O equipamento para máquinas de soldadura por onda selectiva foi inventado há mais de 50 anos e tem sido crucial na produção automatizada em massa de dispositivos electrónicos, em especial para soldar componentes através de orifícios em placas de circuitos, oferecendo uma elevada eficiência de produção e níveis de automatização. Com o aparecimento de várias formas de embalagem de componentes montados à superfície nos últimos anos, devido aos requisitos de conceção de dispositivos electrónicos de alta densidade e miniaturizados, a tecnologia de montagem de produtos electrónicos mudou para a tecnologia de montagem à superfície (SMT) como tendência dominante. A aplicação de componentes com orifícios de passagem tem vindo a diminuir gradualmente. Algumas aplicações específicas de soldadura por onda selectivaque é também o nosso objetivo, são as seguintes:
Eletrónica automóvel e produtos de comutação de energia
A eletrónica automóvel e os produtos de comutação de energia, que funcionam em condições ambientais adversas com um consumo de energia significativo, utilizam frequentemente placas de circuitos impressos com núcleo metálico. Devido à grande discrepância entre os coeficientes de expansão térmica dos pacotes de componentes e das placas de circuitos impressos, o processo tradicional de soldadura por onda não pode ser utilizado para soldar componentes com orifícios passantes na placa. Isto deve-se ao facto de a expansão da placa de circuitos impressos durante o aquecimento poder provocar a rutura das juntas de soldadura dos circuitos integrados embalados em cerâmica pré-soldados por refluxo. Estas placas de circuito impresso são incompatíveis com a tecnologia de soldadura por onda e têm-se baseado tradicionalmente na soldadura manual. Mesmo nestes casos, se estes produtos forem utilizados em ambientes de trabalho agressivos com variações intensas de temperatura, as juntas de soldadura são sujeitas a tensões mecânicas de cisalhamento significativas, provocando fissuras. Para resolver a discrepância dos coeficientes de expansão térmica, os produtos electrónicos topo de gama utilizam placas de circuito impresso com núcleo metálico de cobre-invar-cobre. Devido à sua excelente dissipação de calor, é difícil preencher os orifícios metalizados na placa com solda utilizando a soldadura manual.
Computadores electrónicos de grande porte
Alguns computadores electrónicos de grandes dimensões utilizam placas de circuitos impressos multicamadas com 30 a 50 camadas e uma espessura de 2 a 3 mm. Estas placas têm um grande número de circuitos integrados de grande escala montados à superfície, como BGAs e QFPs, mas continuam a utilizar componentes de orifício passante para alguns microprocessadores e conectores de elevado desempenho. Estas placas de circuito são frequentemente submetidas a processos de soldadura por refluxo de dupla face, sendo necessária a soldadura por onda selectiva para certos componentes de orifício passante que não podem ser soldados utilizando métodos tradicionais de soldadura por onda. Devido à grande capacidade de calor das placas de circuito impresso multicamadas de 50 camadas, é difícil preencher os orifícios metalizados com solda utilizando a soldadura manual quando a temperatura do ferro de soldar está baixa. No entanto, se a temperatura do ferro de soldar for demasiado elevada, a almofada de solda pode facilmente soltar-se do substrato.
Conectores de furo passante de passo fino
No passado, os espaçamentos dos pinos dos conectores de passagem eram tipicamente a uma distância de grelha (2,54 mm). No entanto, com o aumento da densidade de montagem dos produtos electrónicos, os conectores com espaçamentos de meia grelha (1,27 mm) têm sido amplamente utilizados. Nos processos de soldadura por onda, a ocorrência de curto-circuitos de soldadura torna-se mais evidente com conectores de passo mais fino.
Produtos electrónicos militares
Os produtos electrónicos militares funcionam frequentemente em condições ambientais extremamente rigorosas, com temperaturas que variam entre -55°C e +80°C, humidade relativa até 90%, atmosferas de névoa salina e vibrações e choques mecânicos intensos. Por conseguinte, os requisitos de fiabilidade da junta de soldadura para os produtos electrónicos são extremamente elevados. No entanto, a implementação de processos de soldadura por onda em placas de circuito impresso com dissipadores de calor coloca desafios significativos. Devido à rápida dissipação de calor, a solda não consegue preencher os orifícios metalizados e, durante a soldadura, a tensão mecânica gerada pela diferença de temperatura entre as superfícies superior e inferior da placa pode causar delaminação entre a placa de circuito impresso e o dissipador de calor.
Aplicação de solda sem chumbo
O ponto de fusão da solda sem chumbo é aproximadamente 40°C mais alto do que o da solda com chumbo-estanho. Em ambientes de soldadura a alta temperatura, a placa é mais propensa à flexão e à deformação, e as almofadas de solda na placa de circuito são mais susceptíveis à oxidação. Além disso, a molhabilidade da solda sem chumbo é mais fraca do que a da solda com chumbo-estanho. Por conseguinte, a obtenção de juntas de solda fiáveis e de alta qualidade com solda por onda sem chumbo e solda manual sem chumbo é mais difícil, especialmente no enchimento de solda em orifícios totalmente metalizados ligados à alimentação ou à terra.
As placas de circuitos dos produtos electrónicos de topo de gama exigem uma elevada densidade de montagem e estabilidade da qualidade das juntas de soldadura. Devido ao método de montagem da placa e à estrutura das placas de circuito impresso de elevado desempenho, os métodos tradicionais de soldadura por onda e de soldadura manual não podem satisfazer os requisitos dos processos de montagem de produtos electrónicos de topo de gama. Por conseguinte, a substituição da soldadura por onda tradicional e da soldadura manual pela soldadura por onda selectiva avançada é a melhor opção para melhorar a qualidade da junta de soldadura dos componentes de orifício passante em produtos electrónicos de topo de gama. As aplicações acima referidas da soldadura por onda selectiva representam alguns dos nossos conhecimentos. Convidamos as pessoas conhecedoras a contactar-nos para um debate mais aprofundado.
