Por Ricardo Haruo Umebara, Gerente de Produto – Device Connectors.

Na área eletrônica existe uma vasta opção de conectores e bornes para placas de circuito impresso. Estes componentes podem ser soldados de diferentes maneiras, a fim de facilitar seu manuseio ou aproveitar melhor o espaço na placa.

Em geral, há 3 tipos de montagem na PCI, cada um com suas vantagens e desvantagens. Deve-se determinar o tipo de montagem na etapa inicial do projeto, para que os produtos escolhidos funcionem de forma eficiente e segura.

A seguir, veja como é realizado cada um destes processos.

Solda por onda

A solda por onda é o processo de solda clássica para a fabricação de módulos eletrônicos. É o método mais antigo e mais comum de se encontrar no mercado. Caracteriza-se por utilizar componentes com terminais que atravessam a placa de circuito impresso (conhecidos como PTH – pin through hole) e a soldagem ocorre na parte inferior da PCI. Consiste em fazer a placa passar por cima de uma onda de soldagem. O ar é bombeado do fundo de um recipiente de solda derretida e cria-se esta onda. Uma vez pré-aquecida, a PCI passa em uma esteira sobre a onda de tal forma que a solda é aplicada e fixa-se nas ilhas. As áreas na placa que não devem ser soldadas são revestidas por uma máscara protetora, a fim de se evitar que a soldagem una partes indesejadas.

Vantagens:

• Permite fabricação serial.
• Equipamento ainda é o que possui menor custo se comparado com outras tecnologias de solda.

Desvantagens:

• Requer manutenção constante do equipamento, para que garanta-se a qualidade da solda.
• Não permite o uso de placas com múltiplas camadas.
• Componentes ocupam mais espaço na PCI.
• É necessário manter o controle a temperatura, velocidade da esteira, pureza da solda e outras variáveis para evitar que ocorram danos à PCI ou a componentes mais sensíveis, como semicondutores por exemplo.
• Permite apenas um tipo de tecnologia de montagem no processo de solda.

Solda THR

Na solda THR (Through Hole Reflow), uma pasta de solda é usada para posicionar um grande número de componentes em suas respectivas ilhas. Considerando que a pasta de solda contém uma resina que só altera seu estado perante temperaturas superiores a +100ºC, ela permanece, sem secar, na superfície do terminal até o processo de solda. O conjunto é submetido a uma fonte de calor controlada, que derrete a pasta de solda, fixando-a permanentemente nos terminais do componente. O aquecimento é realizado através de uma câmara de refluxo, o qual a fim de evitar danos materiais provocados por diferentes coeficientes de dilatação de cada componente, o módulo completo é aquecido de forma lenta até aproximadamente +150ºC. Em seguida, ocorre um rápido aquecimento a uma temperatura superior à temperatura específica de fusão da solda. Só então se realiza o verdadeiro processo de solda a temperaturas que vão até +260ºC por um período de 40 segundos.

A solda funde-se, percorre a superfície do terminal até alcançar a ilha e enche completamente as perfurações da PCI. Quando o módulo se resfria por completo, formam-se ligações seguras e permanentes entre os terminais e as ilhas.

Os requisitos essenciais de componentes THR e do seu processamento são descritos na seguinte norma: IEC 61760-3: Surface mounting technology – Part 3: Standard method for the specification of components for through hole reflow (THR) soldering.

Vantagens:

• Qualidade de processo com elevada capacidade de produção, graças a um elevado nível de automação.
• A tecnologia de passagem pelas ilhas na placa assegura uma elevada estabilidade mecânica dos componentes da ligação.
• O equipamento utilizado aceita tanto componentes THR como SMD num único processo.

Desvantagens:

• Equipamentos com custos elevados.
• Não justifica manufatura em pequena escala.

 Solda SMT

Os componentes para montagem sobre superfície (SMD – Surface Mount Device) são soldados diretamente sobre a parte superior ou inferior da placa de circuito impresso por intermédio de superfícies de contato soldáveis. Uma vez que os elementos construtivos não precisam ter conexões de fios que são passadas ou soldadas através de furos na PCI, a montagem sobre superfície (SMT – Surface Mount Technology) permite a produção de um dispositivo eletrônico compacto e utilizando ambos os lados da placa.

Antes de aplicar os componentes SMD, os pads metalizados sobre a placa são cobertos por uma pasta de solda com um método de deposição por serigrafia, matriz ou dispensador.

Em seguida, os componentes são aplicados em seus respectivos pontos e o módulo completo é soldado. Realiza-se então, o processo de Reflow como utilizado na montagem THR.

Em comparação com os componentes PTH (pin through hole), os componentes SMD se caracterizam por forças de retenção reduzidas na placa de circuito impresso, o que significa que os pontos de solda geralmente não podem ser expostos a quaisquer cargas mecânicas pesadas. Para assegurar uma fixação segura na placa de circuito impresso, muitos componentes SMD possuem metais de ancoragem laterais, soldadas geralmente por THR.

Vantagens:

• Alto nível de produtividade e qualidade, graças a um elevado grau de automação.
• Alta densidade de componentes no dispositivo: placas utilizáveis em ambos os lados graças a montagem sobre superfície e miniaturização de componentes, economizando espaço ocupado na PCI e reduzindo suas proporções.
• Permite realizar processamento de componentes THR e SMD em um único equipamento.

Desvantagens:

• Equipamentos com custos elevados.
• Não justifica manufatura em pequena escala.

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