ใบความรู้หน่วยที่ 10 การอ่านคู่มืออุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ และการทำแผ่นวงจรพิมพ์

บทท่ี 10 การอ่านคูม่ อื อปุ กรณ์อิเล็กทรอนกิ ส์ และการทาแผน่ วงจรพมิ พ์10.1 บทนา อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทุกชนิด ที่นำมำใช้ในวงจรอิเล็กทรอนิกส์ มีควำมจำเป็นอย่ำงยิ่งที่ต้องทรำบข้อมูลของอุปกรณ์นั้น เพ่ือนำข้อมูลนั้นมำใช้ในกำรออกแบบวงจร หรือนำมำใช้ในกำรวิเครำะห์วงจร ตลอดจนถึงงำนกำรสร้ำงและงำนซ่อมวงจรอิเล็กทรอนิกส์ต่ำงๆ ล้วนแล้วแต่มีควำมจำเป็นที่ต้องศึกษำหำข้อมูลของอุปกรณ์อเิ ลก็ ทรอนิกส์ที่นำมำใช้ โดยกำรศึกษำจำกคูม่ อื (Data Sheet)ดังน้ันในกำรอ่ำนคู่มืออุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ต้องศึกษำรำยละเอียดเพ่ือให้ทรำบควำมหมำยของ คุณสมบัติทำงไฟฟ้ำ ศัพท์เฉพำะ ตัวอักษรย่อท่ีใช้ ตัวพำรำมิเตอร์ต่ำงๆ ท่ีเกี่ยวข้อง และโครงสร้ำงรูปร่ำงต่ำงๆ ของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ เมื่อทรำบข้อมูลต่ำงๆ จำกคู่มือแล้ว จะได้นำอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์นั้นไปใช้งำนได้อย่ำงถูกต้องและไม่ทำให้เกดิ ควำมเสียหำยในส่วนของแผ่นวงจรพิมพ์ (Print Circuit Board : PCB) หรอื เรียกว่ำแผ่นปรินต์เหตุท่เี รียกวำ่ แผ่นวงจรพิมพ์ เนื่องมำจำกกระบวนกำรผลิตในงำนอุตสำหกรรม โดยส่วนใหญ่แล้วจะทำกำรผลิตโดยใช้วิธีกำรพิมพ์ลำยวงจรลงบนแผ่นทองแดงด้วยวิธีกำรพิมพแ์ บบซิลค์สกรนี จงึ ถูกเรียกว่ำแผ่นวงจรพมิ พ์ (Pint CircuitBoard) กำรทำแผ่นวงจรพิมพ์นี้มีวิธีกำรทำอยู่มำกมำยหลำยวิธี อำจทำด้วยงำนฝีมือ ไปจนถึงขั้นใช้เครื่องมือเครื่องจักร แต่งำนที่จัดทำเป็นวงจรต้นแบบ หรืองำนทดลองวงจร ส่วนมำกจะถูกจัดทำด้วยงำนฝีมือ เพรำะจัดทำเพียงแผ่นเดียว หรือทำจำนวนไม่มำกแผ่นวงจรพิมพ์ หรือแผน่ ปรนิ ต์คือเสน้ ทำงเดนิ ของสัญญำณไฟฟ้ำของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ต่ำงๆ ท่วี ำงอยู่ด้ำนบนของแผ่นวงจรพมิ พ์ โดยลำยทองแดงของแผ่นวงจรพิมพ์จะเป็นส่วนทำงเดินท่ีเช่อื มต่อกัน ตำมวงจรทกี่ ำหนด10.2 วธิ ีการอ่านขอ้ มลู ไดโอด กำรอ่ำนข้อมูลไดโอด โดยเร่ิมจำกกำรเลือกเบอร์ไดโอดท่ีต้องกำรทรำบข้อมูลเป็นอันดับแรก จำกหนังสือคู่มือ (Data Book) หรือจำกเอกสำรของบริษัทผู้ผลิต (Data Sheet)ในคู่มือจะให้รำยละเอียดของข้อมูลต่ำงๆ ท่ีมีควำมสำคญั ของไดโอดแตล่ ะเบอร์อยำ่ งครบถ้วนโดยมีวธิ กี ำรอ่ำนข้อมลู ของไดโอด ดังตัวอยำ่ งต่อไปนี้10.2.1 ตัวอย่ำงวิธีกำรอ่ำนข้อมูลไดโอด 1N4001 โดยกำรศึกษำข้อมูลของไดโอด จำกเอกสำรหรือ (Data Sheet)ของบริษัทผู้ผลิต ตำมตำรำงขอ้ มูล ดังตำรำงที่ 10.1

ตำรำงท่ี 10.1 ตำรำงขอ้ มูลของไดโอด1. หมำยเลข 1 Part Number เปน็ ชอ่ งระบุเบอรข์ องไดโอด ของบรษิ ัทผผู้ ลติ2. หมำยเลข 2 Max.Average Forward Rectified Output Current หรือ IF (AV) เป็นช่องระบุอัตรำทน กระแสสงู สุดที่ไดโอด สำมำรถทำงำนไดเ้ ม่ือได้รับฟอรเ์ วิร์ดไบแอส มหี นว่ ยเปน็ แอมป์3. หมำยเลข 3 Forward Voltage Test Current หรือ IF เป็นช่องระบุอัตรำทนกระแสของไดโอดเม่ือ ได้รับฟอร์เวริ ด์ ไบแอส มหี น่วยเป็นแอมป์4. หมำยเลข 4 Peak Forward Voltage หรือ VF เป็นช่องระบุค่ำแรงดันสูงสุดเม่ือได้รับฟอร์เวิร์ดไบแอส มี หน่วยเปน็ โวลต์5. หมำยเลข 5 VR เปน็ ช่องระบคุ ่ำแรงดันที่ไดโอดทนได้ เม่ือได้รับรีเวริ ส์ ไบแอสมหี นว่ ยเปน็ โวลต์6. หมำยเลข 6 IR เปน็ ชอ่ งระบคุ ่ำกระแสท่ไี หลผ่ำนไดโอด เม่ือได้รบั รีเวริ ส์ ไบแอส มีหน่วยเป็นไมโครแอมป์

7. หมำยเลข 7 Peak Forward Surge Current หรือ IFM (SURGE) เป็นช่องระบุค่ำกระแสไหลผ่ำนไดโอด ในชว่ งระยะเวลำสัน้ ๆ มีหนว่ ยเปน็ แอมป์ 8. หมำยเลข 8 Peak Invers Voltage หรือ PIV เป็นช่องระบุค่ำแรงดันสูงสุดที่ไดโอดสำมำรถทำงำนได้ มี หนว่ ยเป็นโวลต์ 9. หมำยเลข 9 Max RMS Input Voltage หรือ VRMS เป็นช่องระบุค่ำแรงดัน RMS สูงสุดท่ีไดโอดสำมำรถ ทำงำนได้ มหี น่วยเป็นโวลต์ 10.2.2 ตวั อยำ่ งกำรอำ่ นข้อมูลของไดโอดเบอร์ 1N4001 กำรอ่ำนข้อมูลของไดโอดเบอร์ 1N4001 จำกตำรำงข้อมูลของไดโอดตำมตำรำงที่ 10.1 มีวิธีกำรอำ่ นดังน้ี 1) เริ่มจำกชอ่ งหมำยเลข 1 ในแถวทแ่ี สดงเบอรข์ องไดโอด 1N4001 2) ดูข้อมูลอัตรำทนกระแสสูงสุดท่ีไดโอด สำมำรถทำงำนไดเ้ ม่อื ได้รับฟอร์เวิร์ดไบแอส ในช่องหมำยเลข 2 ซ่ึง มีค่ำเทำ่ กับ 1 AMPS 3) ดขู ้อมูลค่ำแรงดันสูงสดุ ที่ไดโอดสำมำรถทำงำนไดใ้ นช่องหมำยเลข 8 ซึ่งมคี ่ำเทำ่ กับ 50 VOLTS จำกกำรอ่ำนข้อมูลของไดโอดเบอร์ 1N4001 พบว่ำไดโอด เบอร์ 1N4001 สำมำรถใช้ค่ำแรงดันสงู สุดเท่ำกบั 50 โวลต์ และทนกระแสสงู สุดไดเ้ ทำ่ กบั 1 แอมป์ จำกตัวอย่ำง เป็นกำรอ่ำนข้อมูลของไดโอด สำหรับกำรใช้งำนเบื้องต้นทั่วไปเท่ำนั้น ซ่ึงจะอ่ำนเฉพำะข้อมูลที่สำคัญท่ีควรทรำบ คือค่ำแรงดัน และกระแสของไดโอดหำกแต่ต้องกำรนำไดโอดไปใช้งำนในวงจรที่ตอ้ งกำรควำมเท่ยี งตรงสงู มคี วำมจำเปน็ อยำ่ งยิง่ ทีต่ อ้ งอำ่ นขอ้ มูลทส่ี ำคัญๆ อน่ื มำประกอบด้วย10.3 วิธกี ารอา่ นขอ้ มลู ทรานซิสเตอร์ กำรอ่ำนข้อมูลทรำนซิสเตอร์ โดยเริ่มจำกกำรเลือกเบอร์ของทรำนซิสเตอร์ท่ีต้องกำรทรำบข้อมูลเป็นอันดับแรก จำกหนังสือคู่มือ (Data Book) หรือจำกเอกสำรของบริษัทผู้ผลิต (Data Sheet) ในคู่มือจะให้รำยละเอียดของข้อมูลต่ำงๆ ที่มีควำมสำคัญของทรำนซิสเตอร์แต่ละเบอร์อย่ำงครบถ้วน โดยมีวิธีกำรอ่ำนข้อมูลของทรำนซสิ เตอร์ ดังตัวอยำ่ งต่อไปน้ีตวั อย่ำงวิธกี ำรอำ่ นข้อมูลทรำนซสิ เตอร์เบอร์ BC 107; BC 108; BC 109โดยกำรศึกษำข้อมูลของทรำนซิสเตอร์ จำกเอกสำรหรือ (Data Sheet) ของบริษัทผู้ผลิต คือ ฟิลิปส์ เซมิคอนดักเตอร์ (Philips Semiconductors) ดงั รปู ที่ 10.1 และตำรำงที่ 10.2

รปู ที่ 10.1 คู่มือทรำนซสิ เตอร์เบอร์ BC107; BC108; BC109 ตำรำงที่ 10.2 คมู่ ือทรำนซิสเตอร์เบอร์ BC107; BC108; BC109

จำกรปู ที่ 10.1 และตำรำงท่ี 10.2 แสดงคมู่ ือทรำนซิสเตอร์เบอร์ BC107;BC108;BC109 สำมำรถอำ่ นข้อมลู ตำมลำดบั ดังนี้ 1. NPN general purpose transistors เป็นข้อมูลระบชุ นดิ ของทรำนซสิ เตอร์ คือ ทรำนซสิ เตอร์ชนดิ NPN ที่สำมำรถนำไปใชไ้ ด้ทั่วไป 2. BC107;BC108;BC109 เปน็ ข้อมลู ระบุเบอรข์ องทรำนซิสเตอร์ คือ เบอร์ BC107;BC108;BC109 3. FEATURES เปน็ ข้อมลู ระบคุ ุณลกั ษณะเฉพำะของทรำนซิสเตอร์ คือLow current (max.100 mA) หมำยถงึ ทรำนซิสเตอร์ ใชง้ ำนในกระแสต่ำสุดไมเ่ กิน 100 mALow Voltage (max. 45 V) หมำยถึง ทรำนซิสเตอร์ ใช้แรงดนั ไฟค่ำตำ่ สุดไม่เกนิ 45 V 4. APPLICATIONเปน็ ข้อมลู ระบถุ ึงกำรนำไปประยุกตใ์ ช้งำนGeneral purpose switching and amplification. หมำยถึง กำรนำไปใชง้ ำนทีเ่ กยี่ วกับกำรขยำย และเก่ยี วกับกำรสวติ ชิ่ง 5. DESCRIPTIONเป็นข้อมูลระบุรูปรำ่ งของทรำนซสิ เตอร์ และรำยละเอยี ดประกอบอนื่ ๆNPN transistor in a TO-18; SOT18 metal package. หมำยถึงทรำนซิสเตอร์ชนิด NPN มีรปู ร่ำงแบบ TO-18;SOT18 โครงสร้ำงแบบเหลก็PNP complement: BC177 หมำยถึง กำรนำทรำนซสิ เตอรเ์ บอร์ BC107;BC108;BC109 ไปใชง้ ำนในวงจรคอมพลีเมนทำร่ี สำมำรถใช้คู่กับทรำนซิสเตอรแ์ บบ PNP เบอร์ BC177 6. PINNING เป็นข้อมลู ระบรุ ำยละเอียดขำของทรำนซสิ เตอร์ (ตำมรูปร่ำงท่แี สดงในขอ้ ท่ี 7.) ตำรำงท่ี 10.3 7. Simplified outline (TO-18; SOT 18) and symbol.

รปู แสดงโครงสรำ้ งของทรำนซสิ เตอร์แบบ (TO-18; SOT 18) และสัญลกั ษณ์ รปู ที่ 10.2 จำกรูปท่ี 10.2 คู่มือทรำนซิสเตอรเ์ บอร์ BC107;BC108;BC109 มีกำรอำ่ นข้อมลู ดังนี้8. QUIC REFERENCE DATA เป็นข้อมลู ระบุคำ่ พำรำมิเตอร์ หรือค่ำคุณสมบัติทำงไฟฟ้ำท่ีสำคญั เบ้อื งตน้ ของ ทรำนซสิ เตอร์

ตำรำงที่ 10.4 คู่มือทรำนซสิ เตอร์เบอร์ BC107;BC108;BC109 จำกกำรอำ่ นข้อมลู ของ ของทรำนซสิ เตอร์ คือ เบอร์ BC107;BC108;BC109 ซึ่งเปน็ ทรำนซสิ เตอร์ ชนดิNPN ทีส่ ำมำรถนำไปใชง้ ำนไดท้ ่วั ไป ทเี่ กีย่ วกบั กำรขยำย และกำรสวติ ชิง่ ใชง้ ำนในกระแสสูงสุดไม่เกิน 100 mAใช้แรงดันไฟสูงสุดไม่เกิน 45 V มรี ปู รำ่ งแบบ TO-18; SOT18 โครงสรำ้ งแบบเหลก็10.4 วิธกี ารทาแผน่ วงจรพิมพ์ วิธกี ำรทำแผ่นวงจรพมิ พ์ ตำมวิธีกำรต่อไปน้ี เป็นวิธีกำรหน่ึงทค่ี ่อนข้ำงสะดวกและรวดเร็วในกำรจดั ทำ ซึ่งเหมำะสำหรับกำรทำวงจรทดลอง หรือทำวงจรต้นแบบ เพียงแผ่นเดียว หรือจำนวนไม่มำกนัก10.4.1 อปุ กรณท์ ใ่ี ชใ้ นกำรจัดทำ แผ่นวงจรพมิ พ์ มดี งั นี้ 1) ลำยวงจรทไี่ ดอ้ อกแบบไว้ 2) กระดำษอำร์ต 3) แผ่นทองแดงทย่ี ังไม่ไดก้ ัดลำย 4) สกอ๊ ตไบท์ท่ีใชล้ ้ำงจำน 5) ผงซกั ฟอก 6) ปำกกำเคมชี นดิ ลบไม่ได้ 7) เตำรีด 8) กรดสำหรบั กัดแผน่ ทองแดง เฟอริก คลอไรด์ (Ferric Chloride) (โดยทัว่ ไปเรียกวำ่ กรดกัด ปรินต)์ 9) นำ้ ยำเคลอื บแผ่นปรนิ ต์ 10) สวำ่ น และดอกสว่ำนสำหรับเจำะแผ่นปรนิ ต์ 11) อ่ำงพลำสตกิ สำหรับใช้กดั แผ่นปริน้ ท์

10.4.2 ขัน้ ตอนกำรทำแผ่นวงจรพมิ พ์ 1) ใช้กระดำษอำรต์ ทผี่ ำ่ นกำรถำ่ ยเอกสำรลำยวงจรแลว้ หรือผ่ำนกำรพิมพ์ลำยวงจรแลว้ (เครอื่ งท่ีใช้พิมพ์ เปน็ เครื่องเลเซอร์ปรินต์เตอร)์ ตำมรปู ที่ 10.3 รปู ที่ 10.3 ลำยวงจรท่พี มิ พ์ลงบนกระดำษอำร์ต 2) ตดั แผน่ ทองแดงทยี่ ังไมไ่ ด้กดั ลำยวงจร ตำมขนำดเท่ำกบั ลำยวงจรท่ีถำ่ ยเอกสำรไว้ ทำควำมสะอำดแผ่น ทองแดงด้วยผงซักฟอกพร้อมทัง้ ใชส้ ก๊อตไบร์ทขดั ให้สะอำดตำมรูปท่ี 10.4 รปู ที่ 10.4 กำรทำควำมสะอำดแผ่นทองแดง 3) นำแผ่นกระดำษลำยวงจรทถี่ ำ่ ยเอกสำรมำวำงทำบลงบนแผ่นทองแดงให้ประกอบกนั พอดี ตำมรูปท่ี 10.5 รปู ที่ 10.5 กำรนำลำยวงจรวำงทำบบนแผน่ ทองแดง 4) ใชเ้ ตำรดี ไฟฟ้ำ ปรับควำมรอ้ นปำนกลำง รดี ลงไปบนแผ่นกระดำษให้ทว่ั ท้งั แผน่ เพื่อให้ลำยวงจรตดิ ลงบน แผน่ ทองแดง ตำมรปู ท่ี 10.6 รปู ท่ี 10.6 กำรรดี ลำยวงจรลงบนแผน่ ทองแดง

5) เมอ่ื รีดเสรจ็ แลว้ กระดำษจะติดกับแผน่ ทองแดง และอำจมองเหน็ ลำยวงจรปรำกฏข้นึ ดำ้ นบน (ดำ้ นทรี่ ดี ) ทง้ิ ไวใ้ หแ้ ผ่นทองแดงเย็น (ไม่ต้องดึงกระดำษออก) ตำมรปู ที่ 10.7 รูปท่ี 10.7 ลำยวงจรบนแผ่นทองแดงหลังกำรรีด6) นำแผ่นทองแดงกับกระดำษที่ตดิ กนั ไปล้ำงน้ำ แลว้ ใช้มือค่อยๆ ถูกระดำษไปมำจนกระดำษหลดุ ออกหมด เรำจะเห็นลำยวงจรตดิ ทแี่ ผน่ ทองแดง ตำมรูปท่ี 10.8 รปู ท่ี 10.8 กำรล้ำงกระดำษลำยวงจรออกจำกแผน่ ทองแดง7) ตรวจสอบลำยวงจร หำกส่วนใดขำดหำยไป ให้ตกแต่งดว้ ยปำกกำเคมชี นดิ ลบไมไ่ ด้8) นำแผ่นทองแดงไปทำกำรกัดดว้ ยน้ำยำกัดแผน่ ปรนิ ต์ในถำดพลำสติกทจี่ ดั เตรียมไว้ อำจใชม้ ือชว่ ยเขย่ำ หรอื เอียงถำดไปมำจะทำให้ใชเ้ วลำกำรกัดได้เรว็ ขนึ้ ตำมรปู ที่ 10.9 รูปท่ี 10.9 นำแผ่นทองแดงไปกดั ดว้ ยกรดกัดปรนิ ต์9) เมื่อเหน็ ว่ำกำรกัดลำยวงจรถูกกดั และปรำกฏลำยวงจรครบถ้วนแล้ว ให้นำออกไปล้ำงน้ำให้สะอำด และทำ ให้แหง้ ตำมรปู ที่ 10.10 รปู ที่ 10.10 แผ่นทองแดงท่ีกัดลำยวงจรแลว้

10) ใชผ้ ้ำชุบทนิ เนอร์เช็ดหมึกบนแผ่นทองแดงออกใหห้ มด แล้วนำไปลำ้ งนำ้ กับผงซักฟอกให้สะอำด ตำมรปู ที่ 10.11 รปู ที่ 10.11 หลังกำรเชด็ หมึกออกจำกแผน่ ทองแดง 11) นำแผ่นปรินต์ที่ได้ไปเคลือบด้วยนำ้ ยำเคลอื บแผ่นปรนิ ต์ แล้วทง้ิ ไว้ใหแ้ ห้ง ตำมรูปท่ี 10.12 รปู ท่ี 10.12 น้ำยำเคลือบแผ่นปรินตื 12) นำแผน่ ปรนิ ทไ์ ปเจำะรดู ว้ ยสวำ่ นใหค้ รบถ้วน ตำมรูปท่ี 10.13 รูปท่ี 10.13 กำรเจำะรแู ผ่นปรินตด์ ้วยสวำ่ น กำรทำแผน่ วงจรพิมพ์ตำมวธิ ีทีก่ ล่ำวมำน้ี เป็นวิธีกำรหนง่ึ จำกหลำยวธิ ที ีจ่ ดั ทำเพ่ือใช้ในงำนทดลองหรืองำนสร้ำงตน้ แบบวงจร หำกตอ้ งกำรจัดทำแผน่ วงจรพมิ พ์เปน็ จำนวนมำก วิธกี ำรทำต้องใช้วธิ ีกำรในรปู แบบอื่นที่มคี วำมสะดวกและมคี วำมรวดเร็ว มีควำมประณีต สวยงำม เช่น กำรทำแผ่นวงจรพมิ พ์ดว้ ยวธิ ีกำรซิลคส์ กรนี ที่มคี วำมนิยมใช้ในกำรผลิตแผ่นวงจรพิมพใ์ นงำนอุตำหกรรมแบบหน่ึง