Soldagem
O processo de soldagem eletrônica é um processo que tem por dois objetivos:
- Manter o contato elétrico
- Garantir uma resistência mecânica
A soldagem eletrônica é um processo de união entre peças em que se faz a fusão de um material, normalmente o fio de solda. O metal fundido(liquido) é colocado então entre duas superfícies sólidas, interage com as duas e quando a poça de solda se solidifica, faz a união entre as duas peças.
O processo de soldagem eletrônica normalmente faz a união com cobre sólido, com o fio de solda, e o componente soldado. Por esse motivo, chama-se soldagem heterogênea.
Outra coisa importante de se falar é que, diferente das soldas mecânicas(realizadas com aço por exemplo), na solda eletrônica não se tem a fusão dos material de base, ou seja, o cobre ou a perna do componente não se fundem.
Veja o vídeo que ensina o básico de soldagem eletrônica. O objetivo do vídeo é pegar a ideia principal de soldagem eletrônica, detalhes serão passados mais adiante.
O fio de solda é mostrado abaixo
A maioria dos fios de solda não são estanho puro, mas sim são uma liga de estanho(Sn) e chumbo(Pb), cuja razão fica próximo de 60/40, ou seja, 60% de Sn e 40% de Pb. Outra razão fácil de encontrar é o valor de 63/37.
Existem fios de solda que se vêm sem chumbo, mas normalmente são mais caros. Neste link, o estanho sem chumbo é 75% mais caro que o com chumbo.
Diferença entre fio de solda com e sem chumbo
A composição 63/37 dessa liga é justamente porque é que com essa razão tem-se uma mistura eutética, com a menor temperatura de fusão como se pode ver no diagrama de fase na imagem abaixo.
As temperaturas de fusão dos elementos
- Sn puro - 232 ºC
- Pb puro - 328 ºC
- 63Sn/37Pb - 183 ºC
Dentro do fio de solda pode haver fluxo de solda. A sua função será explicada mais tarde, mas é importante ter o seu conhecimento.
O rolo da COBIX vendido pela HUInfinito nesse link por exemplo tem 2,4% de fluxo.
Ao fundir o fio de solda, libera-se uma fumaça por causa da existência do fluxo de solda dentro do estanho. Caso não houvesse fluxo de solda tal fumaça provavelmente não soltaria tal fumaça.
Pelo fio de solda conter chumbo, nessa fumaça também contém chumbo e se alguém respirar, o chumbo vai direto para o cérebro. Existem problemas envolvidos na absorção de chumbo como explica nesse link. Logo
A molhabilidade é um conceito de fluidos que mede a interação de um fluido com um sólido. Quanto maior a molhabilidade, mais interação tem com a superficie.
É importante ter esse entendimento porque, como estamos trabalhando com a poça de solda liquida e para que tenha uma adesão no PAD, só ocorre o molhamento da superfície se o PAD estiver aquecido. Caso o material de base não esteja aquecido, ou seja, estiver frio, a poça de solda não consegue se desprender do ferro de solda e ir para o PAD.
Um exemplo diário é jogar agua em uma panela quente, conforme mostra o vídeo abaixo, mostrando que superfícies de temperatura bem diferentes não se interagem muito bem:
Mas porque utilizarmos 350 ºC se a temperatura de fusão do estanho é perto de 190 ºC?
Existe o problema de que o componente pode ser danificado exposto por muito tempo à altas temperaturas.
Falhas em componentes eletrônicos
Toda a reação química é acelerada caso se tenha energia em excesso, inclusive a oxidação: A altas temperaturas, os materiais oxidam bem mais fácil.
Com o oxigênio no ar, e com a superfície quente do ferro de solda e/ou da poça de solda, gera-se a oxidação da superfície e como o objetivo principal do ferro de solda é transferir o calor para uma região, a solda fica comprometida, visto que a camada de óxido dificulta a transferência de calor.
Para isso, deve-se evitar deixar o ferro ligado sem ter gente soldando, e limpa-lo com frequência para retirar a camada de óxido.
Devido aos problemas de oxidação, se faz uso do fluxo de solda, que pode ser entendido como uma pasta que ao colocar alta temperatura, se funde virando liquido.
O fluxo de solda tem comportamento ácido que serve justamente para retirar as camadas de óxido geradas na superfície.
A pasta de solda é um material pastoso composto de diversas esferas pequenas de estanho, rodeado de fluxo de solda, conforme mostra a imagem abaixo. É importante separar fluxo de solda de pasta de solda. Na utilização da pasta de solda, descarta-se a necessidade do fio de solda.
SMD são componentes bem pequenos e requerem muito cuidado ao manuseá-los: seja porque é fácil retirar da posição enquanto se está soldando, seja porque o componente é muito pequeno e pode se perder facilmente.
Para o treinamento não é necessário ver o vídeo, mas é caso tenha interesse, fique a vontade.
Todo o processo de soldagem pode ser feito manualmente, e pra hobbistas geralmente é feito. Contudo, para vários componentes, soldar todos os componentes de uma vez não é tão rápido e eficiente e por isso se usa outros processos de soldagem, como mostrado abaixo.
Androkavo é um canal no youtube que aborda, com boa qualidade, as questões de solda, assista os 4 vídeos mostrados abaixo.