Giáo trình Thiết kế thi công mạch in

c bẻ 
nghiêng chân linh kiện cũng có tác dụng tăng độ bền vật lý cho linh kiện 
14 
trong quá trình sử dụng. 
- Bước 5: Bấm chân linh kiện. 
+ Chúng ta thường hay thực hiện khâu bấm chân linh kiện sau khi hàn vì 
làm theo cách này dễ hơn, tránh việc linh kiện rơi ra khỏi mach in khi bấm 
chân. Thực ra cách này không có lợi cho bản mạch in. Tốt nhất nên bấm 
chân linh kiện trước khi hàn. 
- Bước 6: Làm nóng chân linh kiện và điểm hàn. 
+ Đặt đầu mỏ hàn tiếp xúc đồng thời với chân linh kiện và điểm hàn để 
nung nóng cả hai cùng một lúc. Nhiều người chỉ chú tâm nung nóng điểm 
hàn trên bản mạch in và kết quả là lá đồng trên bản mạch in dễ bị bung ra 
hoặc chì hàn bao phủ xung quanh chân linh kiện nhưng không có sự tiếp 
xúc về mặt điện hay đôi khi nếu có thì độ bền vật lý của mối hàn cũng 
không cao. 
 Loại bỏ mối hàn 
 Hàn nhầm, hỏng là chuyện bình thường trong lúc làm mạch. Việc loại bỏ 
mối hàn cũng khá đơn giản. Sau đây là 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 này không được ưa chuộng vì hút không sạch mối hàn. 
- Cách 2: Dùng ống hút chì 
Hình 1.10: Hút chì 
15 
 Đánh giá 
- Sản phẩm xi: một lớp chì mỏng, bóng, phủ đều khắp dây đồng và ít hao 
chì. 
- Chắc chắn: đảm bảo không hở mạch khi có chấn động hoặc sử dụng 
lâu dài. 
- Sản phẩm hàn: chắc chắn, bóng, ít hao chì. 
 Thực hành 
Sử dụng dây đồng 1mm để hàn mắc lưới 10x10 cm (kích cỡ mỗi mắc lưới là 
1x1 cm) (hình 1.11). 
- 
Hình 1.11 
2.3. Kỹ thuật hàn IC dán 
2.3.1. Những dụng cụ cần thiết 
 Dụng cụ yêu cầu 
- Mỏ hàn. 
- Chì hàn. 
- Nhựa thông. 
- Panh gắp linh kiện. 
- Board mạch SMD 
16 
- Các linh kiện SMD 
2.3.2. Hàn điện trở dán, tụ dán 
 Thực hiện 
- Bước 1: Xi chì hàn lên một điểm hàn trên mạch. Chú ý không xi chì 
hàn lên nhiều điểm hàn. Làm như vậy tránh việc nhiều chì hàn dễ đội linh 
kiện lên gây mất thấm mỹ. 
Hình 1.12 
- 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. 
17 
Hình 1.13 
2.3.3 Hàn IC dán 
- Bước 1: Kiểm tra vị trí đặt IC. 
- Bước 2: Hàn 2 chân ở hai góc của linh kiện để cố định. 
Hình 1.14 
- Bước 3: Sau khi linh kiện đã được cố định, cho một ít nhựa thông vào các 
chân linh kiện. Nhựa thông sẽ làm mối hàn bóng đẹp và làm sạch bụi củng 
như chống oxy hóa sau khi hàn. 
18 
Hình 1.15 
Bước 4: Tiếp theo là hàn tất cả các chân còn lại của linh kiện. 
Hình 1.16 
Bước 5: Dùng dây hút chì nhúng vào nhựa thông sau đó đặt dây đồng vào 
giữa hai chân linh kiện bị dính nhiều chì. Nung nóng dây và chì hàn ở 
điểm này, dây đồng sẽ hút bớt chì ở vị trí này và sẽ tách hai chân linh kiện 
ra. 
19 
Hình 1.17 
 Sau khi hút xong chì ta được kết quả như sau 
Hình 1.23 
3. Phương pháp xử lý mạch sau hàn 
Mục tiêu: 
- Làm sạch mối hàn đúng tiêu chuẩn kỹ thuật 
3.1. Yêu cầu về mạch, linh kiện sau hàn 
 Mạch in sau khi hoàn thiện phải đạt được một số yêu cầu sau: 
- Mach in nhìn bằng mắt thường phải đẹp, linh kiện bố trí hợp lý, đơn giản. 
- Linh kiện trong mạch phải được thay thế dễ dàng khi bị hỏng. 
- Mạch hoạt động phải ổn định. 
- Mối hàn phải bền, đẹp, không bị dính sang mối hàn khác. 
20 
3.2. Phương pháp xử lý mạch sau hàn 
 Sau khi làm xong tất cả các bước thì ta tiến hành test mạch bằng cách dùng 
đồng hồ VOM hoặc đồng hồ điện tử để kiểm tra thông mạch và các thông số 
khác của mạch in. 
- Kiểm tra đường in nguồn điện trên mạch. 
- Kiểm tra linh kiện của mạch in đã được hàn. 
- Kiểm tra và test hoạt động của mạch. 
Hoàn thiện mạch và đưa vào hoạt động. 
21 
Bài 2: Thiết kế và chế tạo mạch in 
Mã bài:02 
Giới thiệu: 
 Sinh viên cần được trang bị kiến thức về thiết kế mạch để tự thực hành 
thiết kế và hoàn chỉnh một số mạch điện thông dụng bằng phương pháp bằng tay. 
Việc thiết kế và chế tạo mạch in cần sinh viên nắm bắt được kỹ thuật hàn linh 
kiện và khối lượng kiến thức tương đối lớn về các linh kiện điện tử: điện trở, tụ 
điện...và một số IC: 555, CD4017, MSC51,...Vì vậy,thiết kế và chế tạo mạch in 
là sự tổng hợp kiến thức của sinh viên về điện tử,diều này giúp người dạy có cơ 
sở để đánh giá năng lực của sinh viên trong qua trình học. 
Mục tiêu: 
 - Chế tạo được các mạch in của các mạch điện tử đơn giản đạt yêu cầu kỹ 
thuật.. 
 - Thiết kế được các sơ đồ mạch in bằng thủ công hoặc máy tính 
 - Rèn luyện tính tỷ mỉ, chính xác, an toàn và vệ sinh công nghiệp 
1. Thiết kế mạch in 
Mục tiêu: 
 - Thiết kế được các sơ đồ mạch in bằng thủ công hoặc máy tính 
 - Rèn luyện tính tỷ mỉ, chính xác, an toàn và vệ sinh công nghiệp. 
Trong bài này, chúng ta hãy thiết kế mạch điện dao động dùng IC LM555 (Hình 
2.1) sau đây bằng phần mềm trên máy tính. 
Hình 2.1 
22 
1.1 Sơ đồ bố trí linh kiện. 
 Sau khi thiết kế mạch in trên máy tính xong, ta được kết quả như sau 
(Hình 2.2). 
Hình 2.2 
1.2 Sơ đồ mạch in 
 Dưới đây là sơ đồ mạch in (Hình 2.3) 
Hình 2.3 
23 
Hiện nay trong giới sinh viên và làm nghề có rất nhiều cách vẽ để tạo mạch 
in đẹp như: 
- In lụa. 
- Vẽ tay bằng bút lông. 
- Vẽ tay bằng cọ sơn. 
- Chụp tia cực tím bằng chất cảm quang. 
- In vi tính mực laser trên giấy láng, rồi ủi nóng lên mạch in cho mực từ giấy 
dính qua bản đồng, rửa bằng nước cho giấy tróc ra 
2. Chế tạo mạch in 
Mục tiêu: 
 - Chế tạo được các mạch in của các mạch điện tử đơn giản đạt yêu cầu kỹ 
thuật.. 
 - Rèn luyện tính tỷ mỉ, chính xác, an toàn và vệ sinh công nghiệp 
2.1. Chuẩn bị thiết bị vật tư. 
- Board đồng hay còn gọi là mạch in, phím đồng... 
- Testboard. 
- Thuốc rửa sắt 2 clorua (Fe2Cl3). 
- Mạch in đã được in sẵn trên giấy. 
- Bút lông dầu. 
- Bàn ủi. 
- Cưa. 
- Dùng khoan tay cho dễ khoan. 
- Axeton hoặc cồn. 
- Thước kẻ. 
- Khay nhựa dùng để rửa Board đồng. 
2.2. Các bước chế tạo 
2.2.1. Vẽ bằng tay 
 Bắt đầu. 
Sau khi đã có mạch in thiết kế trên các phần mềm vẽ mạch thì ta sẽ dựa vào 
đó để vẽ mạch lên phôi PCB. Đối với các board mạch có những linh kiện nhiều 
hơn 2 chân, thì khi làm mạch ta phải Mirror mạch điện, bằng cách dùng phần 
mềm in ảo để in ra file .pdf. Các tùy chọn khi in dùng phấn mềm Orcad Layout 
(xem hình 2.4). 
24 
Hình 2.4 
 Sau đó, dùng phần mềm in ảo Microsoft Office để tạo file .pdf (xem 
hình 2.5) 
Hình 2.5 
25 
 Kết quả hình 2.6 
Hình 2.6 
Đầu tiên chúng ta cần sử dụng một bản Testboard để đánh dấu các điểm sẽ 
khoan mạch vì nó có sẵn lỗ cố định để chúng ta đánh dấu chuẩn khoảng cách, 
đảm bảo gắn vừa linh kiện (nhất là IC) ( xem hình 2.7). 
Hình 2.7 Testboard 
Đặt cố định PCB lưới lên phôi PCB cần vẽ mạch (xem hình 2.8). 
26 
hình 2.8 
Dùng bút lông để chấm lỗ xác định tại những vị trí của linh kiện cần thiết 
ứng với vị trí lỗ của testbord (xem hình 2.9). 
Hình 2.10 Bút lông dầu 
Để đánh dấu các chân linh kiện một cách chính xác, ta dựa vào sơ đồ 
mạch in đã Mirror, tránh trường hợp đặt các linh kiện gần nhau vì có thể gây 
ra lỗi linh kiện chồng lên nhau. Hình 2.11 là kết quả sau khi được đánh dấu. 
27 
Hình 2.11 
Sau khi đã định vị các chân linh kiện, ta dùng bút lông dầu vẽ các chân 
linh kiện theo hình 2.12 dưới đây. 
Hình 2.12 
28 
Tiếp theo, ta dùng thước kẽ để vẽ các đường dây dẫn để nối các chân linh 
kiện cần nối theo sơ đồ mạch điện xem hình 2.13. 
Hình 2.13 mạch sau khi vẽ 
- Sau khi hoàn thành công đoạn chấm, vẽ, kẻ thì kiểm tra lại theo sơ đồ tạo 
ra từ phần mềm (đã nhắc ở trên), nếu chỗ nào sai cần dùng bông gòn (hay dùng 
vệ sinh tai mũi ) tẩm cồn hoặc axeton để tẩy và vẽ lại hình 2.14. 
Hình 2.14 cồn hoặc axeton 
29 
- Bây giờ chúng ta 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 ra nhanh hơn 
( xem hình 2.15). 
Hình 2.15. Rửa mạch bằng Fe2Cl3 
Mạch sau khi đả rửa hết lớp đồng hình 2.16. 
Hình 2.16. Mạch in sau khi rửa 
30 
Phần mạch in là lớp đồng không bị hòa tan nằm dưới lớp mực mà ta đã vẽ. 
Tiếp theo dùng axeton hoặc cồn. Tẩm axeton vào bông gòn và lau mạch cho sạch 
lớp mực. Cuối cùng chúng ta dùng khoan để khoan lỗ mạch, hàn linh kiện và test 
bord mạch xem hình 2.17. 
Hình 2.17 
2.2.2. Làm mạch in bằng phương pháp ủi 
- Phương pháp này là dùng mạch đã được in sẵn trên giấy, sau đó đặt lên 
phím đồng và dùng bàn ủi để ủi, lúc này do tác dụng nhiệt làm nóng chảy mực in 
trên giấy và dính vào phím đồng. 
Tạo file in (xem hình 2.23) 
Dùng các phần mềm vẽ mạch để vẽ mạch in như Orcad, Proteus...sau khi vẽ 
mạch xong ta đem di in ra giấy. 
31 
Hình 2.23. File layout dùng để in mạch 
- Cắt phần mạch in trên giấy cho sát kích thước cần làm. 
- Cắt một tấm board đồng bằng với kích thước trên. 
- Úp phần giấy phía mực đè lên mặt đồng. Làm sao cho vừa vặn, đừng chà 
qua chà lại. Để cả hai lên một tấm gỗ phẳng hay vật gì khác để làm đế. 
- Bàn ủi cắm điện và để mức nóng cao nhất. 
- Đặt bàn ủi đè lên lớp giấy và tấm đồng ban nãy. Đè mạnh và cố định tại 
chỗ trong khoảng 30 giây cho lớp keo trong mực in chảy ra và bám dính vào mặt 
đồng. 
- Miết bàn ủi đều trên diện tích board để đảm bảo tất cả mực in đều bị nóng 
chảy. Thời gian còn tùy vào kích thước board, độ nóng và lực miết xem hình 
2.19. 
- Để board chỗ thoáng cho nguội đi hoàn toàn. 
32 
Hình 2.19. Dùng bàn là để ủi mạch 
Gỡ lớp giấy in (hình 2.20) 
- Pha một thau nước xà phòng đủ để ngâm phủ toàn bộ board. 
- Bỏ board vào ngâm khoảng 20 phút. 
Hình 2.20 Ngâm mạch trong xà phòng 
- Lấy board ra. Lúc này lớp giấy sẽ bị phân hủy và tróc ra xem hình 2.21. 
33 
Hình 2.21 Mạch sau khi ngâm xà phòng 
- dùng tay gở nhẹ lớp giấy cho đến khi giấy trên bề mặt mạch in hết sạch 
xem hình 2.22. 
Hình 2.22 Mạch sau khi gỡ giấy 
34 
Do trong 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 khi làm xong mạch 
không bị rỗ hay bị đứt mạch. 
Rửa mạch in (xem hình 2.23) 
Dùng thuốc rửa pha với nước. Sau khi pha xong thì ta cho mạch in vào dung 
dịch này sau đó lắc đều cho mạch in bị ăn hết lớp đồng không cần thiết ra. 
Hình 2.23 Rửa mạch in 
Khi lớp đồng bị ăn hết, ta lấy ra rửa sạch bằng nước và để cho khô hoặc sấy 
khô, dùng giấy nhám nhuyễn chà lớp mực in trên board cho sạch xem hình 2.24. 
Hình 2.24. Mạch sau khi rửa Fe2Cl3 
35 
 Khoan mạch in: 
Dùng khoan tay để khoan (có thể dùng khoan máy) với các linh kiện thường 
như trở, tụ, IC thì ta dùng mũi 0.8mm còn đối với IC 78xx, triac... thù ta dùng 
mũi 1.2mm...hình 2.25 
Hình 2.25 mạch in đả được khoan lổ 
Bước 6: Hàn linh kiện và test mạch. 
sau khi làm xong tất cả các bước thì ta tiến hành hàn linh kiện và test mạch. 
2.3. Hoàn thiện mạch in 
Sau khi vẽ hoàn chỉnh sơ đồ mạch in trên giấy, chúng ta bước sang giai 
đoạn thực hiện mạch in. Trình tự thực hiện tiến hành theo các bước sau: 
Bước 1: Dùng giấy nhám nhuyễn đánh sạch lớp oxit hóa đang bám trên tấm 
mạch in (phía có tráng lớp đồng), trước khi vẽ các đường mạch. 
Bước 2: Tạo đường mạch in trên mặt đồng có các phương pháp sau: 
- In mạch in đã vẽ ra giấy để in lụa hoặc ép nhiệt để tạo mạch in trên 
đồng. 
- Dùng viết lông có dung môi acetone để vẽ nối các đường mạch trên 
mặt đồng (dựa theo các điểm pointou vừa định vị và sơ đồ mạch đã vẽ trước trên 
giấy). Trong khi vẽ ta chú ý, có hai phương pháp để vẽ điểm pad hàn trên 
mạch in. Điểm pad hàn có thể vẽ theo hình tròn hoặc hình vuông. Thông 
thường điểm pad tròn dễ thực hiện nhưng lại kém tính mỹ thuật hơn điểm pad 
vuông.Muốn thực hiện điểm pad vuông, ta có thể dùng viết tô rộng (quanh vị 
36 
trí cần tạo điểm pad vuông), sau đó dùng đầu mũi dao nhọn và thước kẻ tỉa bớt 
mực để duy trì một vùng mực bám hình vuông cho điểm pad cần thực hiện. 
Công việc này đòi hỏi nhiều thời gian và sự tỉ mỉ khi thực hiện. 
- Sau khi đã tạo các đường mạch trên mặt đồng của mạch in, ta quan sát 
xem có vị trí nào bị vẽ không liền nét, độ đậm của các đường phải đều nhau, 
đồng thời không bỏ sót đường mạch nào cả. Trong trường hợp cần thiết, sinh 
viên phải chờ cho mực khô hẳn rồi đồ lại một lần nữa. 
Bước 3: Sau khi vẽ hoàn chỉnh, sinh viên chờ khô mới mang mạch in nhúng 
vào thuốc tẩy. Hóa chất tẩy sẽ ăn mòn lớp đồng tại các vị trí không bám mực và 
sẽ để nguyên lớp đồng tại các vị trí được bao phủ bằng các đường vẽ mực. 
Khi nhúng mạch in trong thuốc tẩy, muốn phản ứng hóa học xảy ra nhanh, 
cần thực hiện các thao tác sau để tăng tốc độ phản ứng: 
- Lắc tấm mạch trong chậu thuốc. 
- Nên đặt chậu thuốc tẩy nơi có ánh sáng mặt trời để tăng cường tốc độ phản 
ứng nhờ hiệu ứng quang. 
- Nếu thuốc tẩy được nung nóng khoảng 50oC thì thời gian tẩy sẽ nhanh hơn 
khi thuốc tẩy có nhiệt độ thấp (bằng nhiệt độ môi trường). 
Bước 4: Sau khi tẩy xong các phần đồng không cần thiết, nên ngâm mạch vào 
trong nước lã và dùng giấy nhám nhuyễn chà sạch các đường mực đã vẽ. Công 
việc sẽ chấm dứt khi các đường mạch được đánh bóng và sáng. 
Trước khi dùng nhựa thông lỏng phủ bảo vệ lớp đồng, ta dùng khoan (đường 
kính lưỡi khoan khoảng 0,8 -1mm) để khoan các lỗ ghim linh kiện. Trong một 
vài trường hợp, ta có thể dùng máy dập bấm lỗ thay vì khoan. Tuy nhiên, lỗ dập 
không tròn và khi dập dễ làm mẻ lớp bakelite nhưng tốc độ thi công nhanh hơn, 
và dễ thao tác hơn phương pháp khoan. 
Bước 5: 
Sau khi khoan (hay dập) lỗ xong, cần đánh sơ lại một lần mạch in (phía có 
các đường đồng) bằng giấy nhám nhuyễn, làm sạch lớp oxit hóa lần cuối rồi mới 
nhúng tấm mạch vào dung dịch nhựa thông pha với xăng và dầu lửa. Khi nhúng 
xong mạch, để ráo và phơi khô lớp sơn phủ rồi mới hàn linh kiện lên mạch. 
Chọn mũi khoan phù hợp với lỗ chân cắm không được chọn to quá sẽ làm 
mất hết phần bao của lỗ và khoan cẩn thận tránh rách mạch. Khi cúng ta đã 
khoan hết các lỗ khoan rồi đi rửa lại toàn bộ mạch cho sạch. Đầu tiên dùng 
axeton để rửa sạch lớp mực bám lên phíp đồng. Khi đó để lại đường mạch đẹp và 
sáng. 
37 
Khi đã loại bỏ hết lớp mực thì phải bảo vệ lớp đồng để tránh bị oxy hóa. 
Bằng cách quét một lớp mỏng nhụa thông pha sẵn. 
Hoàn thành 
- Khoan các lỗ chân linh kiện. 
- Pha dung dịch bảo vệ: nhựa thông hòa tan trong xăng. 
- Dùng chổi quét dung dịch nhựa thông lên mặt đồng. 
- Đem phơi cho đến khi bế mặt khô hoàn toàn. 
- 
Tài liệu cần 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 bản Thống kê) 
[2] Giáo trình linh kiện điện tử và ứng dụng (TS Nguyễn Viết Nguyên - 
Nhà xuất bản Giáo dục) 
[3] Kỹ thuật mạch điện tử (Phạm Xuân Khánh, Bồ Quốc Bảo, Nguyễn Viết 
Tuyến, Nguyễn Thị Phước Vân - Nhà xuất bản 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 các tranzito Nhật Bản (Nguyễn Kim Giao, Lê Xuân Thế)
38