A soldagem SMD refere-se ao processo de soldagem de componentes eletrônicos de montagem em superfície em placas de circuito impresso. À medida que os dispositivos eletrônicos e PCBs se tornaram progressivamente menores, o uso de Componentes SMD disparou no design de circuitos. O tamanho minúsculo dos componentes SMD permite uma densidade muito maior de componentes em placas de circuito e possibilita a miniaturização da eletrônica moderna. No entanto, seu tamanho compacto também cria alguns desafios específicos para montagem e soldagem. Neste guia, abordaremos as principais ferramentas e materiais, o processo passo a passo para soldar componentes SMD corretamente e dominar o retrabalho de soldagem SMD.
Essential Ferramentas de soldagem SMD & Materiais
A soldagem de dispositivos de montagem em superfície requer algumas ferramentas especializadas para manusear componentes minúsculos e realizar juntas de solda de precisão. Aqui estão alguns dos itens essenciais que você precisará:
Ferro de solda – Um ferro de solda com ponta fina na faixa de potência de 15 a 30 W é ideal para trabalhos com SMD. Pontas de até 0.5 mm podem ser usadas. Recursos de controle de temperatura ajudam a evitar o superaquecimento.
Pistola de solda de ar quente – Use ar quente para derreter solda ou pasta de solda, equipada com diferentes pontas de pistola.
Fluxo – Geralmente solução de resina ou pasta de fluxo. Aplicadores do tipo caneta ou agulha permitem melhor controle da quantidade utilizada.
Agente de limpeza – Limpador de PCB ou álcool isopropílico, geralmente combinados com uma escova ou cotonetes, são usados para remover o fluxo residual.
Pasta de solda – A pasta de solda consiste em uma mistura de liga de solda em pó e pasta de fluxo. Ela permite que a solda seja aplicada com precisão às pastilhas SMD antes da colocação dos componentes.
Microscópio – Um estereomicroscópio ou lupas são indispensáveis para inspecionar pequenas juntas de solda e o posicionamento de componentes. Um microscópio com ampliação de 20x a 40x é o mais comum.
Pinças – Pinças de ponta fina permitem o manuseio e o posicionamento precisos de componentes SMD de tamanhos tão pequenos quanto 0201 ou 01005 (0.25 mm x 0.125 mm). Pinças antiestáticas são preferíveis.
Mãos Auxiliares de Soldagem – Ferramentas de mãos auxiliares com lentes de aumento permitem o posicionamento de PCBs sob um microscópio sem a necessidade de usar as mãos durante a soldagem.
Estêncil – Estênceis PCB São finas chapas metálicas cortadas a laser com um padrão de aberturas que corresponde ao layout das bases de solda da placa de circuito impresso (PCB). Para aplicar a pasta de solda, o estêncil é alinhado à placa de circuito impresso e a pasta é filtrada sobre as bases através das aberturas do estêncil. O uso de um estêncil permite uma aplicação precisa e eficiente da pasta de solda antes da colocação do componente SMD.
Gabaritos – Os gabaritos ajudam a posicionar as placas em um ângulo que melhora a visibilidade e o acesso às juntas de solda embaixo dos componentes durante a soldagem manual.
Ferramentas de sucção/dessoldagem de solda – Ferramentas de vácuo especializadas são usadas para remover ou retrabalhar juntas de solda e dessoldar componentes para trabalhos de reparo.
Como fazer soldagem SMD: um guia profissional passo a passo
Prepare a placa de circuito impresso limpando-a completamente para remover quaisquer resíduos ou oxidação que possam estar presentes. Em seguida, você pode iniciar a soldagem SMD com um ferro de solda ou uma pistola de solda a ar quente.
Soldagem SMD com ferro de solda
Etapa 1: Aplicação de fluxo
Use uma caneta de fluxo para cobrir uniformemente todas as pastilhas SMD com fluxo. Para CIs cerâmicos sem chumbo, pré-estanhe as pastilhas com solda (trabalhe rapidamente em temperatura moderada para evitar derretimento excessivo).
Etapa 2: posicionamento do componente
Use uma pinça antiestática para posicionar o chip com precisão PCB pads. Verifique cuidadosamente para garantir que cada terminal esteja alinhado com seu respectivo bloco.
Etapa 3: Soldagem com pontos de canto
Aplique um pouco de solda na ponta do ferro de solda para soldar os cantos diagonais do chip e mantê-lo no lugar. Verifique novamente o alinhamento antes do próximo passo.
Etapa 4: Reaplicação do fluxo
Use a caneta de fluxo novamente para aplicar uma nova camada de fluxo sobre os pinos e pads, garantindo um fluxo de solda suave e evitando a oxidação.
Passo 5: Soldagem por Arrasto com um Mini Wav Tip
Use uma ponta de solda miniwave para arrastar a solda, que possui um reservatório de solda em sua extremidade. Primeiramente, carregue o reservatório com solda derretida. Toque suavemente as extremidades externas dos pinos e das almofadas QFP com a ponta. Levante levemente a ponta em cerca de 0.5 mm para permitir que a solda derretida flua do reservatório para a área da almofada e do pino, formando uma junta de solda. Nesta etapa, preste atenção aos gestos das mãos. O eixo da ponta do ferro de solda deve formar um ângulo de 30° a 45° com a borda a ser soldada. Não arraste a solda muito rápido e controle-a para que ela passe por um ponto de solda em cerca de 1 segundo.
- Inspeção final e limpeza
Após a soldagem, inspecione cuidadosamente cada junta de solda sob um microscópio para verificar se há curtos-circuitos ou soldas de baixa qualidade que exijam retrabalho. Em caso de curto-circuito, aplique fluxo e arraste novamente (máximo de 2 tentativas por área). Se a soldagem não for realizada corretamente uma vez, aguarde até que esfrie antes de soldar novamente. (≤ 3 retrabalhos no total). Enquanto não houver defeitos, realize um processo de limpeza.
Soldagem SMD com Hot Air Senvelhecendo Gun
Etapa 1: Inspeção pré-soldagem
Inspecione as pastilhas da placa de circuito impresso (PCB) para verificar se há saliências de solda adequadas. Se a quantidade de solda for insuficiente, aplique uma pequena quantidade de solda nas pastilhas com um ferro de solda. Se não houver saliências de solda, aplique pasta de solda nas pastilhas usando o estêncil para PCB.
Etapa 2: Aplicação de fluxo
Aplique fluxo tanto nos pinos do componente quanto nas almofadas para melhorar a umectação adequada durante o processo de refluxo.
- Posicionamento de componente
Use uma pinça para posicionar o componente SMD com precisão nas pastilhas da PCB. Certifique-se de que os fios estejam alinhados corretamente com as pastilhas.
Etapa 4: Pré-aquecimento
Antes de soldar, use a pistola de ar quente para pré-aquecer suavemente a área ao redor do componente. Isso evita choque térmico e garante um aquecimento uniforme.
- Refluxo Processo de Soldagem
Aplique ar quente uniformemente no componente até que a solda derreta e reflua. Para componentes SMD pequenos, a tensão superficial ajudará o componente a se alinhar automaticamente na posição correta. Ao trabalhar com componentes QFP, preste atenção ao alinhamento dos pinos durante o aquecimento. Recomenda-se soldar primeiro uma fileira de pinos, verificar o alinhamento e, em seguida, soldar as demais fileiras.
- Inspeção final & Limpeza
Após a conclusão da soldagem, inspecione para verificar possíveis defeitos. Limpe a placa de circuito com álcool isopropílico e uma escova ou cotonetes para eliminar qualquer resíduo de fluxo.
Dicas a seguir durante o processo de soldagem
- Utilize a menor temperatura efetiva do ferro de solda para evitar danos aos componentes sensíveis.
- Mantenha a ponta de solda limpa entre as juntas para garantir transferência de calor ideal para a junta.
- Aplique solda suficiente para formar um filete adequado em cada junta. Solda insuficiente ou em excesso pode resultar em conexões não confiáveis.
- Observe o fluxo e a umidade da solda e reaplique o fluxo ou as almofadas de pré-estanho, se necessário.
- Evite tocar ou bater no PCB até que todas as juntas de solda tenham esfriado e endurecido.
- Inspecione visualmente os componentes inferiores, como BGAs e QFNs, se possível.
- O ESD medidas de prevenção, como pulseiras de aterramento e tapetes.
- Trabalhe sistematicamente do centro para fora ou dos componentes pequenos para os maiores.
- Mantenha as almofadas frias evitando aquecimento prolongado em um ponto para evitar levantamento das almofadas ou danos à PCB.
Como fazer retrabalho de soldagem SMD?
Retrabalhar a soldagem de dispositivos de montagem em superfície é um processo delicado, mas uma habilidade essencial para Reparação de placas de circuito impresso e modificação. Embora seja necessário muito cuidado, é possível dessoldar e substituir componentes SMD com sucesso sem causar danos à placa. Em seguida, mostraremos como refazer a soldagem SMD usando uma pistola de solda de ar quente e um ferro de solda.
Dessoldagem com Comoenvelhecendo Iron
Aplique fluxo nos pinos dos componentes e selecione uma ponta de ferro de solda apropriada com temperatura de 200-400°C. Aqueça os pinos para derreter a solda e remova os componentes com uma pinça. O procedimento é ligeiramente diferente para cada tipo de componente. A seguir, os detalhes específicos.
Componentes SMD de dois terminais – Comece aplicando solda em uma das extremidades e aquecendo-a com o ferro de solda. Enquanto a solda derrete, aqueça rapidamente a outra extremidade. Quando ambas as extremidades estiverem derretidas, use uma pinça para remover o componente. Você pode usar dois ferros de solda para aquecer as duas extremidades ao mesmo tempo.
CIs de pacote duplo em linha (DIP) – Aplique fluxo nos pinos e, em seguida, empilhe a solda ao longo de uma fileira. Mova o ferro de solda ao longo da fileira de pinos para derreter a solda. Insira uma pinça entre o CI e as almofadas no lado derretido e levante para separar os pinos. Remova o excesso de solda com um ferro de solda ou pavio de solda. Repita a operação para o outro lado para remover completamente o componente.
CIs de pacote quádruplo plano (QFP) – Aplique fluxo nos pinos e na mecha de solda. Coloque a mecha de solda sobre a fileira de pinos e aqueça com um ferro de solda. Insira um calço fino de aço não molhável entre os pinos e as almofadas para levantá-los. Repita em todos os lados até que o chip seja removido.
Dessoldagem com a Pistola de ar quente
Aplique fluxo nos pinos dos componentes e segure-os com uma pinça. Pré-aqueça os componentes com uma pistola de ar quente e, em seguida, sopre-os. Não fique parado no mesmo lugar e mova a pistola de ar quente rapidamente para aquecer cada pino. Quando a solda dos pinos estiver derretida, remova os componentes com uma pinça. Por fim, limpe as almofadas para soldar novamente.
O que você deve ter em mente:
-Faça o pré-aquecimento geral, geralmente por 30 segundos.
-Escolha a ponta da pistola de acordo com o formato do componente, em geral utilizando ponta tubular.
-Mantenha a ponta da pistola perpendicular à placa de circuito o máximo possível e a cerca de 10 mm de distância dela.
- Geralmente, ajuste a velocidade do vento para 1-3 níveis e o aquecimento para 5 níveis.
Considerações Finais
A soldagem SMD pode parecer assustadora no início, devido ao trabalho com componentes e juntas ridiculamente pequenos. Mas com um pouco de prática, as ferramentas certas e seguindo uma técnica sólida, você pode soldar componentes de praticamente qualquer tamanho com sucesso. Com os componentes de montagem em superfície ficando cada vez menores e as placas cada vez mais compactadas, aprender técnicas de soldagem SMD está se tornando essencial para iniciantes em PCBs e entusiastas de eletrônica.
