Soldadura Componentes eletrónicos

A soldadura é a base de todas as aplicações em eletrónica porque permite uma ligação eficiente entre os componentes e os condutores.
A soldadura em estanho consiste em cobrir dois contactos de estanho permitindo uma ligação estanque entre ambos.

O processo é manual, exige alguma prática mas uma vez dominada os princípios nunca mais se esquecem.

Ferro de Soldar, Soldador

O ferro de soldar é o componente que funde o estanho, permitindo por isso a correta ligação entre os condutores.
Um dos fatores importantes do soldador é a durabilidade, geralmente são compostos com uma ponta que aquece por efeito de uma resistência elétrica ligada ao sector.

No mercado e para efeitos dessoldadura de componentes eletrónicos existem dois grandes tipos de soldadores:

  • Tipo Lápis - é um ferro de soldar clássico, na imagem um ferro de 30W é comum para utilizações frequentes quando existe a necessidade de executar várias soldaduras.
ferro de soldar a estanho
  • Tipo Pistola - é utilizado maioritariamente quando se necessita de efetuar uma soldadura esporádica, quase todos incluem um transformador que produz alguma interferência electro-magnética.
    Existem ferros de soldar tipo pistola profissionais, este tipo de ferros normalmente têm grupos de resistência isolados com cerâmica, permitindo funcionamento permanente a potências baixas 20W-30W aumentando rapidamente em caso de necessidade.
ferro de soldar a estanho - Pistola
  • Estação Soldadura - A estação de soldagem permite a execução de algumas funções (dessoldagem, limpeza, etc...), comum em todas, a regulação de temperatura
estação de soldagem
  • Suporte do soldador: Existem vários tipos de suportes, o suporte tem como função base isolar o ferro de locais e objectos que possam sofrer danos quando sujeitos a temperaturas 250ºC-350ºC.
    Alguns suportes têm acessórios de limpeza de resíduos, esponjas por exemplo, que se destinam a limpar as áreas de contacto de resíduos de soldaduras anteriores.
Suporte ferro de soldar a estanho

A soldadura consiste em unir as partes a soldar de maneira que se toquem ficando cobertas com uma camada de estanho fundido que, uma vez arrefecido, constituirá uma verdadeira união eletrónica

  • Tensão: A maioria dos ferros funcionam diretamente no sector 110/220V. Entretanto, a baixa tensão (por exemplo 12V ou 24V) é geralmente valor comum de uma estação de soldadura.
  • Potência: Tipicamente, podem ter uma avaliação de potência entre 15-25 watts, suficiente para a maioria de trabalho. Uma potência mais elevada não significa que o ferro fique mais quente. Deve-se no entanto considerar a utilização de um ferro de maior potência quando se pretende fazer um trabalho contínuo maior, uma vez que um ferro de maior potência não arrefece tão rapidamente.  
  • Anti-estática: Se pretende soldar diretamente componentes sensíveis à eletricidade estática (CMOS, MOSFET) é conveniente ter um ferro de soldar não indutivo, e anti-estáticos de proteção ligados ás áreas junção (uma ligação a uma linha terra é na maior parte dos casos suficiente, se ligada diretamente à zona da soldadura).
  • Controlo de temperatura: Os modelos mais baratos não têm controlo de temperatura, os modelos com controlo de temperatura estão normalmente acoplados a estações de soldadura. Se possui um ferro com aquecimento resistivo pode fazer e adaptar um circuito de controle de temperatura
  • Estações de soldadura: As estações de soldadura têm normalmente controlo de temperatura através de um LCD, a algumas executam as duas funções, soldam e removem a solda.

A Solda

A solda que geralmente chamamos de solda de estanho, na realidade não é composta apenas por estanho. A composição da solda varia a mais comum é composta aproximadamente por 60% de estanho e 40% de chumbo. A percentagem de estanho pode aumentar, aumentando por isso a qualidade da solda. 

SoldaTemperatura Fusão
Solda de Estanho Temperatura da solda

Para eletrónica e montagem de circuitos, a solda mais utilizada é a que vem em fios de 0,8 a 1,2 mm de espessura e com proporção de estanho-chumbo de 60/40. 

Preocupações Ambientais com a Soldadura

No fabrico atual dos equipamentos eletrónicos existe a preocupação de evitar o uso de substâncias nocivas ao meio ambiente. Uma das causas é a utilização do chumbo nas ligas destinadas a soldar componentes, as novas ligas desenvolvidas pelos fabricantes são designadas por LEAD FREE (Isenta de chumbo).

Composição solda:

Solda comum com chumbo

Composição: 37% chumbo, 63% estanho; Ponto fusão: 183ºC;Fusão estanho puro: 232ºC;Fusão chumbo puro:320ºC. O chumbo reduz a temperatura de fusão, reduz o preço e é o elemento de diluição. O estanho é o elemento que torna a liga fluida.

Existem dois tipos de solda em fio, as com núcleo de resina 60/40 (sn/pb) e as com núcleo de resina orgânica (no clean).

Soldas sem Chumbo (Lead-free)

Composição: 96,5% estanho, 3% prata, 0.5% cobre. Tem um ponto de fusão mais elevado que a solda comum e um aspeto fosco em vez de brilhante da solda comum. A solda lead free não se mistura com a solda comum, no caso de uma soldadura com estanho comum em substituição de soldadura anterior “lead-free” é recomendado que se retire totalmente a solda, só posteriormente, executar a soldadura com solda comum.

Como identificar se o circuito impresso usa solda lead-free isenta de chumbo?

Em algum local do circuito impresso encontrará o símbolo que identifica o circuito impresso com soldadura isenta de chumbo.

Solda isenta chumbo - simbolo

Antes de efetuar uma soldadura deverá assegurar-se de que:

A ponta do ferro deve estar limpa

limpeza ferro soldar

Que os contactos a soldar devem estar limpos, sem impurezas e ou óxidos;

limpeza componentes e placa

Que o ferro tem a potência e ou temperatura adequada para o que se vai soldar.

Após a verificação e ou limpeza dos componentes do ferro, aquece-se de uma forma uniforme os objetos que vão sofrer a soldadura, encostando o ferro a ambos, geralmente em menos de  3 segundos ambos ficam com temperatura adequada para proceder à soldadura, dependendo da massa de ambos os objetos.

Soldar componentes eletronicos

Como Soldar Componente Eletrónico

Solda nos componentes eletronicos
Solda nos componentes

Para soldar os componentes coloque solda diretamente sobre os objetos aquecidos evitando tocar diretamente na ponta do ferro. A solda ao aquecer fica no estado semi-líquido preenchendo os espaços vazios, unindo as duas peças a soldar.

Certifique-se de ter à mão uma esponja húmida para efetuar a limpeza da ponta do  soldador.

Não deixe a ponta do soldador no terminal do componente e/ou no orifício mais do que o mínimo necessário (máximo 10s). Existe o risco de danificar o componente e/ou a placa.

Retirar a solda, retirar o ferro de soldar, deixar que a solda arrefeça naturalmente.

Nunca soprar diretamente sobre a soldadura, soprar produz o que se chama soldaduras frias que vão estalar mais tarde. 

A solda deve ser colocada em contacto direto com o componente eletrónico a soldar e as pistas.


Colocação solda

 Soldaduras Corretas

  1. 1-Mínimo
  2. 2-Óptimo
  3. 3-Excessivo

Boa soldadura eletrónica


Soldaduras Incorretas

soldaduras deficientes
Soldaduras Partidas
  1. 1-Má soldadura do material a soldar, terminal pouco aquecido;
  2. 2-Má soldadura da placa, cobre da PCI pouco aquecido;
  3. 3-Má soldadura do material e da placa, terminal do componente e PCI pouco aquecidos.


Má soldadura eletrónica


Dessoldadores

No trabalho técnico normal, existe a necessidade de retirar componentes das placas de circuitos eletrónicos para substituição.
Existem vários tipos de dessoldadores alguns incorporados em estações de soldadura outros mais ou menos sofisticados executam a função de remover o estanho de uma soldadura anterior.

Dessoldador ManualDessoldador VácuoDessoldador Quente
dessoldador manual dessoldador vacuo dessoldador a quente

Utilização Dessoldador Manual (Sugador)

utilização dessoldador manual
  • 1: Aqueça a área de onde a solda vai ser retirada usando o ferro de soldar. É recomendável, em alguns casos, adicionar um pouco de solda "nova" para que a remoção da solda antiga seja facilitada;
  • 2: Deixe a solda a ser retirada liquida aquecendo a solda a remover;
  • 3: Empurre o embolo do dessoldador e posicione imediatamente em cima da solda a remover;
  • 4: Pressione o botão de libertação do embolo, o embolo ao voltar à sua posição normal vai aspirar a solda a remover;
  • 5: Remova ambos (ferro e dessoldador) simultaneamente, se a solda não foi removida por completo, repita a operação.

Precauções na Soldadura de componentes

ComponentesFotoAvisos - Precaução Soldadura
Resistores - Resistências resistor - resistência Sem precauções especiais.
Capacitores - Condensadores
Baixa Capacidade
(abaixo de 1µF)
capacitores cerâmicos Podem ser soldados sem cuidado em relação a polarização.
Cuidado com os componentes de polistireno podem facilmente ser danificados pelo calor.
Capacitores(condensadores) Eletroliticos
(acima de 1µF)
capacitor eletrolitico Têm de ser soldados de forma correta em relação à polarização +/-.
Díodos diodos Soldados de forma certa em relação à polaridade ânodo cátodo.
Cuidado ao soldar díodos de Germânio (ex: OA90) porque são facilmente danificados pelo calor.
LEDs LED Soldados de forma certa em relação à polaridade ânodo cátodo.
O cátodo(-) é o pino mais curto.
Transistores transistors Soldados de forma certa em relação aos pinos EBC.
Facilmente danificados pelo calor.
Suporte de circuitos integrados suporte circuito integrado Ao soldar verificar a posição;
Não colocar os circuitos integrados antes de soldar, soldar apenas o suporte.
Circuitos integrados circuito integradoAo soldar verificar a posição;
Facilmente danificados pelo calor e eletricidade estática. Os CI sensíveis a estática devem ser deixados na embalagem até à soldadura, o suporte de CI é preferível em vez da soldadura nos CIs sensíveis a calor e estática.


Reballing - Reflow

São dois termos que significam ressoldar um circuito integrado com múltiplos terminais.

Reballing: Define o procedimento de (des)soldagem com "remoção" do circuito integrado, limpeza da placa e chip e voltar a soldar. Existem alguns locais que referem que a utilização da solda com chumbo é 'melhor', na realidade, o chumbo é(era) adicionado ao estanho porque diminui a temperatura de fusão. Se a solda for de excelente qualidade e baixa temperatura de fusão pode ser usado solda livre de chumbo (Lead Free) com os mesmos resultados(esta solda é muito mais cara do que a comum e, por isso, mais difícil de encontrar). A mistura com a percentagem 63/37 é a que tem o ponto de fusão mais baixo 183ºC (mistura eutética), permite executar rapidamente a soldadura sem danificar o CI.

Reflow: É o procedimento de aquecer a solda até se tornar liquida e, por isso, refazer a soldadura, se o problema for quebra nas soldaduras por impacto ou por qualquer outro motivo, este procedimento é suficiente. Este procedimento é o mais usado uma vez que o Reballing exige mais experiência e equipamento especifico. Com alguma frequência o Reflow deixa o equipamento inoperacional, isto acontece por excesso de temperatura, refaz-se as soldaduras mas, o aquecimento excessivo do CI danifica-o irremediavelmente.