A soldagem é um processo de união de dois metais através da fusão de um metal de adição, chamado solda, que flui para dentro da junta e se solidifica para formar uma ligação forte. É amplamente utilizado em manufatura de eletrônicos montar placas de circuito impresso (PCB). Existem dois métodos populares de soldagem usados na montagem de PCB: solda por onda e solda por refluxo, que desempenham um papel importante na determinação do desempenho de um produto eletrônico. Contudo, algumas pessoas os confundem e a diferença entre eles parece vaga. Neste blog, vamos comparar esses dois métodos e discutir seus prós e contras.
O que é soldagem por onda?
A soldagem por onda é um processo de soldagem que envolve a passagem de um PCB sobre uma panela de solda derretida. A panela de solda é normalmente feita de uma liga de estanho e chumbo, com uma faixa de temperatura de 250-270°C. À medida que o PCB passa sobre a panela, uma onda de solda fundida é gerada, que molha as superfícies metálicas expostas dos componentes e o PCB, formando um vínculo forte e permanente.
História de Desenvolvimento
O transistor foi inventado em 1946 por John Bardeen, Walter Brattain, e William Shockley da Bell Laboratories. Isso reduziu o tamanho dos componentes eletrônicos. Alguns anos depois, laminação e corrosão foram desenvolvidas e isso abriu o caminho para uma técnica de soldagem que poderíamos usar no nível de produção.
Os componentes eletrônicos eram em sua maioria através do orifício e torna-se impraticável soldá-los individualmente usando uma pistola de solda. Era necessário aplicar solda em toda a placa de uma vez. Assim, a solda por onda foi desenvolvida, o que permitiu percorrer toda a placa com uma onda de pasta de solda.
O processo de soldagem por onda
A soldagem por onda envolve 4 etapas e vamos examiná-las uma por uma.
1. Pulverização de fluxo
O desempenho da solda depende principalmente da limpeza da superfície do metal. Também depende das funções do fluxo de solda. Ele desempenha um papel vital nas operações de solda contínua. As principais funções do fluxo de solda são:
• Eliminação de óxidos das superfícies metálicas dos pinos e placas componentes.
• Parando a oxidação secundária das placas de circuito durante o processo térmico.
• Reduzindo a tensão superficial da pasta de solda.
• Transmissão adequada do calor necessário.
2. Pré-aquecimento
Os PCBs viajam através de um túnel de calor em um palete ao longo de uma corrente que é semelhante a uma correia transportadora. É necessário para ativar o fluxo e realizar o pré-aquecimento.
3. Soldadura em onda
Quando a temperatura continua a subir, pasta de solda derrete para se tornar líquida. Isso resulta em uma onda de solda que viaja por toda a placa e permite que os componentes se liguem solidamente à placa.
4. Resfriamento
O perfil de soldagem por onda está em conformidade com a curva de temperatura. A curva começa a despencar depois que a temperatura atinge seu pico no estágio de soldagem por onda. Isso é conhecido como “zona de resfriamento.” Podemos montar a placa com sucesso após resfriá-la à temperatura ambiente.
Prós da solda por onda
Alto rendimento: A soldagem por onda é um processo de alta velocidade que pode soldar vários componentes simultaneamente, tornando-o adequado para produção em massa.
Ligação mecânica forte: A junta de solda formada por solda por onda é forte e confiável, tornando-o ideal para componentes que sofrem alto estresse mecânico.
Bom desempenho térmico: O calor da onda de solda pode penetrar no PCB, garantindo um bom desempenho térmico e dissipação de calor.
Contras da solda por onda
Compatibilidade limitada de componentes: A soldagem por onda não é adequada para todos Componentes PCB, pois alguns componentes podem não suportar a alta temperatura da onda de solda.
Precisão limitada: A onda de solda não pode ser controlada com precisão, o que pode resultar em baixa qualidade de solda ou danos a componentes sensíveis.
Preocupações ambientais: O uso de solda à base de chumbo na soldagem por onda pode representar riscos ambientais, tornando-o menos desejável em algumas aplicações.
O que é soldagem por refluxo?
Em soldagem por refluxo, os componentes são primeiro temporariamente presos às almofadas nas placas de circuito. Em seguida, eles são permanentemente colados por ar quente ou outros métodos de condução térmica e radiação. A soldagem por refluxo é relativamente mais fácil de executar e até mesmo um novato pode executá-la facilmente em pequena escala. A solda por refluxo requer uma máquina de solda por refluxo que costumamos chamar de forno de solda por refluxo.
Processo de soldagem por refluxo
Como mencionado anteriormente, componentes elétricos são temporariamente anexados às placas de contato antes que a solda realmente comece. Isso inclui duas etapas. Na primeira etapa, a pasta de solda é aplicada com precisão a cada almofada por meio de um estêncil de pasta de solda. Na segunda etapa, usamos para escolher e colocar máquinas para colocar os componentes nas almofadas. A soldagem de refluxo real não começa até a conclusão dessas preparações.
O processo de soldagem real tem quatro etapas que estamos prestes a discutir.
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Pré-aquecimento
O pré-aquecimento é muito importante se você deseja fabricar PCBs de qualidade premium. Ele tem dois propósitos principais durante a soldagem por refluxo.
- Ele permite que a montagem do PCB atinja facilmente a temperatura necessária e atinja o perfil térmico necessário.
- O pré-aquecimento empurra o solvente volátil para dentro da pasta de solda e ajuda a expulsá-los completamente. Se não o executarmos corretamente, isso afetará a qualidade da solda.
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Imersão Térmica
A soldagem por refluxo também depende do fluxo que está contido na pasta de solda. Conseqüentemente, a temperatura tem que subir significativamente para que o fluxo possa ativar. De outra forma, o fluxo não terá um papel ativo no processo de soldagem por refluxo.
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Soldadura por refluxo
Esta etapa envolve o pico de temperatura de todo o processo. A temperatura de pico permite o derretimento e refluxo da pasta de solda. O controle de temperatura é muito importante no processo de soldagem por refluxo. Se a temperatura estiver muito baixa, isso pode impedir o refluxo da pasta de solda, enquanto se a temperatura for muito alta, pode danificar a placa ou os componentes SMT.
Por exemplo, BGAs tem muitas bolas de solda que derretem durante a soldagem por refluxo. Se não atingirmos a temperatura de soldagem ideal, essas bolas podem derreter de forma desigual e os BGAs podem sofrer retrabalho.
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Resfriamento
Quando alcançamos o pico de temperatura, a curva de temperatura começará a cair. O resfriamento leva à solidificação da pasta de solda e as peças são fixadas permanentemente às suas almofadas de contato na placa.
Prós da solda por refluxo
Alta precisão: A soldagem por refluxo permite um controle preciso do processo de soldagem, resultando em juntas de solda confiáveis e de alta qualidade.
Adequado para PCBs complexos: A solda por refluxo é adequada para PCBs complexos com vários componentes, como permite soldagem seletiva de componentes individuais.
Ambientalmente amigável: O uso de solda sem chumbo na solda por refluxo a torna uma opção mais ecológica.
Contras da solda por refluxo
Rendimento limitado: A soldagem por refluxo é um processo mais lento do que a soldagem por onda, pois cada componente deve ser soldado individualmente, que pode não ser adequado para produção em massa.
Sensível à temperatura: A solda de refluxo é sensível a mudanças de temperatura, e qualquer variação pode resultar em baixa qualidade de solda ou danos aos componentes.
Resistência mecânica limitada: A junta de solda formada por solda de refluxo pode não ser tão forte quanto a formada por solda por onda, tornando-o menos adequado para componentes que sofrem alto estresse mecânico.
Para saber mais sobre soldagem por refluxo, confira nosso outro blog: Solda de refluxo em PCB
Diferença entre soldagem por onda e soldagem por refluxo
Nunca podemos ignorar a diferença entre soldagem por refluxo e soldagem por onda porque é importante quando você seleciona Serviços PCBA. Uma modificação de solda tende a fazer mudanças drásticas em todo o processo de fabricação de montagem. Incluem custo de fabricação, tempo para o mercado, eficiência, ganhos, etc.
Processo de Soldagem
A principal diferença entre a solda por refluxo e a solda por onda em termos do processo de fabricação é a etapa de pulverização de fluxo. A soldagem por onda envolve esta etapa, enquanto a soldagem por refluxo não.. Usamos fluxo para promover o processo de soldagem. Ajuda desempenhando um papel protetor, eliminando a tensão superficial e reduzindo a tensão superficial. O fluxo só funciona quando o ativamos, o que só conseguimos através do controle intensivo de tempo e temperatura. Em soldagem por refluxo, fluxo está presente na pasta de solda. Portanto, precisamos organizar e atingir adequadamente o conteúdo de fluxo necessário.
Inscrição
Geralmente, a solda por onda funciona melhor para DIP e THT, enquanto a solda por refluxo é ideal para conjuntos SMT. Contudo, uma placa de circuito raramente contém apenas componentes de passagem ou dispositivos montados em superfície. É por isso que muitas vezes temos que usar uma mistura de SMT, THT, e DIP. Quando se trata de montagens mistas, primeiro realizamos SMT e depois nos concentramos em DIP ou THT. Isso ocorre porque a temperatura da solda por refluxo é muito mais alta do que a da solda por onda. Se não seguirmos esta sequência, a pasta de solda pode derreter novamente. Isso pode fazer com que componentes bem soldados caiam da placa ou sofram de defeitos.
Capacidade de produção
Usamos solda por onda principalmente para produção em massa. Ajuda na fabricação de um grande número de placas de circuito impresso em um período de tempo relativamente pequeno. Enquanto a solda por refluxo é adequada para PCBs complexos com requisitos de alta precisão. E também usamos solda de refluxo quando fabricamos um pequeno número de placas de circuito impresso. Aproveitamos esta técnica quando não temos restrições de tempo muito apertadas.
Abaixo está uma tabela listando vividamente as diferenças entre a soldagem por onda e a soldagem por refluxo:
| Aspecto | Soldadura em onda | Soldadura por refluxo |
| Processo | A solda está em uma onda ou fonte derretida | A pasta de solda é pré-aplicada, e os componentes são refluxados em um forno |
| Adequado para | Componentes de furo passante | Componentes de montagem em superfície |
| Manipulação de Componentes | Tamanho e densidade limitados do componente | Adequado para menores, PCBs densamente povoados |
| Aplicação de solda | Aplicado a todo o PCB | Aplicado seletivamente a áreas específicas |
| Aplicação de Fluxo | Normalmente usa um estágio de fluxo separado | O fluxo é frequentemente incluído na pasta de solda |
| Método de aquecimento | Aquecimento por convecção abaixo do PCB | Aquecimento radiante ou por convecção em forno |
| Controle de temperatura | A temperatura é consistente durante todo | Os perfis de temperatura são cuidadosamente controlados |
| Complexidade de controle | Controle relativamente mais simples | Requer perfis de temperatura precisos |
| Atmosfera de refluxo | Atmosfera de nitrogênio inerte geralmente não é necessária | Pode usar atmosfera de nitrogênio para aplicações específicas |
| Tempo de processamento | Processo mais rápido devido à soldagem simultânea | Processo mais longo com pré-aquecimento separado, refluxo, e fases de resfriamento |
| Inspeção & Retrabalho | Inspeção e retrabalho mais fáceis para componentes de furo passante | Retrabalhar componentes de montagem em superfície pode ser mais desafiador |
| Resíduos de solda | Mais desperdício de solda devido à exposição de todo o PCB | Menos desperdício de solda à medida que a pasta de solda é aplicada seletivamente |
| Tamanho do equipamento | Equipamento normalmente maior | Equipamentos menores e mais compactos |
| Custo | Geralmente menor custo do equipamento | Maior custo inicial do equipamento |
Escolhendo o processo correto de soldagem de PCB
Soldagem por refluxo e soldagem por onda são métodos eficazes para montagem de PCB. A opção certa depende de vários fatores relacionados às suas placas específicas e ao ambiente de produção. Se o PCB usar principalmente dispositivos de montagem em superfície, soldagem por refluxo geralmente é a melhor aposta. A pasta de solda e o perfil térmico permitem a soldagem precisa de pequenos componentes SMD. Contudo, se você tem principalmente peças de furo passante, a soldagem por onda é excelente no fluxo rápido de solda nos orifícios para montagem rápida. Para placas com SMDs e peças passantes, uma abordagem híbrida com soldagem por onda seletiva e refluxo pode ser ideal. Além dos tipos de componentes, considere também os volumes de produção, custos de investimento em equipamentos, requisitos de precisão, e experiência do operador. A soldagem por refluxo fornece tremenda precisão, mas volumes menores, enquanto a soldagem por onda tem maior rendimento, mas menor qualidade de junta. Analisar todos esses elementos antecipadamente evita problemas no futuro. Não existe um processo universalmente superior – escolher o que é melhor para seus objetivos específicos de design e produção de PCB garante alto rendimento, soldagem confiável.
Tecnologia MOKO, como um dos principais fabricantes de eletrônicos na China, temos uma grande instalação de fabricação para fabricar PCBs com capacidade para realizar solda por onda e solda por refluxo. Além disso, temos uma grande capacidade de produção para que possamos realizar facilmente qualquer combinação de técnicas de soldagem para pedidos em massa. Se você estiver procurando por um recurso confiável para executar a soldagem em seus PCBs, sinta-se à vontade para Contate-Nos. Esperamos ouvir de você em breve!
