(NB) Giáo trình Chế tạo mạch in và hàn linh kiện nhằm cung cấp cho học sinh những kiến thức cơ bản về phương pháp và kỹ thuật hàn và lắp ráp, phân tích mạch từ đơn giản đến phức tạp. Mời các bạn cùng tham khảo!
1 BỘ LAO ĐỘNG - THƯƠNG BINH VÀ XÃ HỘI TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ KỸ THUẬT CƠNG NGHỆ GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN 03: CHẾ TẠO MẠCH IN VÀ HÀN LINH KIỆN NGHỀ: ĐIỆN TỬ CƠNG NGHIỆP TRÌNH ĐỘ: SƠ CẤP (Ban hành kèm theo Quyết định số: 228A/QĐ-CĐNKTCN – ĐT ngày 02 tháng năm 2016 Bộ Lao động – Thương binh Xã hội) Hà Nội, năm 2016 TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu thuộc loại sách giáo trình nên nguồn thơng tin phép dùng nguyên 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 Để thực biên soạn giáo trình đào tạo nghề Điện tử cơng nghiệp trình độ SƠ CẤP giáo trình Chế tạo mạch in hàn linh kiện giáo trình MƠ ĐUN đào tạo chun ngành biên soạn theo nội dung chương trình khung Hiệu trưởng trường CĐN Kỹ thuật công nghệ phê duyệt Nội dung biên soạn ngắn gọn, dễ hiểu, tích hợp kiến thức kỹ chặt chẽ với nhau, logíc Khi biên soạn, nhóm biên soạn cố gắng cập nhật kiến thức có liên quan đến nội dung chương trình đào tạo phù hợp với mục tiêu đào tạo, nội dung lý thuyết thực hành biên soạn gắn với nhu cầu thực tế sản xuất đồng thời có tính thực tiển cao Nội dung giáo trình biên soạn gồm có: Bài 1: Đọc, đo linh kiện BÀI : Mạch điện tử Bài 3: Kỹ thuật hàn Trong trình sử dụng giáo trình, tuỳ theo yêu cầu khoa học cơng nghệ phát triển điều chỉnh thời gian bổ sung kiên thức cho phù hợp Trong giáo trình, chúng tơi có đề nội dung thực tập để người học cố áp dụng kiến thức phù hợp với kỹ Tuy nhiên, tùy theo điều kiện sở vật chất trang thiết bị, trường có thề sử dụng cho phù hợp Tuy nhiên, tùy theo điều kiện sở vật chất trang thiết bị, trường có thề sử dụng cho phù hợp Mặc dù cố gắng tổ chức biên soạn để đáp ứng mục tiêu đào tạo không tránh khiếm khuyết Rất mong nhận đóng góp ý kiến thầy, giáo, bạn đọc để nhóm biên soạn hiệu chỉnh hồn thiện Các ý kiến đóng góp xin gửi Khoa Điện tử- Điện lạnh Hà Nội, ngày 20 tháng 06 năm 2016 BAN BIÊN SOẠN MỤC LỤC TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN LỜI GIỚI THIỆU Mã mô đun: MĐ 03 BÀI 1: ĐỌC, ĐO LINH KIỆN Linh kiện thụ động 1.1 Phân biệt loại linh kiện thụ động 1.2 Cách đo, đọc trị số linh kiện thụ động 1.2.1 Cách đọc trị số linh kiện thụ động 1.2.2 Cách đo trị số linh kiện thụ động 14 1.2.3 Bài tập thực hành 17 Linh kiện tích cực 21 2.1 Phân biệt linh kiện tích cực 21 2.2 Cách đọc,đo thơng số kỹ thuật linh kiện tích cực 24 2.2.1 Cách đọc thơng số kỹ thuật linh kiện tích cực 24 2.2.2 Sử dụng thang đo ohm để đo linh kiện tích cực 27 2.2.3 Thực hành 30 BÀI 2: MẠCH ĐIỆN TỬ CƠ BẢN 33 Mạch nguồn chiều 33 1.1 Mạch nắn điện bán kỳ 33 1.2 Mạch nắn điện hai bán kỳ dùng hai điốt 34 1.3 Mạch nắn điện hai bán kỳ dùng cầu diode 35 1.4 Mạch nắn điện tăng áp 36 1.5 Bài tập thực hành 36 Mạch ổn áp 42 2.1 Khái niệm chung 42 2.2 Mạch ổn áp dùng Diode zener 42 2.3 Mạch ổn áp dùng Transistor 43 2.4 Mạch ổn áp có điều chỉnh 46 2.4.1 Sơ đồ khối hoạt động mạch ổn áp có điều chỉnh 46 2.4.2 Sơ đồ chi tiết mạch ổn áp mắc nối tiếp 46 2.5 Mạch ổn áp dùng mạch tổ hợp (IC) 49 2.5.1 Mạch ổn áp họ 78XX 49 2.5.2 Mạch ổn áp họ 79XX 50 2.5.3 Mạch ổn áp dùng IC điều chỉnh 50 1.5 Bài tập thực hành 52 Mạch hạn biên 59 3.1 Khái niệm 59 3.2.Mạch hạn biên dùng Điốt: 59 3.3 Mạch hạn biên dùng tranzistor: 62 Mạch khuếch đại tín hiệu 63 4.1 Mạch khuếch đại tín hiệu dùng transistor 63 4.1.1 Mạch khuyếch đại chế độ A 64 4.1.2 Mạch khuyếch đại chế độ B 67 4.1.3 Mạch khuyếch đại chế độ AB 68 4.1.4 Mạch khuyếch đại chế độ C 69 4.1.5 Bài tập thực hành 70 4.2 Mạch khuếch đại tín hiệu dùng IC LA4440 74 BÀI 3: KỸ THUẬT HÀN 77 Giới thiệu vật liệu hàn, dụng cụ hàn 77 1.1 Vật liệu hàn 77 1.2 Dụng cụ hàn 79 Các dụng cụ khác: 81 Kỹ thuật hàn 81 2.1 Kỹ thuật hàn nối, ghép 81 2.1.1 Hàn nối hai đầu dây dẫn 82 2.1.2 Mối hàn ghép song song 83 2.1.3 Mối hàn ghép vng góc 83 2.2 Kỹ thuật hàn xuyên lỗ 84 2.3 Kỹ thuật hàn công nghệ cao 87 2.3.1 Những dụng cụ cần thiết 87 2.3.2 Hàn điện trở dán, tụ dán 87 Phương pháp xử lý mạch sau hàn 91 3.1 Yêu cầu mạch, linh kiện sau hàn 91 3.2 Phương pháp xử lý mạch sau hàn 91 TÀI LIỆU THAM KHẢO 97 MÔ ĐUN ĐIỆN TỬ CƠ BẢN VÀ HÀN LINH KIỆN Mã mô đun: MĐ 03 Vị trí tính chất, ý nghĩa vai trị của mơ đun: - Vị trí: Mơ đun bố trí dạy sau học xong môn học chuyên môn linh kiện điện tử, đo lường điện tử học trước học mô đun chuyên sâu vi xử lý, PLC - Tính chất mô đun: Là mô đun bắt buộc - Ý nghĩa mô đun: Sau học xong mô đun “Điện tử hàn linh kiện” người học phải biết sử dụng linh kiện để lắp ráp mạch, sử dụng thành thạo dụng cụ hàn Có kỹ phân tích lắp ráp mạchđiện tử - Vai trò mơ đun: Giáo trình “Điện tử hàn linh kiện” nhằm cung cấp cho học sinh kiến thức phương pháp kỹ thuật hàn lắp ráp, phân tích mạch từ đơn giản đến phức tạp Mục tiêu của mơ đun: - Trình bày số mạch ứng dụng mạch khuếch đại,ổn áp, dao động, mạch khuếch đại tổng hợp số mạch điện khác - Phân biệt thiết bị hàn linh kiện - Rèn luyện thái độ nghiêm túc, cẩn thận, xác học tập thực công việc Nội dung mô đun Bài 1: Đọc, đo linh kiện Bài : Mạch điện tử Bài 3: Kỹ thuật hàn BÀI 1: ĐỌC, ĐO LINH KIỆN Giới thiệu Linh kịên thụ động bao gồm điện trở, tụ điện, cuộn cảm, biến áp, rơle linh kiện dùng phổ biến mạch điện tử Các linh kiện gọi linh kiện thụ động chúng có chức lưu trữ tiêu thụ lượng điện mạch điện tử Tuỳ theo yêu cầu sử dụng, linh kiện chế tạo để sử dụng cho nhiều loại mạch điện tử khác có đặc tính kỹ thuật tương ứng với loại mạch điện tử Mục tiêu của - Nhận dạng hình dáng, kí hiệu cuả linh kiện điện tử thơng dụng - Trình bày phương pháp đo, đọc linh kiện, giải thích thông số ghi linh kiện - Rèn luyện kỹ nhận dạng linh kiện điện tử Linh kiện thụ động 1.1 Phân biệt loại linh kiện thụ động TT Loại linh kiện Hình dạng Loại 6,8 10W Điện trở công suất Điện trở vạch màu Điện trở Biến trở Tụ điện Tụ gốm Tụ hóa Tụ xoay Tụ giấy Cuộn dây lõi khơng khí Cuộn dây lõi ferit Cuộn dây Cuộn chặn Cuộn dây điều chỉnh Cuộn dây điều chỉnh độ dài Cuộn dây điều chỉnh có dẫn hướng Cuộn dây hình xuyến Cuộn anten 1.2 Cách đo, đọc trị số linh kiện thụ động 1.2.1 Cách đọc trị số linh kiện thụ động a Điện trở + Điện trở vạch màu 10 Màu Tên màu Số thứ Số thứ Hệ số nhân Sai số Giá trị điện trở tính Đen 100 Nâu 1 101 ± 1% Đỏ 2 102 ± 2% Cam 3 103 Vàng 4 104 Xanh 5 105 Xanh dương 6 106 Tím 7 107 Xám 8 108 Trắng 9 109 Nhũ vàng - - 10-1 ± 5% Nhũ bạc - - 10-2 ± 10% Không màu - - - ± 20% - Vòng số vịng cuối ln ln có màu nhũ vàng hay nhũ bạc, vòng sai số điện trở, đọc trị số ta bỏ qua vòng - Đối diện với vòng cuối vòng số 1, đến vòng số 2, số - Vòng số vòng số hàng chục hàng đơn vị - Vòng số bội số số 10 * Trị số = (vòng 1)(vòng 2)x10(vịng 3) - Có thể tính vịng số số khơng thêm vào, - Màu nhũ có vòng sai số vòng số 3, vòng màu nhũ số 10 số âm Ví dụ: 83 mối hàn khó thực có độ bền kiểu khác Hình 1.7: Mối ghép nối 2.1.2 Mối hàn ghép song song (xem hình 1.8) Thường dùng để nối hai dây dẫn với Khoảng cách giao thường chọn tuỳ theo yêu cầu Trong trình thực tập nên chọn khoảng cách giao ngắn 5mm tăng dần theo trình độ Hình 1.8: Mối ghép song song 2.1.3 Mối hàn ghép vng góc Mối hàn đạt yêu cầu phải tạo chì bám xung quanh điểm đặt hai dây dẫn vng góc 84 Hình 1.9: Mối ghép vng góc 2.2 Kỹ thuật hàn xun lỗ a Các bước hàn xuyên lỗ: - Bước 1: Làm mạch trước hàn linh kiện + Trước hàn linh kiện phải làm mạch in giấy nhám nhuyễn để loại bỏ lớp đồng oxit board (đặc biệt điểm hàn) để đảm bảo mối hàn dính thiếc với tỷ lệ diện tích bề mặt cao Công việc quan trọng mạch chưa phủ thiếc Để làm điểm hàn đồng dùng cục cao su bào mòn vật liệu tương tự - Bước 2: Vệ sinh đầu mỏ hàn trước hàn + Chùi đầu mỏ hàn Cleaning Wire (giống miếng chùi nồi) lần trước hàn xem hình 1.10 Hình 1.10 85 - Bước 3: Tráng chì hàn vào đầu mỏ hàn + Dùng nhựa thơng chì hàn nóng chảy đặc để tráng đầu mỏ hàn trước lần hàn Chú ý khơng để chì hàn bám dính q nhiều đầu mỏ hàn - Bước 4: Cắm linh kiện vào lỗ hàn: + Linh kiện điện trở bẻ gập chân linh kiện kìm vừa theo khoảng cách lỗ hàn + Cắm linh kiện vào lỗ hàn + Bẻ nghiêng chân linh kiện phía bên mặt hàn để linh kiện bám vào mạch in tránh trường hợp linh kiện bị rơi hàn, việc bẻ nghiêng chân linh kiện có tác dụng tăng độ bền vật lý cho linh kiện trình sử dụng - Bước 5: Bấm chân linh kiện + Chúng ta thường hay thực khâu bấm chân linh kiện sau hàn làm theo cách dễ hơn, tránh việc linh kiện rơi khỏi mach in bấm chân Thực cách khơng có lợi cho mạch in Tốt nên bấm chân linh kiện trước hàn - Bước 6: Làm nóng chân linh kiện điểm hàn + Đặt đầu mỏ hàn tiếp xúc đồng thời với chân linh kiện điểm hàn để nung nóng hai lúc Nhiều người tâm nung nóng điểm hàn mạch in kết đồng mạch in dễ bị bung chì hàn bao phủ xung quanh chân linh kiện khơng có tiếp xúc mặt điện hay đơi có độ bền vật lý mối hàn khơng cao Loại bỏ mối hàn Hàn nhầm, hỏng chuyện bình thường lúc làm mạch Việc loại bỏ mối hàn đơn giản Sau cách loại bỏ mối hàn thông thường - Cách 1: Dùng dây đồng hút chì hàn +Làm nóng dây đồng +Làm chảy mối hàn +Dùng dây đồng hút hết chì hàn Cách khơng ưa chuộng hút khơng mối hàn 86 - Cách 2: Dùng ống hút chì (hình 1.11) Hình 1.11: Hút chì Đánh giá - Sản phẩm xi: lớp chì mỏng, bóng, phủ khắp dây đồng hao chì - Chắc chắn: đảm bảo khơng hở mạch có chấn động sử dụng lâu dài - Sản phẩm hàn: chắn, bóng, hao chì Thực hành Sử dụng dây đồng 1mm để hàn mắc lưới 10x10 cm (kích cỡ mắc lưới 1x1 cm) (hình 1.12) Hình 1.12 87 2.3 Kỹ thuật hàn công nghệ cao 2.3.1 Những dụng cụ cần thiết Dụng cụ yêu cầu - Mỏ hàn - Chì hàn - Nhựa thơng - Panh gắp linh kiện - Board mạch SMD Hình 1.13 board mạch SMD - Các linh kiện SMD 2.3.2 Hàn điện trở dán, tụ dán Thực - Bước 1: Xi chì hàn lên điểm hàn mạch (hình 1.14) Chú ý khơng xi chì hàn lên nhiều điểm hàn Làm tránh việc nhiều chì hàn dễ đội linh kiện lên gây thấm mỹ 88 Hình 1.14 xi chì lên đầu linh kiện - Bước 2: Dùng panh gắp linh kiện đặt vào điểm cần hàn Chú ý phải đặt vào vị trí Một tay dùng panh ấn nhẹ lên linh kiện để giữ cho linh kiện vị trí khơng xê dịch - Bước 3: Dùng mỏ hàn hàn điểm đầu xi chì hàn trước để cố định linh kiện Sau hàn tiếp đầu cịn lại (hình 1.15) Hình 1.15 linh kiện cố định đầu 2.3.3 Hàn IC dán Để hàn IC dán đúng tiêu chuẩn kỹ thuật, ta cần thực theo đúng trình tự bước sau: - Bước 1: Kiểm tra vị trí đặt IC 89 - Bước 2: Hàn chân hai góc linh kiện để cố định (hình 1.16) Hình 1.16 cố định đầu linh kiện - Bước 3: Sau linh kiện cố định, cho nhựa thơng vào chân linh kiện (hình 1.17) Nhựa thơng làm mối hàn bóng đẹp làm bụi củng chống oxy hóa sau hàn Hình 1.17 phủ nhựa thơng lên chân linh kiện 90 - Bước 4: Tiếp theo hàn tất chân lại linh kiện (hình 1.18) Hình 1.18 hàn chân linh kiện - Bước 5: Dùng dây hút chì nhúng vào nhựa thơng (hình 1.19)sau đặt dây đồng vào hai chân linh kiện bị dính nhiều chì Nung nóng dây chì hàn điểm này, dây đồng hút bớt chì vị trí tách hai chân linh kiện Hình 1.19 dây hút chì Sau hút xong chì ta kết sau (hình 1.20) 91 Hình 1.20 Ic sau hàn xong Phương pháp xử lý mạch sau hàn 3.1 Yêu cầu mạch, linh kiện sau hàn Mạch in sau hoàn thiện phải đạt số yêu cầu sau: - Mach in nhìn mắt thường phải đẹp, linh kiện bố trí hợp lý, đơn giản - Linh kiện mạch phải thay dễ dàng bị hỏng - Mạch hoạt động phải ổn định - Mối hàn phải bền, đẹp, khơng bị dính sang mối hàn khác 3.2 Phương pháp xử lý mạch sau hàn Sau làm xong tất bước ta tiến hành test mạch cách dùng đồng hồ VOM đồng hồ điện tử để kiểm tra thông mạch thông số khác mạch in - Kiểm tra đường in nguồn điện mạch - Kiểm tra linh kiện mạch in hàn - Kiểm tra test hoạt động mạch Hoàn thiện mạch đưa vào hoạt động Bài tập: Câu 1: Hãy nêu phương pháp hàn tháo hàn? Gợi ý: Các phương pháp hàn (Phương pháp hàn dây đồng): - Kỹ thuật hàn nối, ghép Hàn nối hai đầu dây dẫn Mối hàn ghép song song 92 Mối hàn ghép vng góc - Hàn mạch in Kỹ thuật hàn xuyên lỗ: bao gồm bước - Kỹ thuật hàn IC dán: Hàn điện trở dán, tụ dán gồm bước Hàn IC dán gồm bước Các cách tháo hàn: hàn nhầm, hỏng chuyện bình thường lúc làm mạch Việc loại bỏ mối hàn đơn giản Sau cách loại bỏ mối hàn thông thường - Cách 1: Dùng dây đồng hút chì hàn +Làm nóng dây đồng +Làm chảy mối hàn +Dùng dây đồng hút hết chì hàn Cách khơng ưa chuộng hút không mối hàn - Cách 2: Dùng ống hút chì Hình 1.21 ống hút chì Câu 2: Hãy nêu phương pháp xử lý mạch sau hàn? Gợi ý: Phương pháp xử lý mạch sau hàn Sau làm xong tất bước ta tiến hành test mạch cách dùng đồng hồ VOM đồng hồ điện tử để kiểm tra thông mạch thông số khác mạch in - Kiểm tra đường in nguồn điện mạch - Kiểm tra linh kiện mạch in hàn - Kiểm tra test hoạt động mạch 93 Hoàn thiện mạch đưa vào hoạt động Bài tập: Tiến hành hàn mạch điện tham khảo sau: Bài 1: Hàn mạch tăng âm với ic lai họ STK4392 của hãng Sanyo có sơ đồ nguyên lý (hình 1.22) Hình 1.22 sơ đồ nguyên lý mạch tăng âm Gợi ý: 94 Hình 1.23 Các linh kiện mạch in Hình 1.24 linh kiện board mạch sau hàn Bài 2: Hàn mạch dao động IC 555 (hình 1.25) 95 Gợi ý: Hình 1.25 mạch dao dộng dùng IC 555 Hình 1.26 cách hàn linh kiện 96 Hình 1.26 board mạch hồn thiện Hình mạch sau gắn hàn linh kiện mạch in Chú ý: Khi hàn mạch Bạn làm theo trình tự sau: - Cắm linh kiện board mạch in - Khi hàn, trước hết dùng mõ hàn làm nóng chổ hàn, đưa chì vào, chờ chì chảy phủ chổ hàn, lấy chì trước, lấy đầu mõ hàn ra, chờ chổ hàn nguội Sau cắt chân linh kiện - Nếu vết hàn nhìn thấy láng bóng tốt Nếu vết hàn nhám sần thiếu nóng vết hàn chảy bẹp nóng 97 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) ... ? ?Điện tử hàn linh kiện? ?? người học phải biết sử dụng linh kiện để lắp ráp mạch, sử dụng thành thạo dụng cụ hàn Có kỹ phân tích lắp ráp mạch? ?iện tử - Vai trị mơ đun: Giáo trình ? ?Điện tử hàn linh. .. biên soạn giáo trình đào tạo nghề Điện tử cơng nghiệp trình độ SƠ CẤP giáo trình Chế tạo mạch in hàn linh kiện giáo trình MÔ ĐUN đào tạo chuyên ngành biên soạn theo nội dung chương trình khung... : Mạch điện tử Bài 3: Kỹ thuật hàn BÀI 1: ĐỌC, ĐO LINH KIỆN Giới thiệu Linh kịên thụ động bao gồm điện trở, tụ điện, cuộn cảm, biến áp, rơle linh kiện dùng phổ biến mạch điện tử Các linh kiện