É justamente a configuração dos componentes presentes na placa e o layout da mesma que irão determinar o processo pelo qual a placa será montada. De acordo com este critério as placas eletrônicas podem ser classificadas da seguinte maneira:

• Tipo I – Placas que contém apenas componentes SMD. Estas placas podem ser soldadas utilizando apenas o processo de refusão.
• Tipo II – Placas que possuem Componentes PTH e SMD do lado Top e componentes SMD passivos ou pequenos ativos do lado Bottom. Estas placas podem ser soldadas utilizando um processo de refusão seguido de soldagem por onda.
• Tipo III – Placas contendo apenas componentes PTH do lado Top ou ainda componentes SMD passivos ou pequenos ativos do lado Bottom. Estas placas são soldadas utilizando apenas o processo de soldagem por onda.

As placas cujo projeto atenda qualquer um destes tipos de configuração podem ser soldadas de forma totalmente automatizada, o que melhora sua produtividade e qualidade final. Estas configurações, no entanto, nem sempre são possíveis de serem obtidas. Existe uma grande tendência de substituição da maioria dos componentes PTH por componentes SMD, que ocupam menor área e permitem um maior controle e confiabilidade do processo. No entanto alguns componentes PTH, principalmente conectores e componentes para eletrônica de potência como: transformadores, capacitores e indutores, são de difícil substituição, o que faz com que um grande número de placas possuam apenas alguns componentes PTH. Dentro do processo convencional estes componentes são montados de forma manual. Contudo existem tecnologias de soldagem seletiva que permitem a soldagem de componentes PTH mesmo com seus terminais estando do mesmo lado da placa que componentes SMD complexos. Desta forma os componentes SMD podem ser soldados pelo processo de refusão, que é o mais adequado para este tipo de componente.

Existem diversas tecnologias para soldagem seletiva automatizada, entre elas: robô com ferro de solda, pallets seletivos especiais, multi-onda e mini-onda. Todos possuem suas características específicas e são mais adequados para condições específicas. Os robôs com ferro de solda simulam um operador, soldando uma vasta gama de componentes e mantendo uma padronização do processo de soldagem, no entanto, estes equipamentos possuem uma dificuldade de programação. A utilização de pallets seletivos especiais é realizada normalmente em séries de maior porte, nestes casos a placa é soldada na máquina de solda por onda e um pallet é construído de acordo com o layout da placa para proteção dos componentes SMD já soldados. Esta solução exige um grande controle do projeto da placa para posicionamento dos componentes SMD numa área específica da placa.

Existem duas tecnologias de soldagem seletiva que simulam o processo de soldagem por onda, a soldagem multi-onda e a mini-onda. Estes sistemas de soldagem são bastante semelhantes com uma máquina de soldagem por onda. Eles são compostos por um sistema fluxador, um pré-aquecimento e um pote de solda com bocal. A diferença é que tanto a aplicação de fluxo quanto a soldagem são realizadas em posições pré-determinadas da placa. No caso do sistema multi-onda um bocal é confeccionado com várias aberturas que coincidem com as posições dos componentes PTH na placa estes bocais possuem alto custo e somente se justificam no caso de grandes séries. No caso da mini-onda, o pote de solda é movimentado nos três eixos, movendo um mesmo bocal nas diferentes regiões da placa contendo componentes PTH. Já que a soldagem seletiva por mini-onda não necessita de pallets ou bocais dedicados para uma placa específica, este processo possui altíssima flexibilidade.

Visando atender às empresas de forma mais completa, o Labelectron fez a aquisição do equipamento ECOSELECT 2 da fabricante ERSA, apresentado na figura abaixo. Este equipamento funciona através da utilização de uma máquina por coordenadas, que pode ser programada facilmente via software, em apenas alguns minutos, uma imagem do software de programação off-line é apresentada na figura abaixo. O equipamento possui um sistema de aplicação de fluxo por spray que aplica fluxo apenas nas regiões programadas, um sistema de pré-aquecimento por infra-vermelho, e dois potes de solda, um contendo uma liga sem chumbo e outro contendo uma liga tradicional.

Figura 01 – Novo equipamento adquirido pelo Labelectron, Ecoselect 2, da empresa ERSA. Figura 02 – Imagem do software de programação off-line, que permite a programação de uma placa em apenas alguns minutos.

O sistema de fluxação selecionado para o equipamento do Labelectron permite controle via software da aplicação de fluxo, o que faz com que a quantidade, bem como os locais aplicados sejam rigorosamente atendidos, desta forma não existe a possibilidade de resíduos não ativados do fluxo permanecerem na placa, prejudicando desta forma a confiabilidade da placa eletrônica. Ainda, o fluxo pode ser facilmente trocado por outro fluxo, permitindo novos desenvolvimentos, como, por exemplo, a utilização de um fluxo sem solventes voláteis orgânicos (VOC-free).

A característica mais marcante do novo equipamento adquirido pelo Labelectron é a presença dos dois potes de solda no mesmo eixo. Com esta característica o Labelectron possui agora a possibilidade de montar placas utilizando tanto ligas chumbo estanho quanto lead-free. Os únicos ajustes necessários são a seleção do pode de solda no software e colocação de um bocal dedicado no pote que será utilizado. A utilização de ferramentas e bocais exclusivos para o pode solda lead-free, bem como análises frequentes do banho de solda garantem que não ocorra contaminação do pote. Ainda no pote de solda, a atmosfera nos bocais é inertizada com nitrogênio, o que melhora a qualidade da solda, que no caso da soldagem por mini-onda é mais crítica.

A possibilidade de utilizar bocais de diferentes tamanhos aumenta ainda mais a flexibilidade do equipamento e mesmo terminais PTH bastante próximos de componentes SMD podemm ser soldados.

Com a instalação, treinamento e completa utilização de todas as funcionalidades deste novo equipamento poderão ser desenvolvidos novos processos no Labelectron que diminuirão a utilização de soldagem manual. Ainda, os projetistas poderão pensar em novas soluções de layout para seus produtos, incluindo componentes PTH mesmo em placas de alta complexidade e garantindo a qualidade de seus produtos.

Várias características do processo como: liga utilizada, tipo de fluxo, temperatura de pré-aquecimento, tipo de bocal e velocidade de deslocamento do bocal, estão sendo estudadas, tanto em placas de teste quanto em alguns produtos de clientes, visando à otimização do processo destas placas. Desta forma os objetivos do projeto Labelectron Nucleador estão sendo atingidos, melhorando a manufatura de placas eletrônicas em pequenas séries.

Para mais informações sobre solda seletiva de componentes, ou caso sua empresa possua demandas em montagem de componentes, entre em contato com o Engº José Carlos Boareto – Engenheiro de Desenvolvimento do LABelectron ( Este endereço de e-mail está protegido contra spambots. Você deve habilitar o JavaScript para visualizá-lo. ou 48-3954-3036).