Como montar um componente num PCB?

Neste artigo exploramos as principais tecnologias de transferência de componentes para o fabrico de placas eletrónicas.

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Soldadura manual - soldadura com um ferro de soldar

Este é o processo mais antigo de montagem de um componente numa placa eletrónica que ainda hoje é utilizado para cablagem, retoque e reparação de componentes pequenos ou grandes, quer através de furos ou SMD (exceto para componentes BGA).
É efetuado através dos seguintes elementos:

um ferro de soldar equipado com um conjunto de diferentes tipos de pontas;
um metal de adição constituído por um fio de liga (principalmente estanho-cobre-prata) com um fluxo decapante (no núcleo ou no revestimento);
o processo de soldadura é normalmente realizado ao ar livre, mas um gás de assistência pode ser utilizado para inertizar a extremidade da ponta para melhorar a qualidade da soldadura;
possivelmente, uma simples lupa, ou uma lupa binocular para maior precisão.

O princípio consiste em utilizar a transferência de calor por contacto da ponta de soldadura com os diferentes elementos a soldar. Assim, o fluxo e a liga aquecida a uma temperatura específica permitem que a molhagem tenha lugar tanto na superfície do circuito impresso como na terminação do componente do orifício de passagem ou SMD.

Soldadura por ondas

A soldadura por ondas é realizada em várias fases de fabrico (caso de um circuito de dupla face):

A operação começa com a aplicação de vários pontos de cola na parte inferior da placa de circuito impresso. O passo seguinte é colocar os componentes montados à superfície (SMD). O conjunto passa para a polimerização. Durante a operação de soldadura por ondas, os pontos de cola permitem manter os componentes laminados enquanto a soldadura é efetuada;
A operação continua com a inserção dos componentes de passagem (PTH), montados e depois fechados (trancados). A placa está então pronta para entrar na máquina de soldar por ondas;
Depois, vem a pulverização de um fluxo de remoção de óxidos na face inferior da placa, e no interior dos orifícios metalizados;
Para combater os óxidos, este fluxo deve então sofrer uma ativação térmica na zona de pré-aquecimento da máquina (aquecimento por resistências elétricas);
A operação é completada pela passagem da placa sobre as 2 ondas de liga da máquina (onda turbulenta e onda laminar) que deslizam pelo lado inferior da placa para fazer simultaneamente todas as juntas de solda na placa. Finalmente, a placa é arrefecida antes de ser armazenada. Isto é necessário para limitar a tensão e evitar a deformação do PCBA antes dos testes funcionais.

Soldadura por Refusão

A soldadura por refusão é obtida através da fusão da pasta de soldadura previamente aplicada por serigrafia na placa de circuito impresso, entre as pastilhas de ligação (“Pad”) e os terminais metálicos dos componentes. Esta pasta de soldadura é constituída por uma liga à base de estanho, cobre, prata (e outros elementos) em pó misturados com um fluxo. Durante o processo de refusão, toda a placa, pasta e componentes são aquecidos até à temperatura de fusão da liga. A esta temperatura, as pequenas esferas de liga entram em fusão e coalescem umas com as outras, e começam a espalhar-se para formar a junta de brasagem. É a chamada molhagem na soldadura (brasagem) dos terminais dos componentes às placas de circuitos eletrónicos. A operação de subida de temperatura contínua geralmente em várias dezenas de graus para permitir a refusão de todos os pontos de soldadura e deixar tempo suficiente para obter uma perfeita difusão (molhagem) da soldadura em toda a placa eletrónica, antes de arrefecer o conjunto.

Das muitas medidas para melhorar a qualidade do processo de refusão, a utilização de uma atmosfera inerte é provavelmente uma das mais eficazes para reduzir significativamente os defeitos globais e os retoques.

Colagem com colas condutoras

As colas condutoras são formulações à base de resinas sintéticas misturadas com cargas metálicas. Estes adesivos asseguram a condutividade de uma camada fina após uma etapa de polimerização realizada à temperatura ambiente ou num forno a ar.
A cola condutora é uma solução utilizada ocasionalmente para garantir:

retoques nas placas PCB (para corrigir um erro de conceção, por exemplo);
a criação de ligações numa montagem específica: contactos elétricos entre componentes e um circuito sensível à temperatura;
uma ligação que requer um material mais macio que uma liga metálica, para resistir à vibração e deformação.