CHƯƠNG TRÌNH MÔ ĐUN Tên mô đun: Hàn và loại bỏ mối hàn linh kiện dán+ Phân biệt được các loại linh kiện SMD + Trình bày được phương pháp khò hàn và làm chân chipset + Xác định đúng các
Trang 1UBND TỈNH BÌNH ĐỊNH
TRƯỜNG CAO ĐẲNG KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ QUY NHƠN
GIÁO TRÌNH
MÔ ĐUN: HÀN VÀ LOẠI BỎ MỐI HÀN LINH KIỆN DÁN NGHỀ: KỸ THUẬT SỬA CHỮA VÀ LẮP RÁP MÁY TÍNH
TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG – TRUNG CẤP
Ban hành kèm theo Quyết định số: 99/QĐ-CĐKTCNQN ngày 14 tháng 3 năm 2018
của Hiệu trưởng trường Cao đẳng Kỹ thuật công nghệ Quy Nhơn
Bình Định, năm 2018
Trang 2TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN
Giáo trình này được biên soạn bởi tác giả là giảng viên bộ môn Điện
tử máy tính, khoa Điện tử - Tin học Trường Cao đẳng Kỹ thuật Công nghệ Quy Nhơn Giáo trình sử dụng cho việc giảng dạy và tham khảo cho giảng viên, sinh viên nghề Kỹ thuật sửa chữa và lắp ráp máy tính tại Trường Cao đẳng Kỹ thuật Công nghệ Quy Nhơn
Mọi hình thức sao chép, in ấn và đưa lên mạng Internet không được
sự cho phép Hiệu trưởng Trường Cao đẳng Kỹ thuật Công nghệ Quy Nhơn
là vi phạm pháp luật./
Trang 3LỜI GIỚI THIỆU
Để thực hiện biên soạn giáo trình đào nghề Kỹ thuật sửa chữa và lắp ráp máy tính ở trình độ Cao Đẳng Nghề và Trung Cấp Nghề, giáo trình Hàn và loại bỏ mối hàn linh kiện dán là một trong những giáo trình môn học đào tạo chuyên ngành được biên soạn theo nội dung chương trình khung được Bộ Lao động Thương binh Xã hội và Tổng cục Dạy Nghề phê duyệt Nội dung biên soạn ngắn gọn, dễ hiểu, tích hợp kiến thức và kỹ năng chặt chẽ với nhau, logíc
Khi biên soạn, nhóm biên soạn đã cố gắng cập nhật những kiến thức mới
có liên quan đến nội dung chương trình đào tạo và phù hợp với mục tiêu đào tạo, nội dung lý thuyết và thực hành được biên soạn gắn với nhu cầu thực tế trong sản xuất đồng thời có tính thực tiển cao
Trong quá trình sử dụng giáo trình, tuỳ theo yêu cầu cũng như khoa học
và công nghệ phát triển có thể điều chỉnh thời gian và bổ sung những kiên thức mới cho phù hợp Trong giáo trình, chúng tôi có đề ra nội dung thực tập của từng bài để người học cũng cố và áp dụng kiến thức phù hợp với kỹ năng Tuy nhiên, tuy theo điều kiện cơ sở vật chất và trang thiết bị, các trường có thề sử dụng cho phù hợp
Mặc dù đã cố gắng tổ chức biên soạn để đáp ứng được mục tiêu đào tạo nhưng không tránh được những khiếm khuyết Rất mong nhận được đóng góp ý kiến của các thầy, cô giáo, bạn đọc để nhóm biên soạn sẽ hiệu chỉnh hoàn thiện hơn Các ý kiến đóng góp xin gửi về Trường Cao Đẳng nghề Quy Nhơn, 172 An Dương Vương, TP Quy Nhơn
Biên soạn
Lương Thanh Long
Trang 4MỤC LỤC
Trang 5CHƯƠNG TRÌNH MÔ ĐUN Tên mô đun: Hàn và loại bỏ mối hàn linh kiện dán
+ Phân biệt được các loại linh kiện SMD
+ Trình bày được phương pháp khò hàn và làm chân chipset
+ Xác định đúng các thiết bị phù hợp khi khò hàn, làm chân linh kiện
- Kỹ năng
+ Sử dụng đúng các công cụ khò hàn, làm chân chipset
+ Thao tác khò hàn đúng với từng loại linh kiện khác nhau
+ Xử lý được mối hàn
+ Khò hàn được các linh kiện dạng SMD
+ Làm chân được chipset
- Năng lực tự chủ và chịu trách nhiệm:
+ Tích cực tham gia thao luận, thực hành
+ Rèn luyện cho sinh viên thái độ nghiêm túc, tỉ mỉ, chính xác trong học tập và trong nhiệm vụ được giao
III Nội dung của mô đun.
1 Nội dung tổng quát và phân bổ thời gian.
Số TT Tên các
bài trong
Thời gian (giờ)
2 Bài 2: Kỹ Thuật khò hàn linh kiện SMD 48 16 31 1
Trang 6BÀI 1: LINH KIỆN DÁN
Mã bài: MĐ12.01
Thời gian: 20 giờ (LT: 08, TH: 8, Tự học: 04)
1.1 Khái niệm linh kiện hàn bề mặt
Linh kiện hàn bề mặt (surface-mount device - SMD ) là các linh kiện gắn trên bề mặt của bo mạch mà không cần tạo lỗ trên bo mạch Sẽ có một chút lẫn lộn về thuật ngữ ở đây vì SMD là bảng mạch in với các linh kiện được gắn trên
bề mặt của bảng mạch đó Còn linh kiện SMD chính xác là linh kiện thiết bị gắn lên bề mặt Theo Wikipedia thuật ngữ chính xác cho nó phải là SMC nhưng chữ này không thấy được sử dụng
Hình 1.1 Hình ảnh các loại linh kiện dán
Ưu điểm của linh kiện SMD: Linh kiện dán SMD chiếm ít không gian hơn so với linh kiện truyền thống Vì vậy hầu hết các công nghệ hiện đại ngày nay đều được làm từ linh kiện SMD
Với công nghệ gắn bề mặt, việc hàn hàng loạt trở nên dễ dàng hơn Bạn
có thể hàn với các linh kiện SMD bằng cách đặt trong một lò gia nhiệt (oven).Rất nhiều các mạch tích hợp (IC) mới chỉ có gắn bề mặt
Kích thước của linh kiện dán SMD Điện trở và tụ điện tiêu chuẩn có kích thước
ký hiệu là 1206 hoặc 0805 0805 có nghĩa là 0.08 inch x 0.05 inch hay đổi ra là 2.0 mm x 1.25 mm Nếu lần đầu tiên bạn hàn linh kiện dán thì nên hàn loại 1206
sẽ dễ dàng hơn Nếu bạn tự tin hơn có thể hàn loại 0603 hoặc thậm chí là 0402
1.2 Linh kiện thụ động
1.2.1 Điện trở
Tùy thuộc vào kích thước đóng gói, các điện trở dán được phần loại theo các kích thước chuẩn sau đây (sắp xếp theo thức tự từ nhỏ đến lớn):
Trang 7Loại (Kiểu) Chiều dài (mm) Chiều rộng (mm) Độ dày (mm)
Đọc giá trị của điện trở dán:
Đối với điện trở dán dùng 3 chữ số thể hiện giá trị 2 chữ số đầu là giá trị thông dụng và số thứ 3 là số mũ của mười (số con số không)
Trang 9Những điện trở có 4 chữ số sẽ có độ chính xác cao hơn (sai số 1%) so với các loại điện trở có 3 chữ số (sai số 5%).
1.2.2 Tụ điện
Về đóng gói, các loại tụ điện dán có giá trị nhỏ thường được đóng gói theo tiêu chuẩn như điện trở dán, ngoài ra còn một số loại tụ điện dán thông dụng khác được đóng gói theo như hình sau:
Đối với tụ Tantalum sẽ được đóng gói theo các chuẩn “size” như bảng sau:
Đối với các loại tụ điện có phân cực, tham khảo hình sau:
Hình 1.7 Các loại tụ điện dán
Cách đọc giá trị tụ điện dán:
Đối với các tụ Aluminum thì giá trị của tụ điện và điện áp sử dụng thường được ghi trực tiếp trên thân tụ
Trang 10Hình 1.8 tụ hóa dán
Đối với các loại tụ tantalum, giá trị điện dung sẽ được ký hiệu bằng 3 chữ số Cách tính giá trị giống như của điện trở dán nhưng đơn vị là Pico Fara (pF), điện
áp sử dụng sẽ được ghi trực tiếp trên thân tụ (thường nhỏ hơn 35V)
Đối với các loại tụ gốm có giá trị nhỏ, giá trị thường không được ghi trên thân tụ
mà sẽ được ghi trên vỏ hộp hoặc nhãn của cuộn, do vậy khi sử dụng các loại tụ điện này nên cẩn thận để tránh nhầm lẫn
Trang 11Đối với loại này sẽ không được ghi giá trị trên thân cuộn cảm mà giá trị sẽ được ghi trên vỏ hộp hoặc vỏ bao bì.
Ngoài ra các loại cuộn cảm có giá trị lớn hơn còn được đóng gói theo biên dạng hình trụ hoặc hình hộp như sau:
Hình 1.11 Cuộn cảm dán
Cách đọc giá trị cuộn cảm:
Các cuộn cảm nhỏ thường sẽ không được ghi giá trị trực tiếp trên thân mà sẽ được ghi trên vỏ hộp như đã trình bày ở trên Đối với các cuộn cảm lớn hơn, cách đọc giá trị cũng giống như cách đọc giá trị điện trở nhưng đơn vị là micro Henry (uH)
1.3 Linh kiện tích cực
1.3.1 Diode
Hình dạng của diode và diode zener dán
Trang 12Chiều phân cực của diode và zener dán
Trang 14Hình 1.17 Hình dạng đóng gói SOJ
SOIC - Small Outline Integrated Circuit: đóng gói IC SMD này có cấu hình
2 đường chân và khoảng cách giữa các chân là 1,27 mm
Hình 1.18 Hình dạng đóng gói SOIC
Hình 1.19 Hình dạng đóng gói SOIC
SOP (Small Outline Package): cơ bản giống SOIC nhưng khoảng cách giữa
các chân nhỏ hơn SOIC
Hình 1.20 Hình dạng đóng gói SOP
Có một số biến thể của dạng đóng gói này như sau:
- TSOP - Thin Small Outline Package: dạng đóng gói SMD này mỏng hơn SOIC và có khoảng cách pin nhỏ hơn 0,5 mm
Trang 15- SSOP - Shrink Small Outline Package: Gói này có khoảng cách giữa các chân là 0,635 mm
- TSSOP - Thin Shrink Small Outline Package:
- QSOP Quarter-size Small Outline Package: Nó có khoảng cách giữa các chân là 0,635 mm
- VSOP - Very Small Outline Package: Nó nhỏ hơn QSOP và có khoảng cách giữa các chân là 0,4, 0,5 hoặc 0,65 mm
QFP- Quad flat pack: có dạng phẳng và có 4 cạnh chân như sau:
Hình 1.15 Hình dạng đóng gói DPAK
Đóng gói QFP cũng có một số biến thể như sau:
BQFP - Bumpered Quad Flat Pack: có phần mở rộng ra ở 4 góc để bảo vệ các chân trước tác hại cơ học trong khi thao tác hàn
BQFPH - Bumpered Quad Flat Pack with Heat spreader: hình thức gói này sử dụng các bộ bảo vệ pin ở các góc, nó cũng có các bộ tản nhiệt để cho phép mức năng lượng lớn hơn bị tiêu tan
CQFP - Ceramic Quad Flat Pack: Đây là một phiên bản chất lượng cao của gói quad phẳng sử dụng gốm cho đóng gói
Trang 16TQFP - Thin Quad Flat Pack: TQFP là một dạng gói phẳng bốn cạnh chân mỏng Có độ dày là 1.0mm và có dấu chân khung tiêu chuẩn với dấu chân là 2.0mm Vật liệu gói TQFP được sử dụng là nhựa.
FQFP - Fine pitched Quad Flat Pack:
HQFP - Heat sinked Quad Flat Pack
LQFP - Low Profile Quad Flat Pack:
MQFP - Metric Quad Flat Pack:
PQFP - Plastic Quad Flat Pack:
PLCC - Plastic Leaded Chip Carrier: Loại gói này có hình vuông và
sử dụng chân J-chì với khoảng cách 1,27 mm
Trang 17
BGA - Ball Grid Array: có một mạng các bi tiếp xúc phía mặt dưới
của IC, đối với loại đóng gói này ta sẽ sử dụng chì bi với kích thước phù hợp để tạo chân
Mặc dù dường như có rất nhiều gói SMD khác nhau, nhưng thực tế
là có các tiêu chuẩn làm giảm số lượng linh kiện và có thể thiết lập các gói thiết kế bảng mạch in để chứa chúng, cùng với kích thước pad đã được chứng minh trên bảng mạch Theo cách này, các gói cho phép lắp ráp bảng mạch in chất lượng cao và giảm tổng số biến trong một thiết kế
Trang 181.4 Đo dòng điện 1 chiều sử dụng VOM
1.4.1 Lý thuyết liên quan
- Các đầu đo của đồng hồ phải được kết nối chắc chắn với mạch điện cần
đo Nếu kết nối chập chờn có thể phát sinh những xung điện gây nguy hiểm cho mạch hoặc đồng hồ đo
- Không bao giờ thực hiện đo điện áp với các thang đo dòng điện Các cầu chì có thể bị nổ hoặc hỏng đồng hồ
- Đặc biệt là khi có điện áp cao hơn 250V được đặt vào thang đo dòng điện, cầu chì có thể không bảo vệ được mạch điện bên trong, nhiều linh kiện sẽ bị hỏng
Lưu ý: Giới hạn đo lớn nhất của đồng hồ kim là 250mA
1.4.2 Các bước thực hiện
B1: Cắm que đo màu đen vào đầu COM, que đo màu đỏ vào đầu (+)
B2: Đặt chuyển mạch của đồng hồ ở thang DC.A - 250mA
B3: Tắt nguồn điện của các mạch mạch cần đo
B4: Kết nối que đo màu đỏ của đồng hồ về phía cực dương (+) và que đo màu đen về phía cực âm (-) theo chiều dòng điện trong mạch Mắc đồng
hồ nối tiếp với mạch cần đo
B5: Bật điện cho mạch thí nghiệm
B6: Khi kết quả đọc được nhỏ hơn 25mA, đặt chuyển mạch sang vị trí DC.A – 25mA để được kết quả chính xác hơn
Tương tự, khi kết quả nhỏ hơn 2,5mA thì đặt chuyển mạch sang vị trí DC.A – 2,5mA
Tức là bắt đầu từ thang lớn nhất, sau đó giảm dần thang đo đến khi chọn được thang lớn hơn nhưng gần nhất với giá trị dòng điện cần đo
B7: Đọc và tính giá trị: Đọc trên cung chia độ C, tính giá trị giống trường hợp đo điện áp 1 chiều Tức là giá trị thực bằng số chỉ của kim trên cung chia độ nhân với thang đo và chia cho giá trị MAX trên cung chia độ đó (xem phần tính giá trị đo điện áp 1 chiều)
Trang 191.4.3 Thực hành.
Đo dòng điện một chiều qua các điện trở khác nhau
1.4.4 Yêu cầu về đánh giá kết quả học tập
- Nội dung đánh giá: đo dòng điện 1 chiều qua các linh kiện thụ động
Tiến hành đo dòng điện một chiều qua các linh kiện thụ động
- Phương pháp đánh giá: quan sát quá trình thực hành và kết quả cuối cùng;
- Hình thức đánh giá: đánh giá thường xuyên, kết quả lưu vào cột kiểm tra thường xuyên trong phiếu đánh giá
1.5 Đo dòng điện xoay chiều sử dụng VOM
1.5.1 Lý thuyết liên quan
Thang đo này không có cầu chì bảo vệ nên nếu nhầm lẫn sẽ gây hư hỏng nghiêm trọng
Không dùng thang đo dòng điện xoay chiều để đo điện áp
B2: Đặt chuyển mạch của đồng hồ ở thang AC – 15A
B3: Tắt nguồn điện của các mạch điện cần đo
B4: Kết nối 2 que đo của đồng hồ về phía 2 điểm cần đo dòng điện của mạch thí nghiệm (Mắc nối tiếp)
B5: Bật điện cho mạch thí nghiệm
B6: Đọc và tính giá trị: Đọc trên cung chia độ E15, tính giá trị giống trường hợp đo điện áp 1 chiều Tức là giá trị thực bằng số chỉ của kim trên cung
Trang 20chia độ nhân với thang đo và chia cho giá trị MAX trên cung chia độ đó (xem phần tính giá trị đo điện áp 1 chiều).
1.5.3 Thực hành.
Đo dòng điện xoay chiều qua các điện trở khác nhau
1.5.4 Yêu cầu về đánh giá kết quả học tập
- Nội dung đánh giá: đo dòng điện xoay chiều qua các linh kiện thụ độngTiến hành đo dòng điện một chiều qua các linh kiện thụ động
- Phương pháp đánh giá: quan sát quá trình thực hành và kết quả cuối cùng;
- Hình thức đánh giá: đánh giá thường xuyên, kết quả lưu vào cột kiểm tra thường xuyên trong phiếu đánh giá
1.6 Đo điện trở sử dụng VOM
1.6.1 Lý thuyết liên quan
Đối với điện trở, ta có thể đọc hoặc dùng đồng hồ VOM ở thang đo điện trở để xác định giá trị và chất lượng của linh kiện (nếu thang đo chỉ ở giá trị vô cùng có thể điện trở đã bị cháy hỏng)
1.6.2 Trình tự thực hiện
Để đo tri số điện trở ta thực hiện theo các bước sau :
Bước 1 : Để thang đồng hồ về các thang đo trở, nếu điện trở nhỏ thì để thang x1 ohm hoặc x10 ohm, nếu điện trở lớn thì để thang x1Kohm hoặc 10Kohm => sau đó chập hai que đo và chỉnh triết áo để kim đồng hồ báo
vị trí 0 ohm
Bước 2 : Chuẩn bị đo
Bước 3 : Đặt que đo vào hai đầu điện trở, đọc trị số trên thang đo , Giá trị
đo được = chỉ số thang đo X thang đo
Trang 21Ví dụ : nếu để thang x 100 ohm và chỉ số báo là 27 thì giá trị là = 100 x
1.6.4 Yêu cầu về đánh giá kết quả học tập
Nội dung đánh giá: đo đạc các thông số của linh kiện dán SMD
Tiến hành: đo giá trị điện trở của linh kiện điện trở dán
Phương pháp đánh giá: quan sát quá trình thực hành và kết quả cuối cùng;Hình thức đánh giá: đánh giá thường xuyên, kết quả lưu vào cột kiểm tra thường xuyên trong phiếu đánh giá
1.7 Đo tụ điện sử dụng VOM
1.7.1 Lý thuyết liên quan
Đối với tụ điện, ta không thể dùng VOM kim thông thường để đo giá trị mà chỉ dung VOM để kiểm tra chất lượng của tụ điện Để đo được giá trị của tụ điện người ta sử dụng đồng hồ RLC
1.7.2 Trình tự thực hiện
Bước 1: Chỉnh thang đo VOM sang thang đo điện trở
o Nếu cần kiểm tra tụ gốm thì chỉnh thang đo X1K hoặc X10K
o Nếu cần kiểm tra tự hóa thì chỉnh thang đo X1 hoặc X10
Bước 2:
Đối với tụ gốm:
Chập 2 que đo vào 2 đầu tụ điện cần kiểm tra, nếu:
o Kim đồng hồ lên rồi xuống chậm ở cả 2 chiều đo � tụ điện còn tốt
o Kim đồng hồ lên nhưng không xuống vị trí cũ � Tụ bị rò
o Kim đồng hồ chỉ vị trí 0 ohm và không trở về vị trí cũ � tụ bị chập
Trang 22Đối với tụ hóa
Tụ hoá rất ít khi bị rò hoặc chập mà chủ yếu là bị khô (giảm điện dung) khi đo tụ hoá để biết chính xác mức độ hỏng của tụ ta cần đo so sánh với một tụ mới có cùng điện dung
Ở trên là phép đo so sánh hai tụ hoá cùng điện dung, trong đó tụ C1 là tụ mới còn C2 là tụ cũ, ta thấy tụ C2 có độ phóng nạp yếu hơn tụ C1 � chứng tỏ tụ C2 bị khô ( giảm điện dung)
Chú ý khi đo tụ phóng nạp, ta phải đảo chiều que đo vài lần để xem độ phóng nạp.
1.8 Đo cuộn cảm sử dụng VOM
Để kiểm tra cuộn cảm, ta có thể dùng VOM ở chế độ đo điện trở để kiêm tra cuộn cảm có bị đứt hay không, còn để biết được giá trị của cuộn cảm ta phải
sử dụng máy đo RLC
CÂU HỎI ÔN TẬP
Trang 23Câu 2: Trình bày phương pháp kiểm tra chất lượng diode sử dụng VOM Câu 3: Nêu các dạng đóng gói của transistor thường gặp.
Trang 24BÀI 2: KỸ THUẬT KHÒ HÀN LINH KIỆN DÁN
Mã bài: MĐ12.02 Thời gian: 48 giờ (LT: 05; TH: 16; Tự học: 26, KT: 1)
2.1 Hàn linh kiện dán bằng mỏ hàn
2.1.1 Lý thuyết liên quan
Mỏ hàn là một trong những vật dụng rất phổ biến trong các ngành điện, điện tử, chế tác các linh kiện giúp hàn hoặc tháo hàn các linh kiện điện tử ra khỏi bản mạch
Mỏ hàn để hàn các bảng mạch điện tử thường có công suất khoảng 40W, nếu không phải hàn những chi tiết quá khó hoặc quá lớn, thì bạn chỉ nên sử dụng
mỏ hàn công suất dưới 40W, vì nếu công suất cao hơn có thể gây các trở ngại như:
Nhiệt lượng tạo ra quá lớn sẽ làm nóng chảy các chi tiết xung quanh vị trí cần hàn
Nhiệt độ cao khiến hiện tượng Oxy hóa xảy ra ngay lúc hàn, nhựa thông cháy, làm giảm độ bóng và tính thẩm mỹ của mối hàn
Khi mua mỏ hàn, bạn cũng nên mua thêm một mũi thay thế để sử dụng khi hỏng Tuy nhiên, theo kinh nghiệm thì mũi hàn mua riêng thường tốt hơn cái bán kèm theo máy
2.1.2 Trình tự thực hiện
Bước 1: Xi chì hàn lên một điểm hàn trên mạch
Chú ý không xi chì hàn lên nhiều điểm hàn để
tránh việc nhiều chì hàn dễ đội linh kiện lên gây
mất thấm mỹ (hình 2.1)
Bước 2: Dùng panh gắp linh kiện đặt vào điểm
cần hàn
Chú ý phải đặt đúng vào vị trí Một tay dùng
panh ấn nhẹ lên linh kiện để giữ cho linh kiện ở
đúng vị trí không xê dịch.
Bước 3: Dùng mỏ hàn hàn điểm đầu đã được xi
chì hàn trước đó để cố định linh kiện Sau đó hàn
tiếp đầu còn lại (Hình 2.2)