Tudo o que você precisa saber sobre soldagem de PCB

Antes de mais nada, a soldagem de PCBs está entre as habilidades mais fundamentais que você pode desenvolver no universo da eletrônica. O fato é que elas andam de mãos dadas, como cenouras e ervilhas. E, embora seja possível aprender mais sobre eletrônica e criá-la sem a necessidade de pegar um ferro de solda, você descobrirá que um mundo totalmente novo se abrirá com apenas uma habilidade como essa. Neste blog, daremos uma visão geral básica da soldagem de PCBs, incluindo sua definição, tipos, processo e assim por diante. Vamos nos aprofundar…

O que exatamente é soldagem de PCB?

Se você nunca soube, bem, soldagem é um processo em que dois ou mais itens são unidos por meio da fusão e da aplicação de um metal de adição, que é a solda na junta. Tudo o que você precisa para realizar a atividade de soldagem mais simples é um ferro de solda, um pouco de solda e as peças a serem soldadas. A parte superior do ferro de solda normalmente é usada para aquecer a solda, permitindo que ela flua por todas as peças. Além disso, a solda gruda na ponta, auxiliando na transferência de calor e elevando a temperatura da peça metálica até o ponto de fusão da solda. Isso permitirá que o componente adira muito bem à placa de circuito impresso.

Observe que o metal de adição, na verdade, tem um ponto de fusão muito mais reduzido do que o metal adjacente. Diferentemente da soldagem, a soldagem não tem nada a ver com a fusão das peças.

Além disso, na brasagem, o metal da peça não é derretido, mas sim o metal de adição que é fundido a temperaturas muito altas durante a soldagem. Há algumas décadas, quase todas as soldas continham chumbo, enquanto preocupações ambientais e de saúde passaram a ditar o uso de ligas sem chumbo para fins hidráulicos e eletrônicos.

Abaixo listamos vários tipos de soldagem de PCB, que incluem:

• Soldadura por refluxo

É a técnica mais comum utilizada. Nela, uma quantidade específica de solda resistente é colocada em um determinado local de um objeto e, em seguida, enviada diretamente para o que é conhecido como forno de refluxo.

Posteriormente, o calor do refluxo liquefaz a solda, que se solidifica ao sair do forno — isso ajuda a criar a junta de solda.

• Soldadura em onda

Este é um tipo de soldagem seletiva em que partes específicas de uma placa são soldadas conforme os componentes precisam ser fixados nessas partes. É realizada por meio do desenvolvimento de uma onda de solda líquida.

É um processo bastante versátil, pois as máquinas de solda por onda são altamente capazes de realizar junções fáceis, como arrastar uma placa e componentes através da onda.

• Solda manual

Tenha em mente que a técnica padrão de soldagem em quase toda a história da humanidade tem sido a soldagem manual. É considerada um ofício em todos os sentidos da palavra, pois envolve ciência e arte.

A soldagem manual envolve precisão e detalhes meticulosos. Isso ocorre porque há juntas específicas que máquinas controladas digitalmente ou de refluxo não conseguem realizar.

A desvantagem dessa soldagem manual é o fato de que não há muitos produtos que a exijam.

Além disso, a quantidade de pessoas ingressando nessa área é muito pequena, e o esforço de treinar uma pessoa até que ela consiga executar o processo intensivamente é custoso.

• Solda a laser

É quase o mesmo que a soldagem por refluxo. A ideia é que uma solda resistente é colocada em uma placa e então aquecida até começar a fluir e completar a junta soldada. Mas, é realizada com o auxílio de um laser em determinados locais.

É o mais flexível e o mais avançado em termos de precisão. Componentes de montagem segura e furos passantes também podem ser soldados a laser. Além disso, esse tipo de soldagem de PCB tende a apresentar riscos reduzidos, pois utiliza um bisturi e não uma espada larga.

O processo de soldagem de PCB

Daremos uma olhada rápida no processo de soldagem de PCB. Este processo envolve:

• Preparação da superfície

Se você procura uma junta de solda potente, porém de baixa resistência, uma superfície limpa é essencial. Todas as superfícies a serem soldadas devem ser limpas adequadamente. Você pode usar esponjas Scotch Brite da 3M, adquiridas em oficinas mecânicas.

Isso ocorre porque eles removem rapidamente o embaçamento da superfície e não afetam o material da placa de circuito impresso (PCB) em que você deseja trabalhar. Quando a placa estiver finalmente limpa, a ponto de apresentar um tom de cobre brilhante, você pode usar um solvente como acetona.

• Colocação do componente

Após terminar de limpar o componente e a placa, você está pronto para colocá-los na placa. A menos que seu circuito seja simples e envolva poucos componentes, você não pode colocar todos os componentes na placa e soldá-los imediatamente.

Provavelmente, você precisará soldar alguns componentes, um de cada vez, antes de virar a placa e inserir mais alguns. De modo geral, o ideal é começar com os componentes menores e mais planos e, posteriormente, passar para os maiores.

• Aplicação de calor

Você precisará aplicar uma quantidade bem pequena de solda na ponta do ferro de solda, pois isso ajudará a conduzir o calor para a placa e para o componente. Mas não é a solda a responsável por formar a junção.

Para aquecer a junta, você terá que encostar a ponta do ferro de solda no terminal do componente e na placa. É crucial que você aqueça tanto o terminal quanto a placa; caso contrário, a solda se acumulará facilmente e não grudará no objeto frio.

Além disso, a pequena quantidade de solda que você colocou na ponta antes de começar a aquecer a junta ajudará a fazer contato entre o fio e a placa.

• Aplicação de solda na junta

Imediatamente após o aquecimento bem-sucedido do terminal do componente e da almofada de solda, saiba que você está pronto para pagar pela solda. O que você fará é colocar a ponta do fio de solda no terminal de solda e na almofada de solda do componente, e não na ponta do ferro de solda.

Observe que, se todos estiverem quentes o suficiente, a solda fluirá livremente por todo o pad e pelo fio. Você também verá como o fluxo derrete e se liquefaz.

Continue adicionando solda na junta até que a almofada esteja totalmente revestida e a solda tenha formado um pequeno monte com lados côncavos.

No entanto, se começar a formar bolinhas, você precisará usar muita solda ou se a almofada colocada na placa não estiver tão quente quanto você esperava. No final das contas, não mova a junta até que a solda solidifique.

• Inspeção da junta e limpeza

Após terminar de criar a junta, o próximo passo é inspecioná-la. Procure por juntas frias, camisas com almofadas opostas ou fluxo ruim. Se a junta estiver correta, você pode prosseguir para a próxima etapa.

O próximo passo envolve aparar o fio com um pequeno alicate de corte lateral, cortando-o na parte superior da junta de solda. Depois de terminar todas as juntas de solda, limpe o excesso de fluxo que está na placa.

Além disso, alguns dos fluxos são higroscópicos e podem absorver tanta água que se tornam bastante condutores. A maioria dos fluxos pode ser facilmente removida com o uso de hidrato de metila e um pano, enquanto alguns podem exigir um solvente muito mais potente.

Problemas comuns durante a soldagem de PCB

Alguns dos problemas que você pode encontrar durante a soldagem de PCB são:

• Articulação perturbada

É um tipo de problema que envolve a movimentação da solda durante a solidificação. Nesse caso, a superfície da junta pode ser áspera, cristalina ou com aparência fosca. Muitas vezes, é confundida com uma junta fria, pois parecem semelhantes.

• Junta fria

Isso ocorre quando a solda não derrete completamente. Frequentemente, a superfície fica irregular ou áspera. Elas não são confiáveis ​​e a ligação da solda pode apresentar rachaduras.

• Junta superaquecida

Aqui, a solda não flui bem, e o resíduo de fluxo queimado torna a fixação da junta muito difícil de fazer.

• Molhamento insuficiente (absorvente)

Aqui, as duas juntas apresentam sinais de umedecimento insuficiente da almofada de solda. Observe que a solda molha bem os fios, mas não forma uma ligação ideal com a almofada. Isso pode ser resultado de uma placa de circuito suja ou da falha na aplicação de calor na almofada e no pino.

Depois de listar esses problemas, você pode estar se perguntando como saber se há um problema de soldagem na PCB. Bem, se você quiser saber se há um problema com a soldagem da sua PCB, depende do tipo de problema que você está enfrentando.

Por exemplo, se for uma ponte de solda, você verá que não há espaço suficiente entre a camada da máscara de solda e as almofadas. Aqui, as duas juntas de solda da esquerda se fundem, formando uma conexão indesejada.

Quando um fabricante percebe isso, ele pode consertar passando a ponta de um ferro bem quente entre as duas juntas. No entanto, se a solda estiver muito forte, o fabricante pode usar um sugador de solda ou pavio para removê-la.

Como evitar e resolver esses problemas

Nos casos em que o comprador notar algum dos problemas mencionados anteriormente com a soldagem do PCB, é aconselhável que ele não entre em pânico, pois todos eles podem ser reparados com um pouco de paciência.

Se o comprador quiser que a solda flua e ela se recusar a fluir na direção correta, causando problemas, ele pode relaxar e deixar a junta esfriar, limpando e estanhando o ferro em seguida. Qualquer fluxo queimado da junta deve ser limpo com cuidado.

O próximo passo é deixar o ferro aquecer até a temperatura normal. Em seguida, reaquecer a junta e tentar deixar a solda fluir novamente.

Observe que, independentemente do problema que você encontrar com a soldagem da sua placa de circuito impresso, tudo pode ser resolvido. Se, como comprador, você não tiver ideia do que fazer, a peça sempre pode ser levada ao fabricante para reparo.

Dicas para soldagem de PCB

Ao embarcar em sua jornada de soldagem de PCB, você deve:

• Evite tocar na ponta ou na resistência do seu ferro de solda. Isso ocorre porque a resistência do ferro de solda está sempre aquecida a cerca de quatrocentos graus.
• Não toque na parte flexível principal com a ponta de solda, pois a maioria das estações de solda tem uma parte flexível resistente ao calor para proteção e segurança extras.
• Certifique-se de retornar o ferro de solda ao seu suporte normal. Nunca instale o ferro de solda sobre a bancada, mesmo que esteja próximo da área de trabalho como um todo.
• Tente soldar em áreas ventiladas. Isso ocorre porque os vapores liberados pela solda derretida podem ser bastante desconfortáveis. É sempre recomendável mover a cabeça para a lateral do projeto e não para cima dele. Assim, você sempre economiza tempo.
• Certifique-se de lavar as mãos após a soldagem. Isso ocorre porque a solda contém chumbo, um metal muito tóxico. Ao terminar de manusear a solda, lave bem as mãos imediatamente.
• Não use roupas largas. Essas roupas podem fazer você cair facilmente no local de trabalho.

Por fim, antes de pensar em instalar a estação de solda, é fundamental ter um kit de primeiros socorros à mão. Além disso, é fundamental estar sempre preparado para acidentes de trabalho. Preste atenção ao ambiente e tenha muito cuidado com a ponta do seu ferro de solda.

Resumindo           

Conseguimos explicar com sucesso e detalhes o que é soldagem de PCB e até mesmo como o PCB ganhou destaque, as etapas envolvidas na soldagem de PCB, problemas que podem ocorrer e, finalmente, dicas para soldagem de PCB.

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