Sebenta soldadura

8/3/2019 Sebenta soldadura

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SEBENTA


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DE

SOLDADURA

J.C.S.

Sebenta de Soldadura Pg. 2


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ndice

A Soldadura.............................................................................................................

A Solda....................................................................................................................

O ferro de soldar......................................................................................................

A manuteno do ferro de soldar.............................................................................

Aco de molhagem................................................................................................

A funo do fluxo (desoxidante, decapante) ..........................................................

Decapantes..............................................................................................................

A execuo da soldadura........................................................................................

Ferramentas de apoio soldadura...........................................................................

Remoo do fluxo e impurezas ..............................................................................

Tcnicas de Soldadura............................................................................................

Soldadura automtica..............................................................................................

Dessoldadura...........................................................................................................

Bibliografia.............................................................................................................

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A Soldadura

Chama-se soldadura unio de duas peas entre si de forma ntima e rgida. O processo

mais perfeito de unir peas metlicas provocar a fuso de ambas no ponto de unio; quando a

soldadura arrefece, os metais fundidos solidificam de novo e a continuidade das duas peas

perfeita. esta a chamada soldadura autognea1, utilizada nas grandes construes metlicas.

Este tipo de soldadura tem no entanto limitaes de utilizao que a impedem de ser

universalmente adoptada. Em primeiro lugar, exige que as peas a ligar sejam ou do mesmo metal

ou de metais diferentes com pontos de fuso iguais; em segundo, a fuso dos metais exige o

fornecimento de temperaturas elevadas, cuja manipulao difcil e perigosa. Portanto a soldadura

autognea no pode ser utilizada seno em trabalhos de certa envergadura.

Um outro tipo de soldadura que, conquanto menos perfeita, de muito mais simples

realizao, a solda por interposio dum terceiro metal. Neste processo as peas a soldar no so

levadas fuso, nas apenas aquecidas. Sobre elas derramado um terceiro metal em fuso,

chamado solda, que quando solidificado mantm definitivamente as peas unidas (Fig.l).

Fig. 1 Unio de peas (soldadura) atravs da interposio de um terceiro metal.

A maior vantagem deste tipo de soldadura no exigir temperaturas elevadas para a sua

realizao. De facto, o terceiro metal que realiza a unio normalmente o estanho, cuja

temperatura de fuso de apenas 200 centgrados, pelo que basta a chama dum bico de gs ou uma

ponta de ferro aquecida para o liquefazer.

O inconveniente da soldadura por estanho a pouca resistncia mecnica deste metal.

Observe-se na fig. 1 que as peas soldadas por este processo no ficam intimamente unidas, mas

apenas apertadas uma contra a outra pela camada de estanho. Submetendo uma soldadura destas a

1 Soldadura de metais, pela fuso das partes que se querem ligar.



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um esforo de traco, este recai inteiramente sobre o estanho que, como sabemos, um metal

extremamente fraco e macio.

A necessidade de soldadura nos circuitos electrnicos

Os circuitos electrnicos so constitudos por elementos

(condensadores, resistncias, dodos, transstores, etc.), fig.2,

ligados entre si por fios condutores. Para o bom funcionamento

destes circuitos indispensvel que estas ligaes sejam

permanentes e no apresentem resistncia.

Se, por exemplo, quando ligamos dois condensadoresem srie nos limitssemos a enrolar os terminais de ambos um

ao outro, essa ligao nunca teria carcter permanente: as

variaes de temperatura exteriores iriam a pouco e pouco

afrouxando o aperto dos fios e o oxignio do ar acabaria por os

isolar por completo. Portanto, a partir de certa altura, a ligao

passaria a ser intermitente e o circuito a funcionar com

interrupes.

Fig. 2 Componentes

A soldadura a estanho e ideal para as ligaes electrnicas. Como exige pouco calor, a

execuo fcil e no deteriora outras peas circundantes; como o estanho bom condutor da

corrente elctrica, os pontos de soldadura no apresentam resistncia; e nem sequer se sofre o

inconveniente de pouca resistncia mecnica, pois as montagens electrnicas so realizadas

rigidamente sobre os chassis e no ficam sujeitas a esforos mecnicos.

A Solda

A solda o elemento cuja fuso e posterior solidificao provoca a unio das peas a ligar.

Existem no mercado numerosos tipos de soldas, mas as nicas que nos interessam so constitudas

por ligas de estanho com outros metais leves (chumbo, antimnio, bismuto, etc.). Dos diferentes

metais que entram nas ligas e das suas propores entre si depende a qualidade das soldas, que

podem ter mais elevado ou mais baixo ponto de fuso, maior ou menor facilidade em aderir s pe-

as a ligar e maior ou menor consistncia mecnica.



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As soldas de estanho apresentam-se comercialmente em barra, em vareta e em fio (fig. 3).

As soldas em barra so utilizadas pelos electricistas e guarda-fios, em trabalhos exteriores ou

interiores que requeiram soldaduras de grandes dimenses; as soldas em vareta aplicam-se em

trabalhos interiores de menores dimenses e as soldas em fio so empregadas quase exclusivamente

nas ligaes dos circuitos electrnicos.

Fig. 3 Solda em fio

a solda em fio que nos interessa particularmente; este nome deriva de ser constituda com

a forma de um fio de 0,5 a 3 mm de dimetro. Esta forma torna-se bastante malevel, fcil de

trabalhar e possibilita enrol-la em bobinas, o que um processo cmodo de armazenagem.

A solda em fio tem ainda uma particularidadeinteressante: fabricada interiormente oca,

sendo esse vazio cheio com material

desoxidante (rezina ou cido) que, como

veremos, desempenha um papel importante na

realizao da soldadura (fig.4).

Fig. 4 Extracto de solda em fio

O ferro de soldar

Em qualquer tipo de soldadura, o primeiro requisito, alm da solda, o uso de calor. O ferro

de soldar o elemento que fornece o calor necessrio soldadura de estanho (fig. 5). Trata-se duma

ponta que elevada a uma temperatura de algumas centenas de graus por meio duma fonte interna

de calor.



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Fig. 5 Diferentes ferros de soldar

Fig. 6 Ferro de soldar dos anos 50, que j no serve para soldar circuitos electrnicos modernos, devido sua grande potncia e ponta grossa.

H ferros de soldar de diversos tamanhos, formas e potncias, mas basicamente consistem

de trs elementos principais (fig.7).

- Uma resistncia elctrica de aquecimento.

- Um bloco de aquecimento, que actua como reservatrio de calor

- A ponta que transfere o calor para a zona de trabalho.

Fig. 7 a) Constituio dos

ferros de soldar elctricos



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Fig. 7 b) Constituio dos ferros de soldar elctricos

Os modelos mais utilizados de ferros de soldar por serem os mais baratos so os de tensoconstante. Nestes a voltagem fixa e constante, provocando que a temperatura da ponta dependa s

da capacidade de aquecimento da resistncia elctrica, e da massa do bloco e ponta.

Os ferros de temperatura limitada tm um dispositivo que limita a temperatura mxima a

atingir pela ponta de ferro, no sendo, portanto, essa temperatura dependente s da potncia do

ferro como no caso anterior.

Os ferros mais sofisticados so os de temperatura controlada, tm um sensor de temperatura

regulvel, por exemplo um termstor. O operador pode regul-lo para a temperatura desejada, poisatravs de um sistema de realimentao em circuito fechado, a energia fornecida resistncia de

aquecimento desligada e ligada de forma a ponta temperatura desejada (Fig. 8).



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Fig. 8 Diferentes estaes de soldadura, com controlo de temperatura

Fig. 9 O ferro de soldar ainda largamente usado em reparaes. Na ltima dcada muitosfabricantes criaram ferramentas especiais para se poderem soldar manualmente componentes SMD

Outra ferramenta normalmente considerada como ferro de soldar a pistola de soldar. Neste

caso o controlo da temperatura muito difcil, o aumento de calor desenvolvido no ferro

directamente proporcional ao tempo que o gatilho (o contacto elctrico) est primido.

A manuteno do ferro de soldar

Em qualquer tipo de ferro de soldar a pea principal a ponta e em especial a sua

extremidade exterior, ou bico, que propriamente a parte que fornece o calor soldadura (Fig.10).



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Fig. 10 a) Diferentes pontas para ferros de soldar

Para cumprir eficazmente a sua funo esta ponta necessita ser permanentemente cuidada,

dado que funciona em condies bastante ingratas de trabalho. Todos os metais so maleficamente

afectados pela temperatura; em primeiro lugar o calor diminui-lhes a resistncia mecnica, e

portanto, provoca-lhes deformaes; em seguida a temperatura elevada favorece as reaces

qumicas e consequentemente a alterao das superfcies exteriores pelo ataque do oxignio do ar

(oxidao).A oxidao consiste na formao em volta da ponta duma mais ou menos fina camada

de xido que com o tempo a tende a envolver completamente. Os xidos so maus condutores de

calor, pelo que se essa camada no for removida o calor fica retido na massa de cobre e no passa

para a pea a soldar.

Pontas Longa Durao

So pontas de cobre protegidas por capas

de ferro, nquel e cromo, respectivamente, assim

como pr-estanhadas e prontas a usar.

Isto evita a sua deformao e desgaste

aumentando a sua durao 20 vezes mais do que

uma ponta de cobre convencional.

Fig. 10 b) Diferentes pontas de longa durao para ferros de soldar

No cuidar dos ferros de soldar alm de dificultar a aco do operador, aumenta a

possibilidade de uma m ligao. Se um ferro se estragar, ou um elemento arder, o ferro no ficainutilizado para sempre, s as partes defeituosas precisam ser substitudas, consultando sempre as

instrues do fabricante. As sugestes que se seguem, ajudaro a prolongar a sua vida til e a obter

os mximos benefcios da ferramenta.

- No remover a ponta do ferro de solda quando este estiver ligado. Isso provoca elevao da

temperatura do elemento de aquecimento a aproximadamente 700 C, resultando em choque

trmico e reduo da vida til do sensor e do elemento de aquecimento.



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- Manter a esponja hmida, jamais encharcada a fim de evitar choques elctricos e reduo da

vida til das pontas de solda. De preferncia use gua destilada.

- Coloc-lo sempre no devido suporte (fig. 11).

- No desligue a unidade de solda da unidade de controle ( Base) quando o equipamento estiver

ligado a rede para evitar danos os circuitos de controle e sensores.

- Manter a ponta de solda sempre estanhada, protegendo assim a mesma contra oxidao.

- Evite movimentos bruscos ou quedas da unidade de solda afim de evitar danos aos sensores

principalmente quando aquecidos.

- No use lima ou outros objectos para limpeza das pontas de solda. Isto pode danificar o

banho especial usado no tratamento das mesmas reduzindo sua durabilidade.

- Desligue os equipamentos quando os perodos de intervalos de utilizao forem prolongados.

Quando estes intervalos forem pequenos, mantenha o equipamento ligado porm em baixa

temperatura.

- Limite o uso de fluxos resinados altamente activados do tipo cido, isso reduzir a vida til

das pontas de solda.

- Verifique sempre a tenso de utilizao em conformidade com sua rede elctrica local.

- Utilize sempre peas e acessrios originais

Fig. 11 Diferentes suportes e esponjas para ferros de soldar

Aco de molhagem

Para quem v soldar pela primeira vez, parece-lhe que a solda no faz mais do que ligar dois

metais, como se fosse uma espcie de cola liquefeita por aquecimento. Mas o que realmente se

passa bem diferente. Logo que a solda lquida e quente entra em contacto com a superfcie de

cobre, isenta de impurezas, a solda difunde-se na superfcie de cobre. As molculas de solda e

cobre combinam-se e formam uma nova liga metlica, uma parte de cobre para uma parte de solda,

com caractersticas prprias. Esta aco de expulso das molculas de ar ou vapor denominada



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molhagem (estanhagem), e origina a formao de um elo intermetlico entre as duas partes (fig.

12).

Fig. 12 A solda lquida expulsa o ar ou vapor em contacto com a superfcie de cobre e forma uma

ligao metalrgica com o cobre.

A molhagem d-se apenas na superfcie de cobre que esteja livre de qualquer tipo de

contaminao e de qualquer pelcula de xido formada por exposio ao ar. S se estabelece

tambm se a solda e a superfcie de trabalho estiverem a temperatura correcta, isto a temperatura

de fuso da solda.

Mesmo que a superfcie possa parecer limpa quando se vai aplicar a solda, ainda existe uma

fina pelcula de xido cobrindo-a. Ento, se a solda for aplicada o resultado ser igual ao de uma

gota de gua caindo sobre uma superfcie oleosa, pois a pelcula de xido no deixara a solda aderir

perfeitamente superfcie de cobre. Para uma boa soldadura, deve-se retirar totalmente a pe1icula

de xido antes do processo de soldagem.

A funo do fluxo (desoxidante, decapante)

Soldaduras de alta segurana so possveis em superfcies totalmente limpas. A

utilizao de solventes e abrasivos para limpar as superfcies a soldar, imprescindvel para uma

boa soldadura, mas na maioria dos casos insuficiente. Isto devido grande rapidez com que se

oxidam as superfcies metlicas aquecidas, criando-se pelculas que impedem uma soldadura

correcta. A fim de evitar a formao de pelculas de xido, torna-se necessrio utilizar na soldadura

substncias chamadas FLUXOS cujas principais funes so:

- desoxidar as superfcies metlicas, aco qumica, e mant-las limpas temperatura de

fuso, estabilidade termal, no permitindo a formao de novos xidos.

- permitindo uma melhor molhagem das superfcies que se vo ligar atravs de solda

lquida.



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- deve ser um meio de transferncia de calor para assegurar que as partes a serem juntas

atinjam a temperatura necessria para se formar uma ligao metlica.

Os fluxos utilizados em electrnica podem ser divididos em duas categorias: base de

resina e solveis em gua (fig. 13). O fluxo solvel em gua tem esta denominao porque os seus

resduos so solveis em gua, este tipo de fluxo no ser objecto do nosso estudo. Os fluxos base

de resina tem trs componentes: o solvente ou veculo, a resina e o activador (em fluxos muito

suaves no se utiliza o activador). A funo do solvente simplesmente de actuar como veculo

para o fluxo, quando este est no estado lquido. O solvente que utilizamos o lcool isoproplico.

A resina um produto natural, slido temperatura ambiente, que se extrai dos pinheiros. Para

reforar as propriedades da resina utilizam-se aditivos chamados activadores.

Fig. 13 Fluxos decapantes existentes no mercado.

A resina corrosiva temperatura de fuso da solda, removendo facilmente os xidos da

superfcie metlica. No entanto, a resina quando se encontra no estado slido, por exemplo a

temperatura ambiente no corrosiva e m condutora, no afectando o funcionamento do

circuito. devido aco da resina de remover os xidos e de impedir uma nova oxidao que

permite soldadura formar um elo intermetlico sem interrupes.

Aps a reaco qumica de desoxidao, a resina deve criar uma pelcula protectora das

superfcies metlicas limpas que se encontram temperatura de solda, estabilidade termal. Doutra

forma, as espelhadas superfcies metlicas expostas, facilmente se reoxidariam, aceleradas pelas

elevadas temperaturas de soldadura.

Os activadores permitem melhorar a eficcia da resina, tem uma temperatura de dissociao

abaixo das temperaturas de soldagem. Quando se dissociam limpam quimicamente as superfcies

oxidadas e a medida que a temperatura se eleva para a temperatura de soldagem, parte do activador

decompe-se e volatiliza-se mas a maior parte recombina-se no arrefecimento, deixando resduosto inofensivos quanto possveis.



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Ateno que a resina decompe-se e queima-se a 285C derivando em depsitos

indesejveis que no se dissolvem na solda liquefeita e so difceis de remover. Temos de ter em

ateno a temperatura mxima da ponta do ferro de soldar que utilizamos.

Embora os fluxos moderadamente activados sejam muito mais fortes que o produto original

(resina no activada, tipo R), ainda so relativamente fracos. Necessitam de um certo controle das

superfcies das partes a soldar com vista a obter confiana e economia nas soldaduras a executar.

Este composto utiliza-se em larga escala nos computadores, telecomunicaes, aeroespacial e

aplicaes militares e tem tambm sido utilizado com sucesso nas televises a cores sendo, neste

caso, os resduos l deixados.

Alm dos fluxos utilizados em electrnica existem diversas variedades de fluxo conforme o

tipo de aplicao e o fim a que se destina por exemplo, na soldadura de folhas de metal so

utilizados fluxos cidos assim como em canalizaes de gua. A soldadura de prata (que precisa de

temperatura muito mais elevada para fundir do que as de estanho/chumbo) utiliza pasta de brax.

Ateno que os fluxos cidos nunca devem ser utilizados em electrnica, e os fluxos activados da

famlia da RA 50 devem ser utilizados por algum altamente especializado.

Decapantes

Decapante passivo (R resina)

formado por resina pura dissolvida em lcool. Possu pouca actividade e reduz pouco as

camadas oxidadas. Por isso as superfcies a soldar devem possui boas caractersticas para

soldadura. Os resduos no so agressivos e possuem altas propriedades de isolamento elctrico.

Decapante de baixa ou mdia actividade (RMA - resina)

Este decapante consiste numa soluo de resina a que se adicionou um sal orgnico ou

cido. O aditivo tem propriedades desoxidantes que removem as camadas oxidadas das superfcies

a soldar. Infelizmente, os resduos tendem a corroer a juno soldada e aparece uma camada de

xidos na juno com propriedades isoladoras, que pode originar problemas durante o teste do

circuito.

Decapante altamente activo (RA - resina)



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Este tipo contm alta percentagem de agentes activadores na forma de sais orgnicos ou

cidos e utiliza-se principalmente em superfcies que so difceis de soldar. Os resduos so muito

agressivos e devem ser removidos.

Decapante com base em gua ou solvel em gua

Estes decapantes so geralmente muito activos. O grau de oxidao mais elevado do que

com decapantes dissolvidos em lcool, pelo que os objectos devem ser bem limpos depois da

soldadura. O decapante pode ser removido com gua.

Decapante com base em gua e sais inorgnicos

Contm por exemplo cloreto de zinco ou cloreto de amnio como agente redutor. O

solvente normalmente o glicerol ou o glicol, que corroem os materiais da PCI e reduzem a

resistncia de isolamento em ambientes hmidos.

Decapante com base em gua e sais orgnicos

O agente redutor normalmente o cido lctico ou o cido ctrico. Este decapante especial

utiliza-se nos casos em que outros no so convenientes. O efeito desoxidante do cido limitado,

pelo que necessria grande concentrao.A vantagem que os resduos no so destrutivos, no sendo necessrio limpar bem os objectos

soldados.

Solda em pasta

A solda em pasta utilizada na soldadura por refluxo ( ver pginas seguintes). Contm

estanho e decapante de um dos tipos acima referidos, mas o agente redutor normalmente mais

concentrado.

A execuo da soldadura

Soldar a estanho ligar peas entre si utilizando como elemento de unio o estanho fundido.

No basta porm juntar as peas e deitar-lhes solda por cima para que elas fiquem soldadas; a

soldadura para ser perfeita, tem que obedecer a certas regras de execuo que, embora simples, tem

que ser cumpridas. Vamos descrever uma operao de soldadura utilizando como exemplo, a unio

de um fio a um conector.

Regra 1 Deixar aquecer bem o ferro antes de iniciar o trabalho.



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Regra2 As peas a unir devem estar bem limpas.

Regra 3 As peas devem ser estanhadas separadamente antes da soldadura

Regra 4 As peas a ligar devem ser encostadas de forma a apresentarem uma superfcie de

contacto to grande quanto possvel.

Regra 5 As peas devem ser aquecidas pelo ferro antes de lhe aplicar solda. O ferro deve

ser encostado na parte inferior da zona a soldar, dado que o calor sobe. A solda aplicada

rapidamente e apenas na quantidade suficiente. A solda em excesso, alm de representar

desperdcio de material, d mau acabamento ao trabalho, podendo at provocar curtos.

Fig. 14 Passos para soldadura de um fio

Fig. 15 Sequncia de insero, soldadura e

sobre um conector. corte de um componente

Fig. 16 Soldadura correcta esoldadura fria: o estanho no se adereao terminal do componente e/ou aocobre.



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Fig. 17 Diferentes soldaduras

Para se conseguir uma boa soldadura (soldadura de alta segurana), temos de respeitar os

dez mandamentos de soldadura manual:

1 Quando tocar na zona de trabalho com o ferro, tente que o contacto da parte de maior

massa se faa com a parte mais larga da ponta enquanto a zona de menor massa contacte com o

lado ou bico.

2 Logo que estabelea o contacto da ponta com o trabalho, faa uma ponte de calor

colocando a solda nucleada no intervalo. Assim, fundir-se- o fluxo e alguma solda criando-se uma

molhagem localizada a que permite uma rpida transferncia de calor.

3 Quando a solda nucleada comea a fundir, contorne-a na juno.

4 Retire o fio de solda primeiro, depois de adicionar o metal necessrio juno.

5 A seguir, retire o ferro, mas s depois da solda atingir o contorno desejado.

6 Deixe a solda arrefecer sem vibraes par impedir a formao de juntas mexidas.

7 Aplique sempre o calor do lado oposto ao isolamento e aos componentes sensveis ao

calor.

8 No funda solda na ponta do ferro transportando-a depois para o trabalho.

9 No coloque o ferro de soldar em cima da solda nucleada entre o trabalho e a ponta; o

fluxo no escorrer para a ligao.

10 No puxe ou empurre a junta de solda para inspeco.

Fig. 18 - Exemplo de ordem de soldadura para um integrado de

oito

pinos.

Ferramentas de apoio soldadura



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Existem muitos tipos de ferramentas de apoio soldadura utilizada conjuntamente com o

ferro de soldar, vamo-nos referir s mais utilizadas.

Dissipadores de calor Como o prprio nome indica, utilizado para impedir a chegada

de calor a uma zona sensvel temperatura (por exemplo a certos semicondutores

Fig. 19 Dissipador de calor

Ferramenta anti-chupa tm dupla funcionalidade. Alm de serem dissipadores de calor,

so utilizados para impedir que a solda liquida suba por capilaridade no fio multifilar

provocando a fuso ou queimadura do isolamento, endurecendo o fio, deixando de ser

multifilar, tornando o fio mais quebradio.

Fig. 20 Dissipador de calor

Esponja celulsica Esponja para limpar e manter a ponta do ferro de soldar em condies. Deve

estar sempre embebida em gua.

Suporte para ferro de soldar - Devem ser do tipo que segure o corpo do ferro sem existir

contacto da ponta com qualquer parte da estrutura metlica e deve proteger o operador de se

queimar.

Remoo do fluxo e impurezas



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Depois de executada a soldadura, o fluxo deve ser removido de cada ligao soldada,

limpando com solvente e secar com um pano ou de outro modo que satisfaa as especificaes. A

montagem completa deve estar totalmente limpa de fluxo e de resduos de agentes de limpeza. A

no limpeza pode ser sinnimo de corroso, podendo esta alterar os condutores, aumentando a

resistncia elctrica, ou at formar interrupo fsica dos condutores por t-los tornado frgeis.

Tambm pode provocar correntes de fuga, o que torna uma avaria muito difcil de detectar na

reparao do circuito.

Tcnicas de Soldadura

Desde sempre a soldadura tem sido usada para fazer as ligaes entre os componentes

electrnicos. Este artigo fala de algumas das tcnicas actualmente utilizadas e, tal como se ver, o

desenvolvimento da microelectrnica fez aparecer tcnicas de soldadura altamente sofisticadas.

A solda de estanho bem conhecida de quem se dedica a trabalhos de electrnica. No

entanto, poucos conhecero com exactido a sua composio. A solda usada em electrnica uma

liga de estanho e chumbo. Ambos os metais so bons condutores e ambos se liquefazem a uma

temperatura relativamente baixa. Alm disso, possuem outras caractersticas, tal como dureza e

elasticidade, que so factores positivos para esta aplicao especfica. Tal como mostra a Fig.20, as

misturas de chumbo e estanho possuem uma ampla zona de fuso, em que o metal permanece no

estado pastoso. Como nas boas soldaduras necessrio que os metais passem rapidamente do

estado slido ao liquido, a investigao procurou encontrar a liga chumbo estanho ptima. A liga

ideal deveria ter um comportamento euttico, isto , que mudasse instantaneamente do estado

slido para o lquido.

O grfico da Fig.20 mostra que a temperatura de incio de fuso das ligas chumbo/estanho sempre de 183,3C, qualquer que seja a composio da mistura. Com uma mistura de 40% de

estanho e 60% de chumbo, o material est completamente fundido a cerca de 234C, mas entre

183,3C e 234C a mistura encontra-se no estado pastoso. O grfico tambm mostra, que o

diferencial de temperatura correspondente ao estado pastoso, depende da percentagem da mistura

estanho/chumbo.



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Fig. 20 Grfico que mostra a temperatura de liquefaco de vrias ligas estanho/chumbo. A norma

DIN1707 aconselha uma liga de 63% de estanho e 37% de chumbo para trabalhos de electrnica.

O comportamento euttico s existe para uma liga de 61,9% de estanho e 38,1% de

chumbo. Depois de muita investigao, foi criada a norma industrial D1N1707 que estabelece: a

solda de estanho com ponto de fuso a 183C deve ser constituda por 62,5% a 63,5% de estanho e

o resto chumbo. A Tabela 1 mostra um resumo das caractersticas de vrias ligas estanho/chumbo.

Tabela 1 Principais caractersticas de vrias ligas estanho/chumbo.

Em termos gerais existem trs grandes processos de soldadura e algumas tcnicas adicionais

para casos especiais. O processo mais antigo e mais conhecido o do ferro de soldar, que foi muito

utilizado antes de aparecerem as placas de circuito impresso (PCI). Hoje, o ferro de soldar s se

utiliza para soldar fios e grandes componentes nas PCI. claro que nos trabalhos de manuteno o



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ferro de soldar ainda continua a ser muito usado, mas hoje mais pequeno e de menor potncia do

que antigamente.

Embora os amadores e fabricantes de pequenas sries de equipamentos ainda utilizem ferros

ou pistolas de soldar, a indstria electrnica sofreu uma evoluo tremenda. Com a chegada das

PCI comearam a usar-se equipamentos automticos de soldadura. O trabalho com um ferro de

soldar no s demorado, como impreciso no caso de componentes SMD (para montagem em

superfcie), que so difceis de manipular. Estes componentes tm de ser colocados na PCI com

uma preciso da ordem das dezenas de micrmetros e o intervalo entre pontos de soldadura de

apenas algumas centenas de micrmetros.

claro que uma preciso deste tipo no se pode obter manualmente, pelo que se tiveram de

criar processos automticos. Hoje, grande parte dos aparelhos electrnicos s pode ser fabricado

com a ajuda de robs para colocar os componentes e mquinas de soldadura automtica.



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Soldadura automtica

Na soldadura industrial existem dois grandes mtodos: soldadura por onda e por refluxo.A tcnica da onda boa para soldar componentes cujos terminais previamente estanhados so in-

troduzidos nos furos da PCI. A tcnica do refluxo comeou a utilizar-se quando os componentes

SMD apareceram no mercado.

A grande vantagem desta tcnica implicar menores custos de investimento. Um forno de

refluxo muito mais barato do que uma mquina de soldadura por onda. Entretanto, a tcnica de

refluxo j amadureceu e evoluiu para a segunda gerao. Os sistemas de aquecimento por radiao

infravermelha dos primeiros tempos, esto a ser rapidamente substitudos por mquinas de ar

quente.

Soldadura por onda

A soldadura por onda a tcnica por excelncia para soldar componentes de terminais s

PCI. No entanto, antes de a PCI poder ser colocada numa mquina de soldadura por onda, ela tem

de receber uma fina camada de decapante que pode ser aplicado por vrios processos: pulverizao,

onda, espuma e pincel. Os decapantes so substncias que facilitam muito o processo de soldadura,

uma vez que evitam a oxidao da solda quando no estado lquido. Alm disso, eliminam camadas

de xidos e outras impurezas que tm um efeito negativo na juno soldada, aumentando a fora

adesiva da solda. Na indstria, utilizam-se mquinas especiais para aplicar o decapante na PCI.

Estas mquinas reconhecem a forma e tamanho da PCI e adaptam automaticamente o cone de

pulverizao. Determinadas zonas da PCI so reconhecidas e no so pulverizadas. E claro que este

facto ajuda a reduzir a quantidade de decapante consumido e a quantidade de resduos

contaminantes. A PCI pode possuir um cdigo de barras que lido pela mquina, para seleccionar

as zonas a pulverizar. O tipo de decapante usado diferente conforme as circunstncias e existem

tantas opes, que o assunto ser discutido numa seco especfica.

O processo de soldadura por onda pode comear depois de a PCI ter sido pulverizada com

decapante e ter j os componentes no lugar. Tal como o seu nome indica, neste processo de solda-

dura utiliza-se um tanque cheio de solda no estado lquido no qual um maquinismo produz uma ou

duas ondas. A utilizao de duas ondas origina uma velocidade vertical maior que expele melhor

o fluxo, criando bons pontos de soldadura. A primeira onda aquece os pontos de contacto e faz uma

pr-estanhagem. Depois, a segunda onda acaba o trabalho de soldadura, garantindo soldasuficiente, bom acabamento e remoo de curtos-circuitos.



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As placas j com os componentes colocados, quer seja manualmente quer por mquina, vo

deslizando ao longo da superfcie da solda lquida contida no tanque. A Fig.21 mostra uma

mquina Ersa EWS 330/350 de soldadura por onda, no interior da qual, as PCI se deslocam

velocidade de 3 metros por minuto. As PCI so pr-aquecidas, soldadas e depois arrefecidas. O pr-

aquecimento da placa e dos componentes necessrio por vrias razes: reduz o choque de tem-

peratura quando a onda de solda atinge a PCI; ajuda a evaporar os solventes contidos no decapante;

activa o agente redutor e melhora a distribuio de decapante nas PCI que possuem vrias camadas

de pistas (multi-layer).

Depois, a PCI desloca-se a curta distncia da superfcie da solda lquida, altura em que a

onda de solda varre a sua face inferior. Quando a onda toca na placa, a solda adere rapidamente aos

pontos onde necessrio efectuar as soldaduras. Uma vez que todo este processo depende bastante

da composio da PCI, a mquina ajustada por meio de software para se obter um trabalho

perfeito em cada caso. A mquina Ersa possui 99 programas diferentes que se podem seleccionar.

Depois da operao de soldadura, a PCI arrefecida de uma forma controlada, de modo a

garantir uma cristalizao perfeita da solda.

A oxidao ocorre rapidamente, porque a solda lquida est em contacto permanente com o

ar. Sem medidas protectoras, esta oxidao pode originar perdas to altas como 800 gramas por

hora, mas aplicando uma fina camada de leo na superfcie da solda, reduzem-se as perdas a menosde 150 gramas hora.

A utilizao de um ambiente com pouco oxignio tambm produz bons resultados. Muitas

vezes os vrios compartimentos da mquina possuem um sistema de injeco de azoto, que sendo

um gs inerte, reduz bastante a oxidao. Tudo isto so tcnicas adicionais para melhorar a

qualidade da soldadura e reduzir a quantidade de solda e decapante necessrios. As mquinas

modernas de soldadura por onda at so capazes de soldar sem utilizao de decapante. Esta

soluo no s mais barata como protege o ambiente, mas necessrio que a PCI tenha sido pr--estanhada antes de ser colocada na mquina. Felizmente, isso no constitui grande problema, uma

vez que a PCI pode ser estanhada quando se desenha o circuito e os terminais dos componentes j

vm estanhados de fbrica na maior parte dos casos. Numa mquina de soldadura sem decapante,

as reas da PCI que vo ser soldadas so limpas por meio de geradores de ultra-sons colocados no

tanque onde se produz a onda.



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Fig. 21 Mquina de soldadura por ondas, usada principalmente com componentes de terminais

Soldadura por refluxo

Quando se comearam a fabricar componentes miniatura do tipo SMD, foi necessrio criar

novas mquinas de soldadura.

Nos ltimos anos, as mquinas de refluxo sofreram grande desenvolvimento e esta tcnica

continua a ser melhorada. O processo de colocao de componentes SMD na PCI num forno de

refluxo (Fig. 22) pode dividir-se em duas fases: primeiro aplica-se a solda em pasta e depois

executa-se a soldadura por refluxo. A solda em pasta quase sempre aplicada por meio de

impresso serigrfica. Em primeiro lugar, aplicada uma mscara serigrfica sobre a PCI e depois

a solda em pasta aplicada sobre a mscara por meio de uma esptula ou um rolo. claro que a

solda em pasta s adere nas posies da PCI onde existem furos na mscara. A solda em pasta

uma mistura de pequenas partculas de solda, decapante e um agente aglutinador. As propriedades

pegajosas da pasta so aproveitadas para manter os componentes SMD na posio correcta, depois

de a serem colocados por uma mquina automtica. O trabalho de colocao tem de ser efectuado

at duas horas depois de se aplicar a pasta. Depois, a PCI com os componentes no lugar entra no

forno de refluxo, que possui vrios compartimentos onde a PCI aquecida at ao ponto de derretera solda em pasta formando pontos de soldadura permanentes. Os fornos de refluxo antigos usavam

radiao infravermelha com um comprimento de onda entre 0,7 m e 7 m. Este mtodo tinha o

inconveniente de os componentes de cor escura absorverem mais energia ficando demasiado

quentes, enquanto as superfcies reflectoras e os componentes de cor clara no recebiam calor

suficiente para derreter a pasta. Nos modernos fornos de refluxo, o problema foi resolvido

utilizando ar quente insuflado nos compartimentos da mquina por milhares de bicos. Em vez de ar,

tambm se pode usar uma mistura de gases protectores, tal como o azoto. Os modernos fornos derefluxo possuem zonas com diferentes temperaturas, todas controladas por meio de software.



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Assim, o operador da mquina pode controlar com preciso as fases de pr-aquecimento, soldadura

e arrefecimento. As caractersticas da soldadura por refluxo no param de evoluir, permitindo a sol-

dadura de componentes cada vez menores.

Fig. 22 Desde que apareceram os componentes SMD, a soldadura por refluxo passou a dominar. Hojeutiliza-se ar quente em vez de radiao infra vermelha.

Dessoldadura

O tcnico de manuteno deve saber qual o campo de aplicao de cada um dos mtodos de

dessoldar, conhecer as suas limitaes de modo a realizar um bom trabalho em cada caso

especfico.

Mtodo do aquece-tira baseia-se no aquecimento e fuso de juntas individuais ou mltiplas

retirando-se o componente do circuito enquanto a solda estiver liquefeita. Este mtodo deve-se

limitar a componentes de dois pernos.

Mtodo de trana Neste mtodo utiliza-se um fio de cobre multifilar ou uma trana embebidas

em fluxo que se aplica entre a junta que queremos dessoldar e a ponta do ferro de soldar quente. A

combinao de calor, solda fundida e os espaos do ar entre os fios criam um fenmeno de atraco

por capilaridade passando a solda para o fio.

Procedimento: embebe-se a trana em fluxo, pousa-se na junta e aplica-se por cima o ferro

de soldar por forma fuso da solda ser feita pelo contacto com a traa quente e no devido ao

contacto da ponta do ferro.

Fig. 23 Rolos de trana para dessoldar



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Mtodo do Chupa-solda Baseia-se numa simples descompresso por vcuo gerado num

dispositivo que pode ser uma pra de aperto ou um mbolo de aspirao com um orifcio de teflon

onde se obtm o vcuo (fig. 24)

Fig. 24 Dessoldadores de presso (Seringas de vcuo ou chupa soldas)

A aplicao simultnea da ponta do ferro de soldar e da ponta do chupa solda s possvel

em juntas relativamente grandes.

Neste mtodo utiliza-se a seguinte tcnica: funde-se a solda com a ponta do ferro e insere-se

a ponta de teflon do chupa solda na solda liquefeita, descomprime-se a pra ou a seringa e a solda

ser chupada pelo dispositivo.

Mtodo do ferro chupa-solda - Consiste numa combinao do ferro com o chupa solda; a

ferramenta semelhante a um ferro de soldar s que possui uma ponta tubular aquecida e utiliza

um dispositivo de vcuo como um mbolo de aspirao ou uma pra. Utiliza a mesma ponta para

aquecer e retirar a solda tornando-o acessvel a juntas mais pequenas.

Fig. 25 Ferro com chupa solda (da esquerda)



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Mtodo com extractor de solda Dispositivo elctrico, com a configurao semelhante dum

ferro de soldar. Compreende uma ponta furada tubular, uma zona de aquecimento, um tubo de

passagem e uma cmara colectora que capta e solidifica os restos de solda.

As principais vantagens desta ferramenta o seu fcil manuseamento e ser totalmente

controlada.

Fig. 24 Pistolas dessoldadoras

Fig. 25 - Pina dessoldadora para SMDs

Fig. 26 Estao de dessoldadura por calor e vcuo

Fig. 27 Estao de dessoldadura por jacto de ar

quente



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Fig. 28 -Estao de soldadura com acessrio aspirador de fumos



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Bibliografia

Stios na Internet

WWW.jbc.es

WWW.ersa.de

Colombini, Galeno (1998) Electrnica para todos, Volume 3 e 4 Componentes. Salvat.

Revista Elektor Electrnica - N. 137 Maio de 1996
http://www.jbc.es/http://www.ersa.de/http://www.jbc.es/http://www.ersa.de/

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