Giáo Trình Mô Đun Thiết Kế, Chế Tạo Mạch In và Hàn Linh Kiện Nghề Điện Tử Công Nghiệp

Giáo trình thiết kế chế tạo mạch in và hàn linh kiện cho nghề điện tử công nghiệp trung cấp, cung cấp kiến thức và kỹ năng cần thiết.

• Tác giả: Cao Thị Thanh Bình
• Trường học: Trường Cao Đẳng Cơ Giới
• Chuyên ngành: Điện Tử Công Nghiệp
• Đề tài: Giáo Trình Thiết Kế và Chế Tạo Mạch In cho Nghề Điện Tử Công Nghiệp
• Loại tài liệu: Giáo Trình
• Năm xuất bản: 2022
• Địa điểm: Quảng Ngãi

Mục lục chi tiết

• 1. Bài 1: CÀI ĐẶT PHẦN MỀM TRÊN MÁY TÍNH
• 1.1. Khái quát chương trình
• 1.2. Giới thiệu phần mềm thiết kế mạch
• 1.3. Yêu cầu hệ thống
• 1.4. Hướng dẫn cài đặt phần mềm thiết kế mạch
• 1.5. Các bước cài đặt phần mềm
• 1.6. Thực hành cài đặt phần mềm thiết kế mạch
• 1.7. Khởi động chương trình
• 1.8. Cài đặt các thông số ban đầu
• 1.9. Update các linh kiện mới
• 1.10. Update linh kiện trong thư viện Orcad Capture
• 1.11. Tạo một linh kiện mới
• 2. Bài 2: VẼ SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ
• 2.1. Tạo file thiết kế mới
• 2.2. Cửa sổ thiết kế
• 2.3. Các thanh công cụ
• 2.4. Các lệnh vẽ cơ bản
• 2.5. Chọn linh kiện
• 2.6. Đặt tên và thông số linh kiện
• 2.7. Nối dây linh kiện
• 2.8. Tạo điểm nối và kiểm tra thông mạch
• 2.9. Kiểm tra lỗi sơ đồ nguyên lý và tạo Netlist
• 3. Bài 3: THIẾT KẾ MẠCH IN TRÊN MÁY TÍNH
• 3.1. Tạo một board thiết kế mới
• 3.2. Khởi động chương trình Orcad Layout
• 3.3. Tạo File thiết kế mới
• 3.4. Liên kết Footprint
• 3.5. Cửa sổ Layout
• 3.6. Các thanh công cụ
• 3.7. Các lệnh vẽ cơ bản
• 3.8. Thiết kế mạch in trên máy tính
• 3.9. Thiết kế sơ đồ bố trí linh kiện
• 3.10. Chọn lớp và vẽ các đường mạch in
• 3.11. Thay đổi kích thước đường mạch
• 3.12. Vẽ đường biên và đặt tên
• 4. Bài 4: MÔ PHỎNG MẠCH ĐIỆN
• 4.1. Vẽ sơ đồ nguyên lý mạch điện
• 4.2. Tạo một project mới
• 4.3. Lấy linh kiện, đặt tên và thông số kỹ thuật
• 4.4. Nối dây linh kiện
• 4.5. Mô phỏng mạch điện
• 4.6. Lựa chọn các thông số mô phỏng cho mạch điện
• 4.7. Đặt các điểm quan sát điện áp, dòng điện trong mạch
• 4.8. Chạy mô phỏng và phân tích dạng sóng
• 5. Bài 5: BÀI TẬP ỨNG DỤNG
• 5.1. Mạch chỉnh lưu cầu một pha
• 5.2. Mạch khuếch đại đơn
• 5.3. Mạch khuếch đại công suất
• 5.4. Mạch dao động
• 5.5. Mạch ứng dụng IC tương tự
• 5.6. Mạch ứng dụng IC số
• 6. Bài 1: KỸ THUẬT HÀN (PHẦN 2)
• 6.1. Giới thiệu bộ dụng cụ cầm tay
• 6.2. Dụng cụ hàn
• 6.3. Chì hàn và nhựa thông
• 6.4. Các dụng cụ khác
• 6.5. Phương pháp hàn và tháo hàn
• 6.6. Kỹ thuật hàn nối, ghép
• 6.7. Hàn mạch in
• 6.8. Kỹ thuật hàn IC dán
• 6.9. Phương pháp xử lý mạch sau hàn
• 6.10. Yêu cầu về mạch, linh kiện sau hàn
• 7. Bài 2: THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MẠCH IN
• 7.1. Thiết kế mạch in
• 7.2. Sơ đồ bố trí linh kiện
• 7.3. Chế tạo mạch in
• 7.4. Chuẩn bị thiết bị vật tư
• 7.5. Các bước chế tạo
• 7.6. Hoàn thiện mạch in
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về Giáo Trình Thiết Kế và Chế Tạo Mạch In

Giáo trình "Thiết kế và chế tạo mạch in cho nghề điện tử công nghiệp" là tài liệu quan trọng, cung cấp kiến thức cơ bản về thiết kế mạch in. Tài liệu này được biên soạn dựa trên chương trình khung của Bộ Lao động - Thương binh và Xã hội, nhằm đáp ứng nhu cầu đào tạo cho học viên ngành điện tử công nghiệp. Nội dung giáo trình bao gồm các khái niệm cơ bản, quy trình thiết kế và chế tạo mạch in, cùng với các kỹ thuật hàn linh kiện.

1.1. Mục tiêu của giáo trình

Giáo trình nhằm trang bị cho học viên kiến thức và kỹ năng cần thiết để thiết kế và chế tạo mạch in, từ đó giúp họ có thể áp dụng vào thực tiễn trong ngành điện tử công nghiệp.

1.2. Đối tượng áp dụng giáo trình

Giáo trình này được áp dụng cho học sinh trình độ trung cấp nghề điện tử công nghiệp, giúp họ nắm vững kiến thức và kỹ năng cần thiết cho nghề nghiệp.

II. Những thách thức trong thiết kế mạch in cho ngành điện tử

Thiết kế mạch in không chỉ đơn thuần là việc vẽ sơ đồ mà còn bao gồm nhiều yếu tố kỹ thuật phức tạp. Các thách thức chính bao gồm việc lựa chọn linh kiện phù hợp, tối ưu hóa bố trí linh kiện và đảm bảo tính chính xác trong quá trình chế tạo. Những vấn đề này có thể ảnh hưởng đến hiệu suất và độ tin cậy của sản phẩm điện tử.

2.1. Lựa chọn linh kiện phù hợp

Việc lựa chọn linh kiện là một trong những bước quan trọng nhất trong thiết kế mạch in. Linh kiện phải đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật và phù hợp với mục đích sử dụng của mạch.

2.2. Tối ưu hóa bố trí linh kiện

Bố trí linh kiện hợp lý không chỉ giúp tiết kiệm không gian mà còn ảnh hưởng đến hiệu suất hoạt động của mạch. Cần phải cân nhắc kỹ lưỡng về khoảng cách và hướng kết nối giữa các linh kiện.

III. Phương pháp thiết kế mạch in hiệu quả

Để thiết kế mạch in hiệu quả, cần áp dụng các phương pháp và công cụ hiện đại. Sử dụng phần mềm thiết kế mạch như Orcad giúp tăng độ chính xác và giảm thời gian thiết kế. Ngoài ra, việc thực hành thường xuyên cũng là yếu tố quan trọng để nâng cao kỹ năng.

3.1. Sử dụng phần mềm thiết kế mạch

Phần mềm Orcad là một trong những công cụ mạnh mẽ giúp thiết kế mạch in. Nó cung cấp nhiều tính năng hữu ích như vẽ sơ đồ nguyên lý, mô phỏng mạch và thiết kế layout.

3.2. Thực hành và rèn luyện kỹ năng

Thực hành thường xuyên giúp học viên nắm vững các kỹ thuật thiết kế và chế tạo mạch in. Việc tham gia các dự án thực tế cũng giúp nâng cao kinh nghiệm và kỹ năng chuyên môn.

IV. Ứng dụng thực tiễn của thiết kế mạch in trong ngành điện tử

Thiết kế mạch in có ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực của ngành điện tử, từ sản xuất thiết bị điện tử tiêu dùng đến các hệ thống điều khiển công nghiệp. Việc nắm vững kiến thức về thiết kế mạch in giúp học viên có thể tham gia vào các dự án thực tế và phát triển sự nghiệp trong ngành.

4.1. Ứng dụng trong sản xuất thiết bị điện tử

Mạch in là thành phần quan trọng trong các thiết bị điện tử như điện thoại, máy tính và các thiết bị gia dụng. Việc thiết kế mạch in chất lượng cao giúp nâng cao hiệu suất và độ bền của sản phẩm.

4.2. Ứng dụng trong hệ thống điều khiển công nghiệp

Trong các hệ thống điều khiển công nghiệp, mạch in đóng vai trò quan trọng trong việc kết nối và điều khiển các thiết bị. Thiết kế mạch in chính xác giúp đảm bảo hoạt động ổn định và hiệu quả của hệ thống.

V. Kết luận và tương lai của thiết kế mạch in

Thiết kế mạch in là một lĩnh vực quan trọng trong ngành điện tử, với nhiều thách thức và cơ hội. Việc nắm vững kiến thức và kỹ năng trong thiết kế mạch in sẽ giúp học viên có thể phát triển sự nghiệp trong ngành công nghiệp điện tử. Tương lai của thiết kế mạch in hứa hẹn sẽ có nhiều đổi mới với sự phát triển của công nghệ.

5.1. Tương lai của ngành thiết kế mạch in

Với sự phát triển không ngừng của công nghệ, ngành thiết kế mạch in sẽ tiếp tục phát triển và mở ra nhiều cơ hội mới cho các kỹ sư điện tử.

5.2. Cơ hội nghề nghiệp trong ngành điện tử

Nhu cầu về kỹ sư thiết kế mạch in ngày càng tăng, đặc biệt trong bối cảnh công nghiệp 4.0. Học viên có thể tìm kiếm nhiều cơ hội việc làm trong các công ty công nghệ và sản xuất điện tử.

Nội dung chính

Tổng quan về giáo trình

Giáo trình mô đun Thiết kế, chế tạo mạch in và hàn linh kiện (Mã mô đun: MĐ 20) là tài liệu đào tạo chuyên môn thuộc chương trình đào tạo nghề Điện tử công nghiệp ở trình độ Trung cấp, do Trường Cao đẳng Cơ giới (Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn) ban hành năm 2022 theo quyết định của Hiệu trưởng, với sự chủ biên của tác giả Cao Thị Thanh Bình cùng tập thể giảng viên nhà trường. Mô đun có thời lượng 90 giờ (tương đương 4 tín chỉ), được bố trí giảng dạy sau khi người học hoàn thành mô đun Kỹ thuật xung - số (MĐ 17), học song song với mô đun Điện tử nâng cao (MĐ 19), đồng thời là điều kiện tiên quyết trước khi tiếp cận các mô đun chuyên sâu như Vi điều khiển (MĐ 21), PLC cơ bản (MĐ 22) và Rô bốt công nghiệp (MĐ 23).

Mục tiêu đào tạo của giáo trình được xác định cụ thể theo ba nhóm chuẩn đầu ra:

• Về kiến thức: Trang bị các bước kỹ thuật phục vụ lắp đặt, đấu nối hệ thống cơ điện tử; phương pháp lựa chọn linh kiện trong thư viện phần mềm chuyên dụng; mô tả quy trình thiết kế mạch in đạt tiêu chuẩn kỹ thuật (chuẩn A1, A2, A3).
• Về kỹ năng: Vẽ thành thạo sơ đồ nguyên lý, chuyển đổi sang mạch in trên máy tính; gia công chế tạo mạch in từ bản vẽ; thực hiện chuẩn xác kỹ thuật hàn và tháo linh kiện rời rạc cũng như linh kiện dán (SMD) bảo đảm an toàn điện (chuẩn B1, B2).
• Về năng lực tự chủ và trách nhiệm: Rèn luyện ý thức tổ chức kỷ luật, tác phong công nghiệp, tuân thủ quy định an toàn lao động và bảo quản thiết bị xưởng thực hành (chuẩn C1, C2).

Cấu trúc giáo trình phân định thành hai phần độc lập nhưng gắn kết chặt chẽ: Phần 1: Thiết kế mạch bằng máy tính (sử dụng gói phần mềm OrCAD 9.2) và Phần 2: Chế tạo mạch in và hàn linh kiện (thực hành cơ khí - hóa chất và kỹ thuật hàn tại xưởng).

---

Nội dung kiến thức cốt lõi

                             GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN 20 (90 GIỜ)
PHẦN 1: THIẾT KẾ MẠCH TRÊN MÁY TÍNH (60h)                     PHẦN 2: CHẾ TẠO MẠCH IN & HÀN (30h)

Các chương và chủ đề chính

Giáo trình được kết cấu thành 7 bài học phân bổ trong hai phần trọng tâm:

1. Bài 1: Cài đặt phần mềm trên máy tính (5 giờ: 3 LT - 2 TH)
   Giới thiệu tổng quan hệ thống OrCAD (Capture, Layout, PSpice); yêu cầu cấu hình phần cứng; quy trình thiết lập thông số ban đầu trên OrCAD Capture; kỹ thuật quản lý thư viện linh kiện (.olb), thêm thư viện mới và phương pháp tạo linh kiện mới từ datasheet (điển hình: IC 74LS138, LED 7 đoạn, LCD 16x2, vi điều khiển PIC16F877A/887A).

2. Bài 2: Vẽ sơ đồ nguyên lý (15 giờ: 6 LT - 8 TH - 1 KT)
   Trình bày phương pháp khởi tạo dự án (Project/Schematic); sử dụng thanh công cụ thiết kế; thao tác chọn linh kiện, đặt tên (Reference Designator), gán giá trị (Value); quy tắc nối dây (Wire), đặt điểm nối (Junction); quy trình kiểm tra lỗi sơ đồ nguyên lý (Design Rules Check - DRC) và xuất danh sách kết nối mạng (Netlist).

3. Bài 3: Thiết kế mạch in trên máy tính (15 giờ: 7 LT - 8 TH)
   Quy trình khởi động OrCAD Layout; liên kết Footprint (chân linh kiện); thiết lập gốc tọa độ và đường biên mạch in (Board Outline); kỹ thuật sắp xếp linh kiện tối ưu; quy tắc phân lớp mạch (Layers); phương pháp định tuyến đường mạch (Routing/Track), tùy biến kích thước đường dẫn tín hiệu/đường nguồn.

4. Bài 4: Mô phỏng mạch điện (10 giờ: 3 LT - 6 TH - 1 KT)
   Phương pháp thiết lập thông số mô phỏng bằng PSpice; kỹ thuật gắn các điểm đo quan sát điện áp (Voltage Marker), dòng điện (Current Marker); phân tích đáp ứng quá độ (Transient Analysis), khảo sát và đánh giá dạng sóng ngõ vào/ngõ ra.

5. Bài 5: Bài tập ứng dụng (15 giờ: 5 LT - 9 TH - 1 KT)
   Ứng dụng thiết kế và mô phỏng hoàn chỉnh cho 6 hệ mạch cơ bản: Mạch chỉnh lưu cầu một pha, mạch khuếch đại tín hiệu nhỏ dùng BJT (mạch khuếch đại đơn), mạch khuếch đại công suất, mạch dao động tạo sóng, mạch ứng dụng IC tương tự (Op-Amp) và mạch ứng dụng IC logic số.

6. Phần 2 - Bài 1: Kỹ thuật hàn (12 giờ: 2 LT - 9 TH - 1 KT)
   Phân loại và sử dụng dụng cụ cầm tay, mỏ hàn, vật liệu hàn (chì hàn, nhựa thông, mỡ hàn); kỹ thuật hàn nối - ghép dây dẫn; quy trình hàn linh kiện xuyên lỗ (THT) trên bo mạch; kỹ thuật hàn và tháo IC dán bề mặt (SMD); phương pháp kiểm tra chất lượng mối hàn và xử lý bề mặt sau khi hàn.

7. Phần 2 - Bài 2: Thiết kế và chế tạo mạch in (18 giờ: 4 LT - 13 TH - 1 KT)
   Phương pháp chuẩn bị vật tư (phíp đồng một lớp/hai lớp, hóa chất ăn mòn FeCl3 hoặc axit); quy trình in chuyển nhiệt sơ đồ mạch lên phíp đồng; kỹ thuật ngâm ăn mòn đồng, khoan lỗ chân linh kiện, phủ nhựa thông bảo vệ và hoàn thiện bo mạch thành phẩm.

Kiến thức nền tảng được xây dựng

Nội dung giáo trình hình thành hệ thống kiến thức nền tảng gồm:

• Nguyên lý CAD/EDA trong công nghiệp điện tử: Quy chuẩn biểu diễn sơ đồ nguyên lý, cấu trúc liên kết chân linh kiện (Footprint Pinout) tương ứng với chân hình học thực tế.
• Quy tắc thiết kế mạch in: Khái niệm phân lớp (Top/Bottom Layer), bề rộng đường mạch theo dòng tải, khoảng cách an toàn chống phóng điện (Clearance).
• Lý thuyết phân tích và mô phỏng mạch: Phương pháp phân tích miền thời gian, mô phỏng tuyến tính và phi tuyến các linh kiện bán dẫn thông qua thuật toán PSpice.
• Công nghệ chế tạo cơ - hóa học mạch in: Tính chất vật lý của phíp đồng (FR4, Bakelite), cơ chế ăn mòn hóa học bề mặt kim loại, cơ chế hình thành liên kết kim loại giữa thiếc hàn và chân linh kiện.

Kỹ năng phát triển

Người học được rèn luyện trực tiếp các nhóm kỹ năng nghề nghiệp:

• Kỹ năng kỹ thuật (Technical skills): Thao tác phần mềm OrCAD (Capture, PSpice, Layout); tạo thư viện linh kiện mới; xử lý lỗi Netlist; định tuyến mạch thủ công và bán tự động.
• Kỹ năng phân tích (Analytical skills): Đọc - phân tích datasheet linh kiện quốc tế; đối chiếu dạng sóng mô phỏng với lý thuyết mạch; phát hiện ngắn mạch, hở mạch hoặc sai lệch logic.
• Kỹ năng thực hành xưởng (Practical competencies): Vận hành máy khoan mạch, mỏ hàn điều nhiệt; gia công bo mạch in bằng phương pháp hóa học; hàn lắp linh kiện THT/SMD đạt tiêu chuẩn công nghiệp; tẩy rửa và phủ bảo vệ bề mặt bo mạch.

---

Phương pháp giảng dạy và học tập

                             CƠ CẤU ĐÁNH GIÁ MÔN HỌC

• Tiếp cận sư phạm tích cực: Giảng viên áp dụng phương pháp dạy học nêu vấn đề, thuyết trình ngắn kết hợp thao tác mẫu trực quan tại phòng máy vi tính và xưởng điện tử; uốn nắn, sửa sai thao tác kỹ thuật tại chỗ cho từng học viên.
• Tổ chức thực hành theo nhóm: Học viên được phân công làm việc theo nhóm nhỏ (2-3 học viên/nhóm), cùng phối hợp cài đặt phần mềm, phân chia vẽ khối mạch, thiết kế footprint và cùng tham gia các bước chế tạo phíp đồng, hàn hoàn thiện sản phẩm.
• Quy chế kiểm tra và đánh giá: Tuân thủ Thông tư số 09/2017/TT-BLĐTBXH của Bộ Lao động - Thương binh và Xã hội:
  • Điểm đánh giá thường xuyên và định kỳ (Trọng số 40%): Gồm 1 cột kiểm tra thường xuyên (vấn đáp sau 10 giờ học) và các bài kiểm tra định kỳ (thực hành sau các bài học chính).
  • Điểm thi kết thúc mô đun (Trọng số 60%): Tổ chức theo hình thức vấn đáp kết hợp thực hành trực tiếp trên mô hình sau 90 giờ học.
  • Thang điểm: Tính theo thang điểm 10 (làm tròn đến một chữ số thập phân) và quy đổi sang điểm chữ/điểm số theo quy chế đào tạo hiện hành.
• Quy định tự học và chuyên cần: Học viên phải tự nghiên cứu bài học và datasheet trước khi lên lớp; hoàn thành đủ bài tập nhóm; bắt buộc tham dự tối thiểu 70% tổng thời lượng mô đun (vắng quá 30% tổng số giờ tích hợp sẽ không đủ điều kiện dự thi và phải học lại mô đun).

---

Điểm nổi bật và cập nhật

• Cấu trúc tích hợp giữa CAD và gia công thực tế: Giáo trình giải quyết trọn vẹn chu trình phát triển sản phẩm điện tử: từ bước khởi tạo linh kiện ảo trên OrCAD Capture, kiểm tra logic qua PSpice, phân lớp và chạy đường mạch trên OrCAD Layout, cho đến các công đoạn cơ - nhiệt - hóa học để xuất xưởng một bo mạch hoàn chỉnh.
• Tập trung vào kỹ thuật chế tạo mạch ứng dụng thực tế: Toàn bộ các bài thực hành đều lấy trọng tâm là các khối mạch công nghiệp điển hình (chỉnh lưu công suất 1 pha, mạch khuếch đại BJT, dao động tạo xung, IC định thời, IC logic số), giúp học viên gắn kết kiến thức mô phỏng với thiết bị phần cứng.
• Bổ sung kỹ năng hàn IC dán (SMD): Bên cạnh kỹ thuật hàn linh kiện có chân truyền thống (Through-Hole), giáo trình tích hợp quy trình thao tác và tháo/hàn IC dán bề mặt, đáp ứng sự chuyển dịch công nghệ của các bo mạch điện tử công nghiệp hiện đại.
• Khung tài liệu tham khảo đồng bộ: Nội dung bài giảng được xây dựng dựa trên sự đối chiếu các tài liệu chuyên ngành chuẩn mực tại Việt Nam, bao gồm:
  1. Mạch điện tử trong công nghiệp (Nguyễn Tấn Phước, NXB Tổng hợp TP.HCM, 2003).
  2. Kĩ thuật điện tử 1 (Lê Xuân Thế, Nguyễn Kim Giao, NXB Giáo dục, Hà Nội, 2003).
  3. Giáo trình kĩ thuật mạch tích hợp điện tử (Đặng Văn Chuyết, NXB Giáo dục, Hà Nội, 2003).
  4. Điện tử công suất (Nguyễn Bính, NXB Khoa học và Kĩ thuật, Hà Nội, 1996).
  5. Kĩ thuật điện tử mạch tranzito (Đỗ Xuân Thụ, NXB Giáo dục, Hà Nội, 2005).
  6. Phân tích mạch điện tử (Đỗ Thanh Hải, Nguyễn Xuân Mai, NXB Thống kê, Hà Nội, 2002).

---

Đối tượng sử dụng giáo trình

• Người học: Học sinh, sinh viên theo học hệ Trung cấp hoặc Cao đẳng nghề Điện tử công nghiệp tại Trường Cao đẳng Cơ giới và các cơ sở giáo dục nghề nghiệp có chương trình tương đương.
• Điều kiện tiên quyết: Người học cần hoàn thành khối kiến thức cơ sở gồm: Tin học (MH 05), Vẽ điện (MĐ 10), Linh kiện điện tử (MĐ 11), Điện tử tương tự (MĐ 16), Kỹ thuật xung - số (MĐ 17) và đang học song song môn Điện tử nâng cao (MĐ 19).
• Giảng viên và cán bộ hướng dẫn thực hành: Sử dụng làm giáo án khung, phân bổ thời lượng 30 giờ lý thuyết và 55 giờ thực hành/thí nghiệm tại xưởng; căn cứ vào bảng chuẩn đầu ra để xây dựng đề kiểm tra thường xuyên, đề thi định kỳ và ngân hàng đề thi kết thúc môn.
• Tài liệu tham khảo chuyên ngành: Phù hợp cho kỹ thuật viên điện tử, thợ lắp ráp mạch in cần chuẩn hóa kỹ năng vẽ schematic, phân lớp mạch in và kỹ thuật hàn gắn linh kiện theo chuẩn xưởng.

---

Câu hỏi thường gặp

1. Giáo trình này phù hợp với ai?

Tài liệu được biên soạn cho học viên trình độ Trung cấp nghề Điện tử công nghiệp theo khung chương trình dạy nghề của Tổng cục Giáo dục nghề nghiệp.

2. Cần kiến thức nền nào trước khi học mô đun này?

Người học cần có kiến thức nền tảng về linh kiện điện tử (R, L, C, Diode, BJT, Op-Amp, IC số), nguyên lý mạch điện tử cơ bản và kỹ năng tin học văn phòng căn bản để thao tác trên phần mềm OrCAD.

3. Giáo trình sử dụng phần mềm nào để giảng dạy thiết kế mạch?

Giáo trình chuẩn hóa việc giảng dạy trên bộ công cụ OrCAD 9.2, bao gồm ba phân hệ chính: OrCAD Capture (vẽ sơ đồ nguyên lý), PSpice (mô phỏng mạch) và OrCAD Layout (thiết kế mạch in).

4. Tỷ lệ phân bổ thời gian giữa lý thuyết và thực hành như thế nào?

Tổng thời lượng là 90 giờ, trong đó thực hành chiếm ưu thế với 55 giờ (chiếm hơn 61%), lý thuyết 30 giờ và kiểm tra tích hợp 5 giờ.

5. Bo mạch in được chế tạo bằng phương pháp nào trong phần thực hành?

Giáo trình hướng dẫn quy trình chế tạo mạch in bằng phương pháp in chuyển nhiệt trên phíp đồng, ăn mòn hóa học thủ công trong dung dịch, khoan chân linh kiện và gia công bề mặt trước khi hàn lắp linh kiện hoàn thiện.

---

Kết luận

Giáo trình Thiết kế, chế tạo mạch in và hàn linh kiện (MĐ 20) của Trường Cao đẳng Cơ giới là tài liệu giảng dạy tích hợp chuẩn mực, kết nối chặt chẽ giữa lý thuyết thiết kế mạch trên máy tính (CAD) và kỹ thuật gia công chế tạo phần cứng tại xưởng.

Lộ trình học tập được cấu trúc tuần tự qua 7 bài học, hỗ trợ người học hình thành năng lực nghề nghiệp từ khâu đọc datasheet, xây dựng thư viện linh kiện, mô phỏng kiểm tra dạng sóng đến việc tạo ra một sản phẩm bo mạch hoàn chỉnh đạt yêu cầu an toàn kỹ thuật. Tài liệu được lưu hành nội bộ theo quy định đào tạo nghề của Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn.

Trích đoạn nội dung tài liệu

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN TRƯỜNG CAO ĐẲNG CƠ GIỚI GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN: THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MẠCH IN VÀ HÀN LINH KIỆN NGHỀ: ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP TRÌNH ĐỘ: TRUNG CẤP Ban hành kèm theo Quyết định số:. năm 2022 của Hiệu trưởng trường Cao đẳng cơ giới. Quảng Ngãi, năm 2022 (Lưu hành nội bộ) 1 TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thông tin có thể được phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham khảo. Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm.

2 LỜI GIỚI THIỆU Thiết kế, chế tạo mạch in và hàn linh kiện là một trong những môn học/Mô đun cơ sở được biên soạn dựa trên chương trình khung, chương trình dạy nghề do Bộ Lao động- Thương binh và Xã hôi và Tổng cục dạy nghề ban hành dành cho hệ Cao đẳng nghề và Trung cấp nghề Điện tử công nghiệp. Mô đun Thiết kế, chế tạo mạch in và hàn chân linh kiện sẽ cung cấp cho học viên các kiến thức về thiết kế mạch in, bao gồm các thành phần cơ bản của một mạch in, cách thiết kế mạch in trên phần mềm thiết kế chuyên dụng, cách đọc và hiểu các tài liệu liên quan đến mạch in. Ngoài ra, học viên còn được hướng dẫn về các kỹ thuật thiết kế mạch in cơ bản, bao gồm định hướng kết nối, bố trí các linh kiện, cách định vị lỗ khoan, và các yếu tố khác ảnh hưởng đến hiệu suất của mạch in. Kết luận, mô đun Thiết kế chế tạo mạch in và hàn chân linh kiện trong chương trình khung nghề điện tử công nghiệp là một phần rất quan trọng và cần thiết, giúp học viên nắm vững kiến thức và kỹ năng cần thiết để sản xuất các sản phẩm điện tử chất lượng cao.

Ở Việt Nam cho đến nay đã có khá nhiều giáo trình, tài liệu tham khảo, sách hướng dẫn bài tập về mô đun Thiết kế, chế tạo mạch in và hàn chân linh kiện trong chương trình khung nghề Điện tử công nghiệp đã được biên soạn và biên dịch của nhiều tác giả, của các chuyên gia đầu ngành về điện tử công nghiệp. Tuy nhiên nhằm đáp ứng nhu cầu sử dụng trong quá trình đào tạo của nhà trường phải bám sát chương trình khung vì vậy giáo trình Thiết kế, chế tạo mạch in và hàn chân linh kiện được biên soạn bởi sự tham gia của các giảng viên của trường Cao đẳng Cơ giới dựa trên cơ sở chương trình khung đào tạo đã được ban hành, trường Cao đẳng Cơ giới với các giáo viên có nhiều kinh nghiệm cùng nhau tham khảo các nguồn tài liệu khác nhau để thực hiện biên soạn giáo trình Thiết kế chế tạo mạch in và hàn chân linh kiện vụ cho công tác giảng dạy. Giáo trình này được thiết kế theo mô đun thuộc hệ thống Mô đun ( MĐ 20) của chương trình đào tạo nghề Điện Tử Công Nghiệp ở cấp trình độ trung cấp nghề và được dùng làm giáo trình cho học viên trong các khóa đào tạo, sau khi học tập xong mô đun này, học viên có đủ kiến thức để học tập tiếp các môn học, mô đun khác của nghề. Quảng Ngãi, ngày.năm 2022 Tham gia biên soạn 1.Cao Thị Thanh Bình Chủ biên 2.

MỤC LỤC 3 TRANG LỜI GIỚI THIỆU.3 Bài 1: CÀI ĐẶT PHẦN MỀM TRÊN MÁY TÍNH.12 1 Khái quát chương trình. Giới thiệu phần mềm thiết kế mạch.2 Yêu cầu hệ thống. Hướng dẫn cài đặt phần mềm thiết kế mạch. Các bước cài đặt phần mềm.

Thực hành cài đặt phần mềm thiết kế mạch. Khởi động chương trình. Cài đặt các thông số ban đầu. Update các linh kiện mới.

Update linh kiện trong thư viện Orcad Capture. Tạo một linh kiện mới.32 Bài 2: VẼ SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ. Tạo file thiết kế mới. Cửa sổ thiết kế.

Các thanh công cụ.2 Các lệnh vẽ cơ bản.1 Chọn linh kiện.2 Đặt tên và thông số linh kiện.3 Nối dây linh kiện.4 Tạo điểm nối và kiểm tra thông mạch.5 Kiểm tra lỗi sơ đồ nguyên lý và tạo Netlist.68 Bài 3: THIẾT KẾ MẠCH IN TRÊN MÁY TÍNH. Tạo một board thiết kế mới.1 Khởi động chương trình Orcad Layout.2 Tạo File thiết kế mới.3 Liên kết Footprint. Cửa sổ Layout.1 Các thanh công cụ.2 Các lệnh vẽ cơ bản. Thiết kế mạch in trên máy tính.1 Thiết kế sơ đồ bố trí linh kiện.2 Chọn lớp và vẽ các đường mạch in.3 Thay đổi kích thước đường mạch.4 Vẽ đường biên và đặt tên.111 Bài 4: MÔ PHỎNG MẠCH ĐIỆN.

Vẽ sơ đồ nguyên lý mạch điện.1 Tạo một project mới.2 Lấy linh kiện, đặt tên và thông số kỹ thuật.3 Nối dây linh kiện. Mô phỏng mạch điện. Lựa chọn các thông số mô phỏng cho mạch điện.Đặt các điểm quan sát điện áp, dòng điện trong mạch. Chạy mô phỏng và phân tích dạng sóng.137 Bài 5: BÀI TẬP ỨNG DỤNG.

Mạch chỉnh lưu cầu một pha. Mạch khuếch đại đơn (Hình 5. Mạch khuếch đại công suất (Hình 5.Mạch dao động (Hình 5. Mạch ứng dụng IC tương tự.

Mạch ứng dụng IC số.178 Bài 1: KỸ THUẬT HÀN (PHẦN 2). Giới thiệu bộ dụng cụ cầm tay. Dụng cụ hàn. Chì hàn và nhựa thông.

Các dụng cụ khác:. Phương pháp hàn và tháo hàn. Kỹ thuật hàn nối, ghép. Hàn mạch in.

Kỹ thuật hàn IC dán. Phương pháp xử lý mạch sau hàn. Yêu cầu về mạch, linh kiện sau hàn. Phương pháp xử lý mạch sau hàn.198 Bài 2: THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MẠCH IN.

Thiết kế mạch in.1 Sơ đồ bố trí linh kiện. Chế tạo mạch in. Chuẩn bị thiết bị vật tư. Các bước chế tạo.

Hoàn thiện mạch in.218 TÀI LIỆU THAM KHẢO.231 5 GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN Tên mô đun: THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MẠCH IN VÀ HÀN CHÂN LINH KIỆN Mã mô đun: MĐ20 Vị trí, tính chất, ý nghĩa và vai trò của Môn học: - Vị trí: Mô đun này được bổ trí sau khi học xong môn học Kỹ thuật xung số và học song song với môn học Điện Tử nâng cao và học trước các môn học , mô đun chuyên môn khác. - Tính chất: Là môn học Kỹ thuật cơ sơ , thuộc các môn học đào tạo nghề bắt buộc. -Ý nghĩa, vai trò: Mô đun thiết kế chế tạo mạch in và hàn chân linh kiện đóng vai trò quan trọng trong quá trình học tập và nghiên cứu trong lĩnh vực điện tử. Nó cung cấp cho học viên những kiến thức và kỹ năng cần thiết để thiết kế và sản xuất các mạch in điện tử, lắp ráp và hàn các linh kiện.

Điều này giúp học viên có thể áp dụng kiến thức để xây dựng các sản phẩm điện tử cơ bản và phát triển kỹ năng chuyên môn trong ngành công nghiệp điện tử. Ngoài ra, mô đun này cũng giúp học viên hiểu rõ quy trình sản xuất mạch in và linh kiện điện tử, từ đó đảm bảo chất lượng và hiệu suất của sản phẩm cuối cùng. - Đối tượng: Áp dụng cho học sinh trình độ trung cấp nghề Điện tử công nghiệp. Mục tiêu của modul: + Về kiến thức: A1.

Trình bày được bước cần thiết để thực hiện các công việc lắp đặt, đấu nối cho một hệ thống cơ điện tử điều khiển bằng PLC. Lựa chọn linh kiện trong thư viện để vẽ mạch điện A3. Mô tả quy trình thiết kế mạch in đảm bảo yêu cầu kỹ thuật. + Về kỹ năng: B1.

Vẽ được sơ đồ nguyên lý, chế tạo mạch in theo sơ đồ nguyên lý. Hàn và tháo được các mối hàn trong mạch điện, điện tử an toàn. + Năng lực tự chủ và trách nhiệm: C1. Chủ động, nghiêm túc trong học tập và công việc.

Giữ gìn vệ sinh công nghiệp, đảm bảo an toàn cho người và thiết bị. Chương trình khung nghề điện công nghiệp Mã Tên mô đun, môn học Số Thời gian đào tạo (giờ) 6 Trong đó Thực Tín hành/ Tổng Kiể MH/MĐ thực chỉ số Lý thuyết tập/thí m tra nghiệm/ bài tập I Các môn học chung/đại cương 12 255 94 148 13 MH 01 Chính trị 2 30 15 13 2 MH 02 Pháp luật 1 15 9 5 1 MH 03 Giáo dục thể chất 1 30 4 24 2 MH 04 Giáo dục quốc phòng - An 2 45 21 21 3 ninh MH 05 Tin học 2 45 15 29 1 MH 06 Ngoại ngữ (Anh văn) 4 90 30 56 4 II Các môn học, mô đun chuyên môn ngành, nghề II.1 Môn học, mô đun cơ sở 405 161 220 24 MH 07 An toàn lao động 2 30 15 13 2 MH 08 Điện kỹ thuật 3 60 40 16 4 MĐ 09 Máy điện 4 90 30 56 4 MĐ 10 Vẽ điện 2 30 12 16 2 MĐ 11 Linh kiện điện tử 2 60 20 36 4 MĐ 12 Đo lường điện tử 2 45 19 23 3 MĐ 13 Điện cơ bản 4 90 25 60 5 Môn học, mô đun II.2 1245 324 871 50 chuyên môn ngành, nghề MĐ 14 Trang bị điện 2 60 20 37 3 MĐ 15 Mạch điện tử cơ bản 4 90 25 60 5 MĐ 16 Điện tử tương tự 3 60 20 36 4 MĐ 17 Kỹ thuật xung - số 3 75 25 46 4 MĐ 18 Kỹ thuật cảm biến 3 75 30 42 3 MĐ 19 Điện tử nâng cao 8 180 50 121 9 MĐ 20 Thiết kế, chế tạo mạch in và hàn linh kiện 4 90 30 55 5 MĐ 21 Vi điều khiển 4 90 32 53 5 MĐ 22 PLC cơ bản 5 120 47 67 6 MĐ 23 Rô bốt công nghiệp 5 105 45 54 6 MĐ 24 Thực tập tốt nghiệp 7 300 15 275 10 7 Tổng cộng 79 1905 594 1214 97 2. Chương trình chi tiết mô đun Thời gian STT Tên các bài trong mô đun Tổng Lý Thực Kiểm số thuyết hành tra Phần 1 : Thiết kế mạch bằng máy tính 1 Cài đặt phần mềm trên máy tính 5 3 2 0 2 Vẽ sơ đồ nguyên lý 15 6 8 1 3 Thiết kế mạch in trên máy tính 15 7 8 0 4 Mô phỏng mạch điện 10 3 6 1 5 Bài tập ứng dụng 15 5 9 1 Phần 2: Chế tạo mạch in và hàn linh kiện 1 Kỹ thuật hàn 12 2 9 1 2 Chế tạo mạch in 18 4 13 1 Cộng: 90 30 55 5 + Ghi chú: Thời gian kiểm tra được tích hợp giữa lý thuyết với thực hành và được tính vào giờ thực hành. Điều kiện thực hiện môn học: 3.

Phòng học Lý thuyết/Thực hành: Đáp ứng phòng học chuẩn 3. Trang thiết bị dạy học: Orcad, máy vi tính, bảng, phấn, tranh vẽ. Học liệu, dụng cụ, mô hình, phương tiện: Giáo trình, mô hình thực hành, bộ dụng cụ nghề điện, điện tử,… 3. Các điều kiện khác: Người học tìm hiểu thực tế về các mạch in trong bản vẽ,board mạch.