Labortagebuch Januar 2011

 Elektronik-Labor  Notizen  Projekte  Labortagebuch

19.1.11: Magnet-Variometer



Diese Festinduktivität hat nominell 22 µH. Wenn man aber einen Magneten an die Spule hält, wird die Induktivität kleiner. Der Magnet im Bild stammt übrigens aus dem Magnetverschluss des Retroradios. Allgemein gilt: Wenn ein Ferritkern einem starken Magnetfeld ausgesetzt wird, gelangt er ganz oder teilweise in die Sättigung und seine Permeabilität sinkt. Die Induktivität kann damit z.B. im Bereich 1 : 10 abgestimmt werden.

Variometerabstimmung ersetzt die Abstimmung mit einem Drehko und wurde teilweise in Autoradios eingesetzt. Allerdings gibt es ein Problem mit der Dämpfung. Weil der induktive Widerstand bei hohen Frequenzen sinkt, der Serien-Dämpfungswiderstand des Spulendrahtes jedoch konstant bleibt, verringert sich die Güte. Hier ein Beispiel für einen Mittelwellenkreis:

Drehkoabstimmung:
L = 330 µH, C = 270 pF, f = 530 kHz, RL = 1100 Ω, R = 10 Ω,  Q = 1100 Ω / 10 Ω = 110, b= 630 kHz / 110 = 6 kHz
L = 330 µH, C = 30 pF, f = 1600 kHz, RL = 3300 Ω, R = 10 Ω,  Q =3300 Ω / 10 Ω = 330, b = 1600 kHz / 280 = 5 kHz

Variometerabstimmung
L = 330 µH, C = 270 pF, f = 530 kHz, RL = 1100 Ω, R = 10 Ω,  Q= 1100 Ω / 10 Ω = 110, b= 630 kHz / 110 = 6 kHz
L = 35 µH, C = 270 pF, f = 1600 kHz, RL = 360 Ω, R = 10 Ω,  Q  =  360 Ω / 10 Ω = 36, b = 1600 kHz / 36 = 44 kHz  

Man sieht, bei Drehkoabstimmung bleibt die Bandbreite am oberen Ende fast gleich, bei Variometerabstimmung wird sie größer. Hier ein Versuch mit dem Mittelwellen-Retroradio. Der Ferritstab wird teilweise magnetisiert. Im unteren Bereich kann man gut abstimmen. Im oberen Bereich verschlechtert sich die Empfindlickeit.



www.youtube.com/user/bkelektronik


15.1.11: Testplatinen von Günther Zöppel


Jeder Bastler kennt das: Man hat ein interessantes Projekt entdeckt und möchte es nachbauen und evtl. modifizieren, scheut aber für erste Tests den Aufwand des Herstellens einer Leiterplatte. Da helfe ich mir folgendermaßen: Ich nehme einen papiernen Ausdruck (meinetwegen auch das aus einer Zeitschrift ausgeschnittene Layout) der betreffenden Leiterplatte im Maßstab 1:1 und klebe es auf ein Stück Hartpapier bzw. Pertinax. Nach Trocknung des Klebstoffs bohre ich dem aufgeklebten Layout entsprechend alle Löcher, stecke die Bauelemente durch, schneide die überstehenden Enden der Anschlüsse ab und verdrahte anhand der erkennbaren Leiterzüge einfach Punkt für Punkt mit Drahtresten. Jeder, der schon mal einen Widerstand oder Kondensator mit umgebogenen, in der Originallänge belassenen  und sozusagen als Leiterzug missbrauchten Anschlussdrähten aus einer Behelfsplatine ausbauen musste, wird dieses hier beschriebene Verfahren zu schätzen wissen. Der Auslötvorgang geht genauso gut wie bei einer Originalplatine. Als Kleber hat sich Holzkaltleim gut bewährt. Sollte auf dem Pertinax keine gute Haftung erzielt werden, kann man auch mit papiernen Selbstklebeetiketten eine haftfähige Untergrundvorbereitung treffen.

Siehe auch: Die Papierplatine


15.1.11: Handy-Ladekabel repariert

Manche Leute stolpern dauernd über Kabel (ich nicht!). Kürzlich hatte ich ein neues Ladegerät bei Reichelt bestellt. Nun war es schon wieder kaputt. Kabel ausgerissen, Kontakte teilweise abgebrochen.



Zur Reparatur habe ich normale Pfostenstecker verwendet. Die Pinne passen stramm in die Plastikschlitze über die Federkontakte und ergeben gute Lötkontakte. 




Die Klicklaschen des Stechergehäuses waren natürlich auch hin. Aber mit etwas Draht kriegt man ja irgendwie alles zugebunden. Der rote Draht dient nun zugleich als Signal: Nicht über das Kabel stolpern!



12.1.11: Silizium-Chips



Ohne Silizium ist die moderne Elektronik nicht denkbar. Diese Silizium-Scheibe mit vielen fertigen ICs habe ich mal geschenkt bekommen. Einige der ICs tragen Punkte und sind wohl als defekt markiert. Die anderen müssten funktionieren, aber ich weiß nicht, was ihre Aufgabe war.



Kleine ICs mit 14 Beinchen könnte ich theoretisch zusammenbasteln. Die Beinchen habe ich jedenfalls schon mal. Man kann gut sehen, wie daraus  DIL-14-ICs werden sollten.



Eine Anfrage nach speziellen ICs brachte kürzlich einige Muster, die ich kaum sehen, geschweige denn einbauen kann. Die unkontaktierten Dies haben eine Kantenlänge von ca. 1 mm.



Theoretisch könnte ich versuchen, eines der ICs mit Stecknadeln zu kontaktieren. Aber lustig wird das nicht. Ich lass es lieber. Man muss auch mal auf ein Opfer verzichten können!




Nachtrag zum
Drahtbonden von Christian Auerswald, Technische Universität Chemnitz, Professur Mikrosystem- und Gerätetechnik

Wir haben an der Professur unseren manuellen Drahtbonder erst seit kurzem. Manuelles Bonden ist  "Handarbeit" und erfordert etwas Übung und ein ruhiges Händchen. Generell wird der Bond-Draht mittels Ultraschall (ca. 60kHz) auf die Bondflächen "aufgerieben". Je nach Technik und Drahtmaterial wird durch Beheizen des Substrats (50..100°C) der ganze Vorgang etwas vereinfacht.



(Bild übernommen vom Hersteller TPT: http://www.tpt.de/index.php?id=73)

Gezielt wird mit dem Mikroskop. Der Substrathalter (weißer Zylinder unter dem Mikroskop auf dem Bild) wird mitsamt der beweglichen Platte darunter verschoben, bis das Bondpad an der richtigen Position ist. Die Verschiebung erfolgt mit dem schwarzen Bedienteil links. Dieses wirkt über eine Hebeluntersetzung (7:1 ?) auf die bewegliche Platte. Das hört sich erstmal sehr grob an und ich war auch skeptisch, aber es geht erstaunlich gut damit zu positionieren. Ist alles richtig positioniert, wird dann der Hebel für die Z-Achse (im Bild nicht zu sehen auf der rechten Seite) langsam gesenkt. Damit senkt sich der Bondkopf. In einer gewissen Höhe wird der Bondvorgang gestartet: ein Hubmagnet drückt das Bond-Tool mit definierter Kraft und Dauer auf das Bondpad und der dazwischen liegende Draht wird mittels Ultraschall "aufgerieben". Danach hebt man den Z-Hebel wieder an. Das eine Drahtende ist angeschweißt. Durch geschicktes Zusammenspiel von X-, Y- und Z-Achse formt man dann den Drahtbogen (dort steckt meiner Meinung nach das meiste Geschick drin) und setzt schließlich nach dem selben Prinzip den zweiten Bond. Der Draht ist ein zweites Mal festgeschweißt. Wenn man den Z-Hebel wieder anhebt, wird diesmal (immer beim 2ten Bond!) der Draht intern geklemmt. Es kann kein Drahtbogen gebildet werden sondern der Draht reißt am zweiten Bondpunkt ab. Diese Erklärung gilt fürs Wedge-Bonden. Ball-Bonden geht ähnlich, nur wird anfangs das berühmte Kügelchen an das Drahtende angeschmolzen. Auf http://de.wikipedia.org/wiki/Drahtbonden sind ein paar Bilder zu sehen.

Unser Gerät ist natürlich nur für die Entwicklung und für Prototypen geeignet. Pro Bonddraht kann man zwischen 5 Sekunden und einigen Stunden (wenn das Bond-Tool verstopft..) Zeit rechnen. Für die Fertigung lohnt sich das nicht. ;-) Da wir nur Sensorik entwickeln und keine Leistungsanwendungen, verwenden wir Drahtdurchmessern von 25..33µm. Neben den Vollautomaten und den manuellen Bondern gibt es noch halbautomatische. Dort wird der Bediener beim Ziehen des Drahtbogens durch einen Automatismus unterstützt.


 Elektronik-Labor  Notizen  Projekte  Labortagebuch