O entendimento do processo de refusão permitirá, de forma determinística, configurar os parâmetros de processo (Figura 1).

Figura 1 – Representação do Processo de Refusão.

São necessários quatro itens básicos para a soldagem de placas eletrônicas que utilizam a tecnologia de montagem em superfície (SMT): componentes, liga de solda, fluxo e calor. Tendo em mãos os componentes que serão unidos pela liga de solda, as superfícies precisam estar limpas e livres de oxidação. A liga de solda, que será o elo entre a placa e o componente, é fornecida pela pasta de solda, que também fornece o fluxo, responsável pela limpeza das superfícies. Por último, é necessário fornecer calor ao conjunto de superfícies limpas e à liga de solda. O ingresso de calor é feito pelo forno de refusão.

Os fornos de refusão são, normalmente, fornos contínuos e possuem entre uma e quinze zonas de aquecimento, sendo que cada zona pode ser configurada em uma temperatura diferente. Os fornos são construídos dessa forma para possibilitar a imposição de perfis térmicos na placa eletrônica que obedeçam aos seguintes parâmetros:

• A taxa de aquecimento deve ser controlada e não deve exceder limites impostos pelos componentes e pela pasta de solda;
• A temperatura máxima não deve exceder determinados limites;
• O tempo de exposição a altas temperaturas deve ser reduzido, mas suficiente para fundir a solda;
• A diferença de temperatura ao longo da placa deve ser mínima, de forma a não induzir tensões térmicas. Os gradientes de temperatura são minimizados criando-se um patamar intermediário das temperaturas.

Definir os parâmetros do forno em meio a tantas exigências não é uma tarefa trivial. Vale lembrar que cada placa tem características diferentes e, portanto, cada placa exige cuidados específicos.

O projeto de transferência de perfis térmicos tem como objetivo tornar o processo de configuração do forno menos empírico e independente da experiência do engenheiro envolvido. Atualmente, para desenvolver um perfil térmico, um engenheiro experiente precisa de algumas horas para configurar as temperaturas de forma que todos os requisitos técnicos sejam respeitados.

O tempo necessário para configurar o forno impõe que a linha de produção mantenha-se parada. Imagine que uma linha de montagem de placas tenha uma produção de 30 placas por hora. Cada placa é vendida, hipoteticamente, por R$ 2.500,00. Dessa forma, uma hora de linha parada representam R$ 75.000,00 que não entraram no caixa da empresa. Então, reduzir ao máximo o tempo de desenvolvimento desses perfis representa uma economia imediata para a empresa.

Nesse sentido, o NPI vai oferecer um novo serviço para empresas de montagem de placas, visando minimizar o tempo de setup do forno de refusão. Esse serviço é especialmente importante para empresas que trabalham com pequenas séries de placas, embora grandes séries também possam utilizar esta metodologia com sucesso.

A ideia da metodologia é desenvolver o perfil de temperaturas em um forno da linha do NPI (Figura 2), sem comprometer a produção do cliente, e realizar a transferência dos parâmetros entre os fornos. Como cada forno tem características distintas, o conjunto de configurações para um mesmo perfil será diferente. A transferência desse perfil térmico envolve o modelamento matemático do fenômeno de transferência de calor em dois fornos, o forno da linha do NPI e o forno do cliente.

Figura 2 – Exemplo de Perfil Térmico do Forno de Refusão.

A metodologia está em estágio de testes e os primeiros perfis transferidos serão entre o forno do NPI e o forno da linha de pequenas séries.

Para obter maiores informações sobre o processo de refusão na célula NPI, entre em contato com José Carlos Boareto, engenheiro responsável pela área de materiais do LABelectron ( Este endereço de e-mail está protegido contra spambots. Você deve habilitar o JavaScript para visualizá-lo. ou 48-3954-3029).