìm mỏ nhọn (đầu nhọn) 1.3.1 Kìm cắt Hình 1.6 Kìm cắt  Cơng dụng: - Cắt chân linh kiện trình hàn mạch - Cắt đoạn dây chì - Cắt dây dẫn nối mạch  Lưu ý: - Mỗi loại Kìm cắt cắt dây dẫn có đường kính tối đa thích hợp - Nếu dùng loại Kìm cắt nhỏ để cắt vật dụng có đường kính q lớn làm hư hỏng Kìm 12 1.3.2 Kìm mỏ nhọn Hình 1.7 Kìm mỏ nhọn  Cơng dụng: - Dùng để giữ đoạn dây đồng (khi xi chì) - Dùng để giữ chân linh kiện hàn - Dùng để giữ đoạn dây - Dùng để bóc vỏ dây dẫn  Lưu ý: - Khơng dùng Kìm mỏ nhọn để bẻ vật cứng gây hỏng Kìm (nên dùng Kìm kẹp mỏ để bẻ hay uốn vật cứng) - Không dùng Kìm búa Vì điều làm cho Kìm mỏ nhọn bị cứng mở hay đóng lại, gây khó khăn sử dụng 1.4 Nhím (Phanh) - Nhíp gắp chân chíp, linh kiện kim loại có tác dụng kẹp, gắp linh kiện sử dụng mơi trường phịng chống tĩnh điện, ngành điện tử công nghệ cao, bán dẫn, vi mạch Nhíp gắp linh kiện kim loại dụng cụ khơng thể thiếu nghành điện tử - Nhíp gắp chận chíp, linh kiện kim loại sử dụng cho thợ sửa chữa loại thiết bị đầu cuối viễn thơng, máy tính, ti vi thiết bị điện tử 13