Käsinjuotos- ja korjausasemien testaus ja laboratorioharjoitukset

Abstract

Insinöörityön aiheena oli suunnitella PADS:llä piirilevyjä DIMA FP-700 -käsinjuotosasemaa ja ERSA IR 500A -korjausasemaa varten. Piirilevyille tuli asentaa näillä laitteilla erikokoisia ja erilaisissa koteloissa olevia komponentteja. Tällä tavalla laitteiden suorituskykyä tuli testata. Testien pohjalta tuli tehdä kumpaankin laitteeseen laboratorioharjoitukset oppiskelijoita varten.

Piirilevyjen suunnittelussa käytettiin PADS-ohjelmistoa. PADS:llä suunniteltiin aluksi testilevy ja myöhemmin varsinainen piirilevy laboratorioharjoituksia varten. Käsinjuotosasemaa testattiin aluksi testilevyn avulla. Testilevyyn juotettiin kiinni komponentteja ja tarkasteltiin niiden juottumista. Tarkastelu suoritettiin sekä visuaalisesti että yleismittarilla. Korjausasemalla testaus suoritettiin irrottamalla käsinjuotosasemalla juotettuja komponentteja ja juottamalla niitä takaisin. Lisäksi korjausaseman testauksessa juotettiin kiinni komponenteista tyhjälle piirilevylle BGA-komponentti ja tarkasteltiin sen juottumista.

Testaustuloksien perusteella pystyttiin hahmottamaan laitteiden suorituskykyyn liittyviä rajoja erilaisten komponenttien juottamisen suhteen. Testauksen perusteella pystyttiin arvioimaan, minkälaisten komponenttien asentaminen piirilevylle on järkevää milläkin laitteella. Testituloksien perusteella saatiin myös suunniteltua laboratorioharjoitukset ja niissä käytettävä piirilevy.

Laboratorioharjoituksia pystytään hyödyntämään oppimistarkoituksessa. Opiskelijat pystyvät niiden avulla harjoittelemaan käsinjuotos- ja korjausaseman käyttöä sekä parantamaan käsitystään hyvien ja huonojen juotosten eroista.

The subject of this thesis was to design printed circuit boards (PCB), for DIMA FP-700 hand soldering station and for ERSA IR 500A repair station, using PADS. The purpose was to mount components in packages of different kind and size, to the PCB. The purpose was to find out the capability of both stations to mount different kinds of components and to design laboratory exercises for students based on the testing.

PADS was used in the designing of PCBs. At first, the test PCB was designed. The test PCB was used in the testing of the hand soldering station. The components were mounted to the test PCB and after that the quality of the joints was examined by visual inspection and using a volt-ampere-ohm meter. The final PCB for the laboratory exercises was designed after the testing of the hand soldering station. The testing of the repair station was performed by using the very same test PCB which was used on hand soldering station. Some of the mounted components were unmounted and remounted by the repair station. Also a BGA component was mounted to the PCB which did not contain any other components. This made the examining of the joints easier.

Based on the test results the limits of performance were perceived on both stations. Based on the testing, it became clear what kind of station should be used to mount components in each individual case. The laboratory exercises were also designed based on the test results.

The laboratory exercises can be used for learning purposes. Students will be able to practise the use of the hand soldering station and the repair station by using those exercises. Students will also be able to understand better the difference between the good joint and the bad joint.