5 de julho de 2024

Qual é a diferença entre soldagem por onda e soldagem por refluxo

A soldagem é uma etapa crucial na montagem de placas de circuito impresso (PCBs). É o processo que mantém tudo unido. Sem soldagem, os componentes eletrônicos não permaneceriam presos à placa, tornando a soldagem essencial para a funcionalidade e confiabilidade dos dispositivos eletrônicos.

Existem dois métodos principais de soldagem em Fabricação de placas de circuito impresso: soldagem por onda e soldagem por refluxo. Cada método tem seu processo, vantagens e aplicações exclusivos. Compreender as diferenças entre esses dois métodos é essencial para qualquer pessoa envolvida na montagem de PCB.

A soldagem por onda é normalmente usada para componentes passantes, enquanto a soldagem por refluxo é usada para componentes de montagem em superfície. Cada método envolve diferentes equipamentos e processos, o que pode afetar a qualidade, o custo e a eficiência do produto final.

Neste artigo, exploraremos as especificidades da soldagem por onda e por refluxo e compararemos seus processos, benefícios e casos de uso ideais. No final, você entenderá claramente qual método de soldagem pode ser mais adequado ao seu Montagem de placas de circuito impresso precisa.

PCBs verdes em um transportador para soldagem por onda

O que é soldagem por onda?

A soldagem por onda é fundamental para a montagem de placas de circuito impresso (PCBs). É particularmente eficaz para fixar componentes de furo passante. O processo recebe o nome da onda de solda derretida usada para formar conexões. 

Vamos nos aprofundar em como funciona a soldagem por onda, os equipamentos envolvidos e suas vantagens e desvantagens.

Definição e Processo Básico

A soldagem por onda envolve mover um PCB sobre uma onda de solda derretida. Uma bomba num tanque cria e mantém esta onda. À medida que a PCB passa pela onda, a solda adere às áreas metálicas expostas da placa, formando conexões elétricas sólidas. Este método é altamente eficiente e adequado para produção em larga escala.

Processo passo a passo

Compreender o processo de soldagem por onda pode ajudá-lo a ver por que ele é preferido para certos tipos de montagem de PCB. Aqui estão as principais etapas envolvidas:

Aplicação de Fluxo

O primeiro passo é aplicar o fluxo. Flux é um agente de limpeza químico que remove óxidos de superfícies metálicas. Esta etapa é crucial porque garante uma superfície limpa para a colagem da solda. O fluxo pode ser aplicado por pulverização ou espuma.

Pré-aquecimento

Em seguida, o PCB passa por uma etapa de pré-aquecimento. O objetivo do pré-aquecimento é aumentar gradualmente a temperatura do PCB. Isso ajuda a evitar choque térmico quando a placa entra em contato com a onda de solda quente. O pré-aquecimento também ativa o fluxo, tornando-o mais eficaz.

Contato de onda

Após o pré-aquecimento, o PCB passa para o estágio de contato de onda. Aqui, a placa passa sobre uma onda de solda derretida mantida a temperatura e altura constantes. À medida que a PCB passa, a onda de solda toca os terminais dos componentes, formando juntas de solda. Esta etapa é rápida e garante que todas as conexões sejam soldadas corretamente.

Resfriamento

A etapa final é o resfriamento. Depois que o PCB passa pela onda de solda, ele precisa esfriar. O resfriamento solidifica as juntas de solda, fixando os componentes no lugar. Isso pode ser feito usando incríveis jatos de ar ou sprays de água. O resfriamento adequado é essencial para evitar o estresse térmico e garantir juntas fortes.

Para obter mais detalhes sobre a montagem através do furo, visite Conjunto de PCB 5G IoT.

Vantagens e desvantagens

A soldagem por onda tem várias vantagens e algumas desvantagens a serem consideradas:

Prós:

  • Adequado para componentes de furo passante: Ideal para componentes que passam pela PCB.
  • Eficiente para produção em massa: Pode lidar rapidamente com grandes volumes de PCBs.
  • Deposição uniforme de solda: Fornece juntas de solda consistentes e uniformes.

Contras:

  • Não adequado para componentes de montagem em superfície: Melhor usado para componentes passantes, não para montagem em superfície.
  • Sensível ao controle de temperatura: Requer gerenciamento preciso de temperatura para evitar defeitos.
PCBs em um transportador em um processo de fabricação

O que é soldagem por refluxo?

A soldagem por refluxo é famosa pela montagem de placas de circuito impresso (PCBs), especialmente para componentes de tecnologia de montagem em superfície (SMT). Este processo envolve o uso de pasta de solda e calor para formar juntas de solda confiáveis. 

Vamos explorar como funciona a soldagem por refluxo, o equipamento envolvido e suas vantagens e desvantagens.

Definição e Processo Básico

A soldagem por refluxo é usada para conectar componentes de montagem em superfície a uma placa de circuito impresso. O processo começa aplicando pasta de solda nas placas de PCB, colocando os componentes na pasta e, em seguida, aquecendo todo o conjunto em um forno de refluxo. Isso faz com que a pasta de solda derreta e forme juntas sólidas à medida que esfria.

Processo passo a passo

Aqui está uma visão detalhada do processo de soldagem por refluxo:

Colar impressão

A primeira etapa na soldagem por refluxo é a impressão em pasta. A pasta de solda, uma mistura de solda em pó e fluxo, é aplicada nas placas de PCB usando um estêncil. Isso garante que a pasta só seja aplicada onde for necessária, proporcionando uma quantidade precisa para cada conexão.

Posicionamento de Componentes

Em seguida, os componentes são colocados na PCB. Isso é feito usando uma máquina pick-and-place que posiciona com precisão cada componente na pasta de solda. A pasta mantém os componentes no lugar até que sejam soldados. Aprender mais sobre Posicionamento ideal de componentes de PCB.

Refluxo

Depois que os componentes são colocados, o PCB segue para o forno de refluxo. O forno aquece a placa de forma controlada, seguindo um perfil de temperatura específico. A pasta de solda derrete, flui e solidifica à medida que a placa esfria, criando fortes juntas de solda.

Inspeção

A etapa final é a inspeção. A inspeção pós-refluxo é crucial para garantir a qualidade das juntas de solda. As máquinas de inspeção óptica automatizada (AOI) verificam defeitos como solda insuficiente, marcas de exclusão e componentes desalinhados.

Equipamento usado

A soldagem por refluxo requer vários equipamentos importantes para executar cada etapa com eficiência e precisão. Aqui está uma olhada nos principais componentes:

Impressora de pasta de solda

A impressora de pasta de solda aplica a pasta no PCB. Utiliza um estêncil para garantir que a pasta seja depositada com precisão em cada almofada, essencial para criar conexões confiáveis. Aprender mais sobre Pasta de solda: um guia abrangente para fabricação de eletrônicos.

Máquina de escolher e colocar

A máquina pick-and-place posiciona os componentes na PCB. Ele usa braços robóticos precisos para pegar os componentes e colocá-los na pasta de solda, garantindo que estejam corretamente alinhados.

Forno de refluxo

O forno de refluxo aquece o PCB para derreter a pasta de solda. Possui múltiplas zonas de temperatura para aquecer e resfriar gradativamente a placa, seguindo um perfil específico para garantir uma soldagem adequada sem danificar os componentes.

Inspeção Pós-Refluxo (AOI)

Inspeção Óptica Automatizada (AOI) máquinas inspecionam as juntas de solda após o refluxo. Eles utilizam câmeras e software de processamento de imagem para detectar defeitos, garantindo uma soldagem de alta qualidade.

Vantagens e desvantagens

A soldagem por refluxo tem vários benefícios e algumas desvantagens. Aqui está um resumo:

Prós:

  • Adequado para componentes de montagem em superfície: Ideal para componentes SMT, que são comumente usados em eletrônica moderna.
  • Colocação precisa de componentes: Garante que os componentes estejam posicionados com precisão na PCB.
  • Melhor para componentes de passo fino: Lida bem com componentes pequenos e de passo fino, tornando-o adequado para placas de alta densidade.

Contras:

  • Mais caro: O equipamento e o processo podem ser mais caros do que a soldagem por onda.
  • Não é ideal para componentes passantes: A soldagem por refluxo é projetada principalmente para componentes de montagem em superfície, não para peças passantes.
Comparação entre soldagem por onda e soldagem por refluxo

Comparação detalhada

Compreender as diferenças entre soldagem por onda e soldagem por refluxo pode ajudá-lo a escolher o melhor método para suas necessidades de montagem de PCB. Vamos mergulhar nos principais aspectos de cada processo.

Diferenças de processo

A soldagem por onda e a soldagem por refluxo seguem procedimentos diferentes para obter resultados semelhantes, como anexar componentes a uma PCB.

Etapas de soldagem por onda

  1. Aplicação de fluxo: O fluxo é aplicado ao PCB para limpar as superfícies metálicas.
  2. Pré-aquecimento: O PCB é aquecido para evitar choque térmico.
  3. Contato de onda: O PCB passa sobre uma onda de solda fundida, formando as juntas de solda.
  4. Resfriamento: As juntas de solda solidificam à medida que o PCB esfria.

Etapas de soldagem por refluxo

  1. Impressão em pasta: A pasta de solda é aplicada nas placas de PCB usando um estêncil.
  2. Colocação de componentes: Os componentes são colocados na pasta de solda.
  3. Refluxo: A montagem é aquecida em forno de refluxo, fazendo com que a pasta de solda derreta e forme juntas.
  4. Inspeção: As juntas de solda são inspecionadas quanto à qualidade e defeitos.

Para um guia mais detalhado sobre fabricação de PCB, visite Um guia completo para o processo de fabricação de PCB.

Componentes adequados

O tipo de componentes com os quais você está trabalhando geralmente determinará qual método de soldagem é melhor.

Componentes de furo passante

  • Soldadura em onda: Ideal para componentes passantes com cabos que passam pela PCB.
  • Soldadura por refluxo: Não é adequado, pois foi projetado principalmente para componentes de montagem em superfície.

Componentes de montagem em superfície

  • Soldadura em onda: É inadequado, pois precisa lidar com componentes de montagem em superfície de maneira eficaz.
  • Soldadura por refluxo: Perfeito para componentes de montagem em superfície, permitindo posicionamento preciso e juntas confiáveis.

Velocidade de produção e rendimento

Cada método oferece diferentes velocidades e eficiências.

Alto rendimento de soldagem por onda

  • A soldagem por onda é rápida e pode lidar com grandes volumes de PCBs simultaneamente, tornando-a ideal para produção em massa.

Solda por refluxo mais lenta e precisa

  • A soldagem por refluxo é mais lenta devido ao seu processo passo a passo. Porém, proporciona maior precisão, tornando-o adequado para placas complexas e de alta densidade.

Taxas de defeitos e controle de qualidade

Defeitos podem ocorrer em ambos os métodos, mas os tipos e taxas variam.

Defeitos comuns em cada método

  • Soldadura em onda: Propenso a problemas como ponte de solda, sombreamento e solda insuficiente.
  • Soldadura por refluxo: Pode apresentar defeitos como lápide, vazios e cabeça no travesseiro.

Métodos de Inspeção e Controle de Qualidade

  • Soldadura em onda: Inspeção visual e Testes em circuito (TIC) são comumente usados.
  • Soldadura por refluxo: A Inspeção Óptica Automatizada (AOI) e as TIC são empregadas para garantir juntas de solda de alta qualidade.

Custo e Eficiência

O custo é um fator significativo na escolha de um método de soldagem.

Custos iniciais do equipamento

  • Soldadura em onda: Custo inicial geralmente mais baixo, tornando-o uma boa escolha para produção de alto volume.
  • Soldadura por refluxo: Custo inicial mais elevado devido à necessidade de equipamentos precisos como impressoras de pasta e fornos de refluxo.

Custos operacionais

  • Soldadura em onda: Freqüentemente mais econômico para operações em grande escala.
  • Soldadura por refluxo: Custos operacionais mais elevados, mas a precisão e a qualidade podem justificar o gasto com placas complexas.

Consumo de energia

  • Soldadura em onda: Mais eficiente em termos energéticos, pois a solda permanece fundida.
  • Soldadura por refluxo: Consome mais energia devido aos repetidos ciclos de aquecimento, mas a otimização dos perfis pode reduzir o consumo.

A soldagem por onda e a soldagem por refluxo têm seus pontos fortes e fracos. A soldagem por onda é excelente para velocidade e economia em produções em grande escala, especialmente com componentes passantes. 

A soldagem por refluxo é excelente em precisão e é ideal para tecnologia de montagem em superfície, apesar de seu custo mais alto e velocidade mais lenta. 

Compreender essas diferenças pode ajudá-lo a selecionar o melhor método para suas necessidades de montagem de PCB.

PCB verde sob uma lupa com ferramentas

Aplicativos e casos de uso

A escolha entre soldagem por onda e soldagem por refluxo depende dos requisitos específicos do seu projeto. Cada método se destaca em diferentes cenários. Vamos explorar quando usar cada técnica.

Quando usar soldagem por onda

A soldagem por onda é particularmente eficaz para certos tipos de produção e indústrias. Aqui estão algumas aplicações ideais:

Alta mixagem, produção de volume médio

A soldagem por onda é adequada para projetos que envolvem vários PCBs, mas não exigem volumes de produção extremamente altos. Oferece a flexibilidade necessária para diversas linhas de produtos, mantendo a eficiência.

Eletrônica Automotiva

A indústria automotiva costuma usar componentes passantes por sua durabilidade e confiabilidade. A soldagem por onda é perfeita para essas aplicações, garantindo juntas de solda fortes e consistentes que podem suportar as condições exigentes em ambientes automotivos.

Painéis de controle industrial

Os sistemas de controle industrial requerem PCBs robustos e confiáveis. A soldagem por onda fornece a durabilidade necessária para esses componentes, tornando-a um método preferido para montagem de placas de controle industriais que devem funcionar sob condições adversas.

Quando usar soldagem por refluxo

A soldagem por refluxo é ideal para projetos que exigem precisão e normalmente estão envolvidos em indústrias de alta tecnologia. Aqui estão alguns casos de uso principais:

Eletrônicos de consumo

Os produtos eletrônicos de consumo, como smartphones, tablets e wearables, exigem conexões precisas e confiáveis para seus componentes de montagem em superfície. A soldagem por refluxo é perfeita para essas placas de alta densidade e passo fino, garantindo alta qualidade e desempenho.

Placas de computação de alta densidade

Na computação, especialmente em servidores e sistemas de computação de alto desempenho, os PCBs costumam ter uma alta densidade de componentes. A soldagem por refluxo é excelente no manuseio dessas montagens complexas, proporcionando posicionamento preciso e juntas de solda fortes para componentes pequenos e pouco espaçados.

Placas SMD Dupla Face

A soldagem por refluxo é essencial para dupla face placas de dispositivo de montagem em superfície (SMD). Ele permite a aplicação precisa de pasta de solda e aquecimento cuidadoso, garantindo que os componentes em ambos os lados da placa de circuito impresso sejam fixados com segurança sem danificar a placa.

Para aplicações envolvendo PCBs flexíveis, consulte Um guia para requisitos de design de PCB flexível.

A soldagem por onda e a soldagem por refluxo têm aplicações ideais. A soldagem por onda é excelente para produções de alto mix e médio volume, eletrônica automotiva e placas de controle industrial. 

A soldagem por refluxo, por outro lado, é o método preferido para produtos eletrônicos de consumo, placas de computação de alta densidade e placas SMD de dupla face. 

Ao compreender os pontos fortes de cada método, você pode escolher o processo de soldagem adequado às suas necessidades específicas, garantindo desempenho e confiabilidade ideais para seus conjuntos eletrônicos.

Pessoa trabalhando em um PCB verde em um laboratório

Conclusão

Escolher o método de soldagem adequado para a montagem da sua PCB é fundamental. Isso afeta a qualidade, o custo e a eficiência do seu processo de produção. Vamos resumir os pontos principais e observar as tendências futuras na tecnologia de soldagem.

Resumo dos pontos principais

Recapitulação das diferenças

  • Soldadura em onda: Melhor para componentes passantes, produção de alto volume e custos iniciais mais baixos. É eficiente, mas sensível ao controle de temperatura.
  • Soldadura por refluxo: Ideal para componentes de montagem em superfície, oferece precisão e é adequado para placas complexas e de alta densidade. É mais caro, mas oferece maior qualidade para componentes delicados.

Importância de escolher o método de soldagem correto

Selecionar o método apropriado com base em suas necessidades específicas garante:

  • Juntas de solda confiáveis e robustas.
  • Produção econômica.
  • Produtos finais de alta qualidade.
  • Uso eficiente de recursos e tempo.

Cada projeto de montagem de PCB é único. Consulte nossos especialistas na Globalwellpcba para fornecer informações valiosas e conselhos adaptados às suas necessidades. Podemos ajudá-lo a navegar pelas complexidades da tecnologia de soldagem e escolher o melhor método para sua aplicação específica.

Obrigado por ler!

Artigo escrito por Alice Lee