Métodos e técnicas de soldagem de PCB para reduzir os problemas

Na soldagem de PCB, seu projeto de placa de circuito impresso (PCB) sempre funciona? Você acha frustrante quando seu PCB não está funcionando apenas por causa de um curto-circuito, talvez? Mas o que causa esse curto-circuito? Muita solda, talvez. Mas, não se preocupe; até mesmo engenheiros experientes encontram problemas durante o processo de soldagem.

Então, se você está procurando soluções para os vários problemas causados ​​pela soldagem, nós o cobrimos. Neste artigo, contaremos tudo sobre soldagem ou soldagem de PCB. Mencionaremos como fazê-lo corretamente e quais problemas comuns ocorrem durante ou após o processo. E então, discutiremos como prevenir ou reduzir esses problemas de soldagem de PCB.

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Métodos de soldagem de PCB

1.1 O que é soldagem PCB?

A soldagem é o método para colocar um ou mais componentes eletrônicos no PCB usando uma solda. A solda derrete e fixa os componentes eletrônicos em seus lugares. O ponto de fusão do metal de solda é menor que o das peças e do PCB. Portanto, a soldagem PCB também é chamada de soldagem PCB.

Portanto, o processo de soldagem tem um grande número de aplicações. Ele pode ser utilizado em encanamentos, reparos de eletrônicos domésticos, eletrônicos e projetos elétricos, etc. O funcionamento e o desempenho de seu circuito eletrônico dependem muito da soldagem ideal de PCB. Antes de tudo, você precisa ser um especialista no desenvolvimento de todo o circuito PCB. E se você é inexperiente, precisa saber sobre truques de soldagem. Os hacks de soldagem são métodos adequados de soldagem.

Nas seções a seguir, diferentes métodos de soldagem de PCB foram descritos. Você poderia lê-los cuidadosamente e começar? Você precisará de uma placa de circuito impresso, ferro de solda, chumbo de solda e fluxo. A Figura 1 mostra uma solda de ferro de solda em uma placa de circuito impresso.

1.2 Tipos de métodos de soldagem de PCB

Os métodos de soldagem são de dois tipos:soldagem complexa e soldagem suave. Além disso, a soldagem dura também é dividida em mais duas categorias de brasagem e soldagem de prata.

1.2.1 Soldagem forte

Esta categoria de soldagem ou soldagem envolve a conexão de dois componentes de metais por uma solda sólida, que se espalha pelas lacunas dos elementos visíveis devido à alta temperatura. O metal de enchimento de lacunas mantém altas temperaturas, que podem ser superiores a 840◦F. Este foi o conceito básico por trás da solda forte. Agora, vamos falar sobre brasagem e soldagem de prata.

1.2.2 Soldagem de Prata

Você precisará comprar uma liga de prata e isso funcionará como um metal de preenchimento de lacunas. É um método impecável, útil para fabricar pequenos elementos, ferramentas construídas e fazer manutenção periódica. No entanto, a solda de prata não é recomendada para preenchimento de lacunas. Sugerimos que você use um fluxo diferente para obter resultados precisos da soldagem de prata.

1.2.3 Soldagem por brasagem

Na soldagem Braze, dois componentes são conectados criando um preenchedor de lacunas metálico líquido. Este enchimento seguirá o vaso e passará pelas juntas. Em seguida, ele esfriará para fornecer uma união sólida aos componentes eletrônicos. O magnetismo atômico e a difusão são os processos responsáveis ​​por essa união sólida. Você verá que esse tipo de soldagem faz uma conexão confiável. O metal de latão é usado principalmente para preenchimento de lacunas. A Figura 2 ilustra a vista de perto do elemento de cobre de brasagem desafiador.

1.2.4 Soldagem suave

A soldagem suave é a técnica usada para colocar peças compostas muito pequenas com pontos de fusão baixos. As características do composto teriam sido quebradas durante o processo de soldagem. Você consegue adivinhar por quê? É porque a soldagem é feita em altas temperaturas. Assim, neste caso, você precisará obter uma liga de estanho para o metal de preenchimento de lacunas. O ponto de fusão do metal de preenchimento de lacunas não deve ser menor que 752◦F. Se você está procurando uma recomendação de fonte de calor, sugerimos que você compre um maçarico a gás.

Não se preocupe se você não estiver familiarizado com termos de soldagem como fluxo de solda, ferro, etc. No próximo capítulo, explicaremos esses termos em detalhes. Além disso, também daremos algumas dicas para o processo de soldagem.

Ferramentas e dicas para soldagem

Alguns de vocês já estarão familiarizados com todas as ferramentas necessárias para soldar o PCB. No entanto, os iniciantes em eletrônica geralmente sofrem porque começam a trabalhar sem primeiro obter as informações necessárias. Saber tudo de antemão é a chave para reduzir os vários problemas de soldagem.

Neste capítulo, falaremos sobre as ferramentas e dicas necessárias para a soldagem de placas de circuito impresso. Assim, como iniciante, você poderá soldar seus componentes eletrônicos mesmo na primeira tentativa com sucesso.

2.1 Ferramentas necessárias para soldagem de PCB

2.1.1 Ferro de solda

O ferro de solda é a ferramenta essencial necessária para o processo de soldagem ou soldagem. Ele atua como uma fonte de calor para a solda macia. Você pode usá-lo para soldar componentes eletrônicos manualmente. Ele derrete o fio de solda para que ele possa passar pelas lacunas entre duas conexões. Para a maioria dos projetos eletrônicos, as pistolas de solda com capacidade de potência de 15W a 30W são as melhores.

Além disso, se você deseja soldar cabos e elementos pesados, deve comprar um ferro com maior capacidade de potência. Principalmente, uma capacidade de energia de 40W ou superior será suficiente. A Figura 3 mostra um ferro de solda e seu suporte. A Figura 4 mostra uma pistola de solda. Você pode facilmente observar a diferença em suas formas. A arma sempre terá potências mais altas e precisará de uma corrente elétrica para passar por elas.

3 Um ferro de solda colocado em seu suporte

4 Uma pistola de solda pronta para soldar componentes eletrônicos

2.1.2 Fluxo de solda e pasta de solda

Você também precisará comprar uma pasta ou creme de solda para uma soldagem perfeita. Este creme de solda terá fluxo de solda nele. A pasta de solda é usada para conectar as pernas dos circuitos integrados (ICs) aos pontos de conexão em uma PCB. As pernas são os terminais de seus CIs ou pacotes de chips.

O fluxo de solda incluído é um agente de purificação química. É benéfico para o processo de soldagem, pois possui três funções principais. Primeiro, remove a ferrugem dos elementos eletrônicos que devem ser soldados. Em segundo lugar, mantém o ar do lado de fora e, portanto, remove a ferrugem extra. E terceiro, aumenta a capacidade de imersão da solda fluida. A Figura 5 ilustra a pasta de solda.

5A pasta de solda

2.1.3 Fio de solda e decapador de fio

Por fim, sem dúvida, você precisará de um fio de solda e seu decapador. O fio de solda é o fio de metal que atuará como a solda macia. Tem um baixo ponto de fusão e atua como um preenchedor de lacunas para as juntas na PCB. Em outras palavras, é simplesmente uma “solda”. Você encontraria fios de solda de estanho e chumbo para projetos eletrônicos. A Figura 6 mostra uma bobina de fio de solda, e a Figura 7 mostra seu decapador.

6 Carretel de Fio de Solda

7 Um descascador de fios

2.2 Dicas para evitar problemas de soldagem

Aqui, discutiremos algumas dicas que ajudarão você a evitar muitos problemas de soldagem. Em primeiro lugar, você deve usar dissipadores de calor. Eles são necessários para conectar fios de componentes elétricos sensíveis, como circuitos integrados e transistores.

Em segundo lugar, tente o seu melhor para manter a ponta do ferro de solda limpa e limpa. Uma excelente ponta de ferro garantirá uma melhor condução de calor e resultará em uma junta melhorada. Você pode usar uma esponja umedecida para limpar a ponta. Em terceiro lugar, certifique-se de que as juntas soldadas estão corretas. Porque em circuitos complexos, há uma chance de que algumas das conexões soldadas não estejam lá. Portanto, verificar após a soldagem de cada componente eletrônico economizará a frustração no final. Você precisa confirmar que as articulações estão lá.

Em quarto lugar, você deve primeiro soldar os minúsculos componentes eletrônicos. Componentes pequenos incluem diodos, resistores, fios de jumper e itens semelhantes. E, recursos significativos são como transistores e capacitores. Esta dica facilitará a montagem de peças no PCB. Além disso, você também deve soldar os componentes eletrônicos sensíveis no final. Isso ajudará a evitar danos a eles enquanto você estiver soldando outros componentes. Características nítidas incluem MOSFETs, CMOS, ICs, microcontroladores, etc.

No final, esta é uma dica de saúde:certifique-se de trabalhar em uma sala com ventilação suficiente. Ajudaria se você evitasse a fumaça gerada pela solda macia. Essa fumaça é tóxica e muita ventilação garantirá que ela não se acumule no seu quarto. A Figura 8 ilustra a fumaça que se forma durante o processo de soldagem.

Figura 8A fumaça que se forma durante o processo de soldagem

Problemas comuns de soldagem

Alguns problemas de soldagem podem ocorrer quando você está modelando uma placa de circuito impresso. Esses problemas podem aumentar seus custos e diminuir os rendimentos de fabricação. O pior de tudo é que seu produto sofrerá atrasos ao passar da prancheta para o usuário. E esses problemas resultam principalmente de falhas no processo de fabricação ou design de seus projetos. Felizmente, existem soluções presentes para evitar esses problemas.

Neste capítulo, discutiremos os problemas comuns de soldagem e, no próximo capítulo, discutiremos suas soluções.

3.1 Problemas de soldagem causados ​​por soldagem manual

A seguir estão os seis problemas comuns causados ​​pela soldagem manual:

O próximo ponto define o que é uma junta fria. 1. Articulação Perturbada: Uma junta perturbada resulta do movimento da solda à medida que se solidifica. A junta pode ter uma superfície cristalina, áspera ou fosca. Às vezes, também é chamado de “junta fria”. A figura abaixo mostra uma articulação perturbadora.

Uma superfície irregular ou áspera geralmente categoriza a articulação. 2. Junta fria :Você causará uma “junta fria” se não deixar a solda derreter completamente. A conexão de solda será ruim e as quebras podem crescer com o tempo. A figura abaixo ilustra uma junta fria.

3. Junta superaquecida: Você encontrará uma junta superaquecida se a solda não tiver funcionado bem. E, consertar essa junta fica difícil por causa dos restos do fluxo queimado. A figura abaixo ilustra uma junta superaquecida.

4. Umectação insuficiente: Nesse caso, a solda molha bem os fios, mas não forma uma conexão madura com o pad. Esse problema pode ser causado se você não fornecer calor ao pino e ao local. A figura mostrada abaixo demonstra a molhabilidade insuficiente.

5. Solda Faminta: Você causará uma junta de solda faminta se não usar solda suficiente. Isso resultará em uma articulação fraca e pode causar quebras de estresse e danos com o tempo. A figura mostrada abaixo demonstra a junta de solda sem energia.

6. Muita solda: Você não deve colocar muita solda em uma junta, pois isso também causa um problema. Há uma chance de que nem a almofada nem o pino fiquem molhados. Certifique-se de dar à junta de solda uma superfície côncava, conforme mostrado na figura abaixo.

3.2 Problemas de soldagem causados ​​pelos fabricantes

Se você se pergunta que os problemas de soldagem são causados ​​apenas pelo trabalho manual, você está errado. Mesmo os fabricantes de PCBs, usando máquinas, podem causar problemas de soldagem que devem ser resolvidos. A seguir estão os quatro problemas comuns causados ​​pelos fabricantes:

1. Ponte de solda: Em uma ponte de solda, duas juntas de solda fazem uma conexão inesperada. Essa conexão pode resultar em curtos-circuitos em seu circuito. A figura abaixo demonstra uma ponte de solda.

2.Componentes levantados: Durante o processo de soldagem por onda realizado pelos fabricantes, os componentes eletrônicos podem subir da superfície do seu PCB. A figura abaixo ilustra os componentes levantados.

3.Almofadas levantadas: Quando os fabricantes tentam dessoldar componentes, suas almofadas podem ser levantadas da superfície do seu PCB. A figura mostrada abaixo demonstra as almofadas levantadas.

4.Bola de solda: Na formação de bolas de solda, um pequeno pedaço de solda fica preso ao seu PCB. Isso acontece durante o processo de solda por onda. A figura abaixo mostra uma esfera de solda.

Técnicas para reduzir problemas de soldagem

Este capítulo explicará em detalhes como você pode reparar rapidamente todos os problemas de soldagem mencionados anteriormente.

1. Reparar a Junta Perturbada: Você pode reaquecer e dar tempo para esfriar sem interrupção.

2.Reparar junta fria: Aqui, novamente, você pode reaquecer até que a solda comece a fluir.

3. Reparar a junta superaquecida: Limpe seu PCB usando uma escova de dentes ou um pouco de álcool isopropílico. Ele irá eliminar o fluxo queimado.

Reparar umedecimento insuficiente: Você precisa simplesmente colocar a ponta do ferro quente no final da junta até que a solda comece a fluir. Esta solda líquida cobrirá a almofada.

1.Reparar solda sem energia: Você deve adicionar mais solda depois de reaquecer a junta.

2.Reparar muita solda: O excesso de solda pode ser retirado com uma ponta de ferro quente, um pavio de solda ou um sugador de solda.

3.Reparar a ponte de solda: O excesso de solda pode ser retirado com uma ponta de ferro quente, um pavio de solda ou um sugador de solda.

Evitar componentes levantados: Os fabricantes devem usar um PCB robusto durante o processo de solda por onda. O PCB não deve dobrar se os elementos permanecerem planos.

Reparar almofada levantada: Você pode conectar o fio a um traço de cobre ainda no local por solda.

Evitar bola de solda: Novamente, ele pode ser reparado por reaquecimento. Para prevenção, os fabricantes não devem definir temperaturas muito altas na máquina de solda por onda.

Conclusão

Neste artigo, explicamos tudo o que você precisa saber sobre soldagem de PCB. Nosso principal objetivo foi falar sobre os métodos e técnicas para reduzir os problemas de soldagem. Mas antes de pular para ele diretamente, também mencionamos as informações básicas necessárias. Além disso, também incluímos dicas que ajudarão você a evitar esses problemas em primeiro lugar.

Se você ainda tiver alguma dúvida, entre em contato conosco em [email protected]. Nossa equipe de especialistas e engenheiros terá o maior prazer em ajudá-lo.