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Sistem as eletrônicos – Instalação Esta publicação integra uma série da SENAI-SP Editora especialmente criada para apoiar os alunos dos cursos técnicos e dos cursos de formação inicial e continuada. O mercado de trabalho em permanente mudança exige que o profissional se atualize continuamente ou, em muitos casos, busque novas qualificações. É para esse profissional, sintonizado com a evolução tecnológica e com as inovações nos processos produtivos, que o SENAI-SP oferece muitas opções em cursos, nas diversas áreas tecnológicas. 9 788583 930679 ISBN 978-85-8393-067-9 ELETROELETRÔNICA Sistemas eletrônicos Instalação Sistemas eletrônicos Instalação Dados Internacionais de Catalogação na Publicação (CIP) SENAI. Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial Sistemas eletrônicos : instalação / SENAI. Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial. – São Paulo : SENAI-SP Editora, 2020. 208 p. : il. Inclui referências ISBN 978-85-8393-067-9 1. Componentes eletrônicos 2. Montagem de equipamentos Eletrônicos 3. Sistemas eletrônicos I. Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial II. Título. CDD 621.381 Índice para o catálogo sistemático: 1. Componentes eletrônicos 621.381 2. Sistemas eletrônicos 621.381 SENAI-SP Editora Avenida Paulista, 1313, 4o andar, 01311 923, São Paulo – SP F. 11 3146.7308 | editora@sesisenaisp.org.br | www.senaispeditora.com.br ELETROELETRÔNICA Sistemas eletrônicos Instalação Departamento Regional de São Paulo Presidente Paulo Skaf Diretor Regional Ricardo Figueiredo Terra Diretor Superintendente Corporativo Igor Barenboim Gerência de Assistência à Empresa e à Comunidade Celso Taborda Kopp Gerência de Inovação e de Tecnologia Osvaldo Lahoz Maia Gerência de Educação Clecios Vinícius Batista e Silva Material didático utilizado nos cursos do SENAI-SP. Elaboração Carlos José Pereira Ferreira Jair Pereira da Silva Revisão técnica Cleber de Paula Apresentação Com a permanente transformação dos processos produtivos e das formas de organização do trabalho, as demandas por educação profissional se multiplicam e, sobretudo, se diversificam. Sintonizado com essa realidade, o SENAI-SP oferece várias opções em cursos técnicos, que proporcionam habilitação profissional em áreas tecnológicas es- pecíficas do setor industrial. Esse tipo de curso corresponde à educação profissional de nível técnico, prevista na regulamentação da Lei de Diretrizes e Bases da Educação Nacional. Com satisfação, apresentamos ao leitor esta publicação, que integra uma série da SENAI-SP Editora, especialmente criada para apoiar os alunos de cursos técnicos. Sumário Introdução 9 1. Introdução à montagem de equipamentos eletrônicos 11 Placa de Circuito Impresso (PCI) 12 Levantamento de circuito 24 2. Técnicas de manuseio de componentes eletrônicos 27 Cuidados elétricos 27 Cuidados mecânicos 32 3. Soldagem e dessoldagem de componentes eletrônicos 35 Ferramentas e materiais para soldagem dos componentes 36 Técnicas de soldagem de componentes 44 Ferramentas e materiais para dessoldagem de componentes 63 Técnicas de dessoldagem de componentes 65 Segurança durante a soldagem e dessoldagem 70 Descarte de materiais provenientes da soldagem e dessoldagem 70 4. Componentes de sistemas eletrônicos 72 Aspectos gerais sobre os componentes eletrônicos 73 Resistor 78 Capacitor 94 Indutor 108 Relé 111 Conectores 114 5. Dispositivos semicondutores 119 Introdução aos semicondutores 120 Diodo 120 Ponte retificadora 130 Transistor 132 Tiristores 141 Circuitos integrados 144 6. Instalação de sistemas eletrônicos 149 Procedimentos de rotina de trabalho 149 Conexões entre dispositivos 152 7. Equipamentos e instrumentos 158 Fonte de tensão 159 Gerador de funções 167 Osciloscópio analógico 173 Osciloscópio digital 185 8. Validação da instalação de sistemas eletrônicos 191 Comissionamento 191 Relatórios 196 Referências 201 Sobre os autores 205 Introdução Este livro contribui para o desenvolvimento de competências relativas às técnicas de montagem e à validação de equipamentos eletrônicos, bem como à seleção de equipamentos e instrumentos para a realização dessas atividades. Além disso, serão abordados os aspectos sociais, organizativos e metodológicos inerentes à atuação do técnico em eletroeletrônica nas situações de trabalho. Para isso, esta obra propõe-se a desenvolver as seguintes capacidades técnicas: • definir a sequência de atividades de instalação; • identificar a necessidade de equipamentos, ferramentas e materiais para rea- lizar a instalação; • requisitar equipamentos, ferramentas e materiais necessários para realizar a instalação; • montar sistemas eletrônicos; • validar a instalação dos sistemas eletroeletrônicos; • registrar, em documentação própria, as sugestões de alterações para o projeto em função das dificuldades identificadas na instalação; • registrar os dados coletados nos processos de instalação e validação. Para desenvolver essas capacidades, nosso material foi dividido em oito capítulos. No capítulo 1, Introdução à montagem de equipamentos eletrônicos, estudare- mos os meios pelos quais os componentes eletrônicos são montados e interligados. No capítulo 2, Técnicas de manuseio de componentes eletrônicos, abordaremos questões técnicas de manuseio desses componentes. No capítulo 3, Soldagem e dessoldagem de componentes eletrônicos, estu- daremos as técnicas para soldagem de componentes eletrônicos, bem como as ferramentas e equipamentos envolvidos nesse processo. 10 INTRODUÇÃO No capítulo 4, Componentes de sistemas eletrônicos, falaremos sobre os tipos e as características dos componentes eletrônicos. No capítulo 5, Dispositivos semicondutores, trataremos sobre os tipos e as carac- terísticas dos componentes eletrônicos fabricados a partir de semicondutores. No capítulo 6, Instalação de sistemas eletrônicos, estudaremos o documento que norteia as rotinas de trabalho do instalador de sistemas eletrônicos e as for- mas de conexão entre os dispositivos. No capítulo 7, Equipamentos e instrumentos, apresentaremos os equipamentos necessários para a realização das atividades de validação de um instalador de sistemas eletrônicos. Por fim, no capítulo 8, Validação da instalação de sistemas eletrônicos, aborda- remos os procedimentos de testes necessários para validar um sistema eletrônico, bem como os relatórios envolvidos nesse processo. 1. Introdução à montagem de equipamentos eletrônicos Placa de Circuito Impresso (PCI) Levantamento de circuito Quando você ouve falar em equipamentos eletrônicos, quantas coisas lhe vêm à cabeça? Não é novidade afirmar que em todos os lugares e em tudo o que fazemos esta- mos cercados por equipamentos eletrônicos, desde aparelhos domésticos, como televisores e sistemas de som, até a eletrônica mais sofisticada presente na indús- tria em geral, como na aviação, na automobilística, no computador em que este texto foi digitado, entre outros. Com esses exemplos, você deve ter percebido que é enorme a quantidade de artefatos1 eletrônicos que fazem parte de nosso dia a dia e que, embora tenham funções e formatos diferentes, possuem uma característica em comum: são for- mados pela combinação de vários componentes instalados, de acordo com os esquemas elétricos que os constituem. Esses componentes, por sua vez, são muito importantes, pois estão relacionados ao que você precisa saber para dominar as técnicas de instalação dos equipamen- tos eletrônicos e conhecer onde e de que maneira eles são montados. Assim, ao final do capítulo, você terá subsídios para: • identificar como e onde os componentes são fixados nos equipamentos eletrônicos; • conhecer os tipos de placas de circuito impresso e como eles são fabricados. 1 Artefatos são objetos feitos à mão ou produzidos industrialmente. 12 INTRODUÇÃO À MONTAGEM DE EQUIPAMENTOS ELETRÔNICOS Placa de Circuito Impresso (PCI) Cada projetista, engenheiro, tecnólogo ou técnico eletrônico, quando idealizaum projeto, desenha esquemas elétricos, indicando os componentes necessários a sua produção, assim como sua disposição. Esses esquemas funcionam como mapas que indicam de que maneira os componentes devem ser interligados, ou seja, conectados fisicamente entre si, conforme discriminado pelo esquema elétrico, para que o circuito eletrônico funcione efetivamente. Inicialmente, quando surgiram os primeiros equipamentos de rádio e televisão, as suas interligações eram feitas por meio de uma ponte de terminais, que servia como base para soldar os componentes e suas interligações, conforme mostra a figura 1. componentes eletrônicos ponte de terminais Ac er vo d o SE N AI -S P Figura 1 – Circuito eletrônico montado em ponte de terminais. Observe que o circuito mostrado é composto por uma pequena quantidade de componentes. Agora, imagine um circuito elétrico bem mais complexo, formado por dezenas de componentes. Como ficariam as ligações desses componentes por meio de uma ponte de terminais? Provavelmente, você chegará à conclusão de que a interligação seria muito complexa. Durante a montagem, seria muito difícil de SISTEMAS ELETRÔNICOS – INSTALAÇÃO 13 identificar as ligações que já foram feitas ou as que estão faltando. Encontrar os pontos para realizar os testes e as medições de verificação do circuito também não seria uma tarefa fácil. Para resolver essas questões, foram criadas as chamadas Placas de Circuito Impresso (PCI), ou Printed Circuit Board (PCB), em inglês. Essas placas permitem a interligação dos componentes de uma forma muito mais organizada, conforme você pode observar na figura 2. Ac er vo d o SE N AI -S P Figura 2 – Circuito eletrônico montado em placa de circuito impresso (PCI). Na PCI, os componentes são interligados por meio de trilhas feitas de um mate- rial condutor, em geral de cobre, desenhadas de forma a permitir a interligação entre eles, conforme o esquema elétrico. O desenho que representa as trilhas é chamado de leiaute. Essas trilhas são desenhadas sobre uma placa feita de material isolante, que serve de apoio para os componentes. O isolante pode ser feito de vários tipos de materiais, sendo os mais utilizados o fenolite (papelão impregnado com resina fenólica), a fibra de vidro, o composite (mistura de resina fenólica e fibra de vidro) e a cerâmica. Veja, na figura 3, a seguir, como as trilhas podem ser dispostas sobre uma PCI. 14 INTRODUÇÃO À MONTAGEM DE EQUIPAMENTOS ELETRÔNICOS Ac er vo d o SE N AI -S P Figura 3 – Trilhas de cobre sobre uma PCI. Observe que, por estarem traçadas em uma placa plana, as trilhas precisam ser desviadas, formando rotas até atingir seu destino, de modo que uma não toque na outra. O leiaute da PCI deverá prever todas as interligações do circuito elétrico e mostrar o percurso de cada uma das trilhas. As trilhas que representam diferentes conexões não podem se cruzar ou mesmo se tocar, porque haveria um contato elétrico indesejado entre elas. Por essa razão, quanto maior for a quantidade de componentes e interligações, mais difícil será a confecção do leiaute. Assim, como instalador de sistemas eletrônicos, você receberá a PCI pronta para fixar os componentes. Neste tópico vamos conhecer os tipos de PCI e como elas são fabricadas. Ficou curioso? Então, vamos aos estudos. Tipos de PCI Existem basicamente três tipos de PCIs: de face simples, de dupla face e de multicamadas. A escolha do tipo de PCI varia em função da complexidade do leiaute, ou seja, da quantidade de interligações entre os componentes. A partir de agora, vamos falar sobre cada uma delas. Acompanhe: SISTEMAS ELETRÔNICOS – INSTALAÇÃO 15 • PCI de face simples: possui trilhas de cobre em uma face, ou seja, apenas em um dos lados do material isolante. A vantagem dela está no processo de fabricação, que é simples, podendo ser realizado inclusive de forma artesanal. Com poucos recursos, podemos até construir uma PCI em casa. A desvantagem está no desenho do leiaute que pode ser muito complicado para esquemas elétricos com muitas conexões. Abordaremos em detalhe o processo de fabricação desse tipo de placa no subtópico Processos de fabricação. A figura 4, a seguir, mostra uma placa de face simples vista lateralmente. Observe que as trilhas de cobre estão presentes apenas na face de cima. trilha de cobre trilha de cobre trilha de cobre isolante Ac er vo d o SE N AI -S P Figura 4 – PCI de face simples com detalhe para as trilhas de cobre na superfície. • PCI de dupla face: possui trilhas de cobre nas duas superfícies do material isolante. Isso significa que existem dois leiautes que se complementam entre si, um para cada face, o que facilita a sua confecção, pois minimiza o problema das trilhas que não podem se cruzar ou se tocar. Ou seja, nesse tipo de placa, a interligação dos componentes é dividida em dois planos. Outra facilidade desse tipo de PCI é que uma trilha pode iniciar em uma face e terminar na outra. A interligação entre uma face e outra é feita por meio de um furo no material isolante, conforme representado na figura 5. Observe que esse furo funciona como um túnel, que deve coincidir com as trilhas nas duas faces da PCI. Esse furo, conhecido como furo de passagem, recebe uma camada metalizada, que garante a conexão elétrica entre as duas faces. trilha de cobre furo de passagem isolante Ac er vo d o SE N AI -S P Figura 5 – PCI dupla face com os furos de passagem. 16 INTRODUÇÃO À MONTAGEM DE EQUIPAMENTOS ELETRÔNICOS A vantagem desse tipo de PCI está, portanto, na confecção do leiaute. Já a des- vantagem está no seu processo de fabricação, que é um pouco mais complexo se comparado à PCI de face simples, pois exige mais tecnologia como, por exemplo, a metalização dos furos de passagem. Isso dificulta a sua produção do ponto de vista artesanal. Mas existem diversas empresas especializadas na confecção desse tipo de placa, com custo acessível, inclusive para pequenos projetos com dezenas de unidades. Pela sua relação de custo e benefício, esse é o tipo de PCI mais utilizado. • PCI de multicamadas: possui muitas camadas, uma vez que ela utiliza, além das superfícies externas, como a PCI de dupla face, camadas que se encontram dentro do material isolante, montadas como um sanduíche. Veja, na figura 6, como é feita a composição dessas camadas: trilha de cobrefuro de passagem isolante isolante isolante Ac er vo d o SE N AI -S P Figura 6 – PCI multicamadas com quatro camadas de trilhas de cobre e alguns furos de passagem. A vantagem desse tipo de PCI está no fato de facilitar a confecção do leiaute de circuitos elétricos mais complexos e a miniaturização da PCI, visto que o leiaute consegue atender à quantidade de ligações do circuito elétrico, utilizando uma área bem menor. A desvantagem está na tecnologia envolvida no processo de fabricação desse tipo de PCI, que é bem mais caro, pois exige equipamentos mais sofisticados. Por esse motivo, essa tecnologia está acessível apenas para grandes projetos, ou seja, só vale a pena produzi-la se for grande a sua demanda. SISTEMAS ELETRÔNICOS – INSTALAÇÃO 17 Até aqui, vimos que, além de organizar melhor os componentes, a PCI facilita a interligação elétrica entre eles. Aprendemos também como as interligações são feitas por meio das trilhas de cobre. Mas você deve estar se perguntando: “como essas trilhas de cobre são impressas na placa?” A resposta está no processo de fabricação da PCI, que você estudará a seguir. Processos de fabricação Existem dois processos diferentes para a formação das trilhas: por adição e por subtração. Vejamos cada um deles: • Por adição: o material condutor que forma as trilhas é adicionado sobre o material isolante, conforme o leiaute. O isolante funciona como uma folha em branco, local em que as trilhas são desenhadas ou impressas sobre ele. Existem algumas técnicas diferentes que podem ser utilizadas no processo de adição, sendo que algumassão patenteadas, ou seja, só podem ser utilizadas com a permissão da empresa que as criou. Em geral, a adição ocorre por meio de grandes máquinas, de porte industrial, e torna-se viável apenas para grandes produções. A partir de agora, vamos nos ater ao processo de subtração, pois além de ser o mais empregado em baixa e média escala, pode ser utilizado também para grandes produções. • Por subtração: consiste na remoção do material condutor, uma vez que este já se encontra colado sobre o material isolante como uma chapa bem fina, que cobre toda a sua superfície. A subtração é realizada nas áreas desnecessárias, mantendo apenas as regiões que formarão as trilhas, conforme o leiaute. Verifique, à esquerda da figura 7 a seguir, a PCI em seu estado inicial, também conhecida como PCI virgem. Note que sua face é toda constituída pelo material condutor, que nesse caso é de cobre. Veja, à direita, a mesma PCI após o pro- cesso de subtração. Observe que o cobre foi removido de várias partes, restando apenas as trilhas. 18 INTRODUÇÃO À MONTAGEM DE EQUIPAMENTOS ELETRÔNICOS Ac er vo d o SE N AI -S P Figura 7 – PCI antes e depois do processo de subtração. VOCÊ SABIA? O método de subtração é o mais utilizado na produção em baixa e média escala devido ao seu menor custo. Em contrapartida, o processo de adição é muito utilizado nas PCIs de multicamadas, uma vez que a subtração não pode ser aplicada nas camadas intermediárias. Para compreender melhor o processo de subtração e conhecer as principais téc- nicas que se utilizam desse método, vamos conhecer inicialmente como o cobre é removido da PCI. A remoção do material condutor indesejado ocorre pelo efeito de diferentes solu- ções ácidas. A escolha da solução varia em função do custo, do impacto ambiental2, da velocidade de corrosão e do tipo de PCI. Os mais comuns são: • cloreto férrico: mais conhecido na área da Eletrônica como percloreto de fer- ro. Ambos os nomes estão corretos e registrados, conforme o Código ONU3 1773. Possui baixo custo e o processo de corrosão é lento. É muito utilizado na produção de PCI artesanal ou em baixa escala; • persulfato de amônio: custo maior e processo de corrosão mais lento, se comparado ao Percloreto de Ferro. Pode ser utilizado na produção de PCI artesanal ou em baixa escala. Está registrado sob o Código ONU 1444; 2 São alterações ocorridas no meio ambiente por determinada ação ou atividade humana. Para o caso das soluções ácidas utilizadas no processo de subtração, o impacto ambiental é a contaminação do solo e do lençol freático. O nível de contaminação varia, conforme o tipo de ácido utilizado. 3 Ou Número ONU, para produtos químicos é o número de série de quatro dígitos, dado ao artigo ou substância química, de acordo com o sistema das Nações Unidas. É usado para identificar o produto químico de forma padronizada. SISTEMAS ELETRÔNICOS – INSTALAÇÃO 19 • ácido nítrico: apresenta alta velocidade de corrosão e é mais utilizado em escala industrial. Está registrado sob o Código ONU 2031. FIQUE ALERTA Os produtos químicos podem ser prejudiciais à saúde e ao meio ambiente. Por isso, devem ser manuseados com cuidado, seguindo as recomendações de segurança e de preservação do meio ambiente, conforme descrito na Ficha de Informações de Segurança de Produto Químico (FISPQ4). SAIBA MAIS Você pode obter mais informações sobre os produtos químicos no site da CETESB- SP, acessando <http://www.cetesb.sp.gov.br/>. Esse ende- reço eletrônico é muito consultado pelas concessionárias de rodovias de diversos estados, pois possui instruções específicas sobre os proce- dimentos de emergência relacionados aos produtos químicos. Se mergulharmos uma PCI virgem diretamente no percloreto de ferro ou outra solução ácida utilizada no processo de subtração, após algum tempo, todo o material condutor da PCI será removido, restando apenas o isolante. Para que isso não aconteça, precisamos proteger as regiões da área do material condutor que queremos transformar em trilhas. Para realizar essa proteção, desenhamos o leiaute sobre a PCI. O desenho é feito com uma tinta imune ao percloreto de ferro ou à solução ácida que será utili- zada. Dessa forma, a região de cobre que está sob o desenho não será afetada pelo ácido. Ao final do banho, a região condutora que não contém o leiaute será removida e a região condutora sob a área desenhada permanecerá intacta. A tinta utilizada depende do processo, conforme veremos a seguir. 4 É um documento normalizado pela Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT), conforme a norma ABNT-NBR 14725. Contém informações sobre transporte, manuseio, armazenamento e descarte de produtos químicos, considerando os aspectos de segurança, saúde e meio ambiente. O documento, obrigatório para a comercialização desses produtos, deve ser recebido pelos empregadores que os utilizam. 20 INTRODUÇÃO À MONTAGEM DE EQUIPAMENTOS ELETRÔNICOS Ac er vo d o SE N AI -S P Leiaute sobre a PCI cobreada PCI após o processo de subtração e limpeza Figura 8 – Fabricação de PCI por processo de subtração. É importante saber ainda que existem algumas maneiras de se fazer o desenho do leiaute sobre o cobre. As mais conhecidas são estas: • processo manual: o desenho é feito com uma caneta para retroprojetor ou CD-ROM; • processo de serigrafi a: em uma tela de tecido, é formada uma espécie de molde do desenho do leiaute. Essa tela é, então, utilizada como matriz, na qual a tinta é vazada por meio dela pela pressão de um rodo ou puxador. É o processo mais utilizado, pois o molde pode ser utilizado centenas de vezes, reduzindo o custo e aumentando a produtividade; • processo fotográfico de gravação: a PCI é banhada em uma solução fotossensível5. Em seguida, a placa é exposta à luz e o excesso dessa solução é removido em meio corrosivo, permanecendo apenas o desenho do leiaute sobre a PCI. Esse processo é semelhante ao de revelação de fi lme fotográfi co; • processo de transferência térmica de imagem: o leiaute é impresso em um papel próprio para transferência (transfer), que é colocado sobre a placa. Em seguida, a imagem desenhada no papel é transferida para a PCI por meio de uma prensa térmica. 5 É uma solução líquida viscosa que se solidifi ca quando exposta à luz. SISTEMAS ELETRÔNICOS – INSTALAÇÃO 21 VOCÊ SABIA? O processo de serigrafia utilizado na fabricação de PCI é o mesmo uti- lizado para estampar camisetas. A vantagem da serigrafia está em sua alta produtividade. Existe um trabalho inicial na confecção da tela, mas depois de pronta, a reprodução do desenho é bastante rápida. Muitas empresas utilizam uma técnica chamada hot air, que consiste em mer- gulhar a PCI num tanque de solda e depois remover o excesso, utilizando jato de ar quente. A solda é depositada apenas nos locais que formarão as ilhas e as trilhas, pois as áreas que não precisam recebê-la são previamente protegidas com uma tinta, em processo semelhante ao que descrevemos para desenhar o leiaute sobre a PCI. Após receber essa camada de solda, a PCI passa pelo processo de subtração normal. A substância ácida não ataca a solda e, por isso, removerá apenas o cobre que está exposto. Existe ainda um processo de subtração diferente, em que o cobre indesejado não é removido por solução ácida, mas pela ação de uma máquina que utiliza uma ferra- menta de corte para isso. O cobre é removido de forma semelhante a uma raspagem. A ferramenta de corte é movimentada automaticamente, guiada por um programa de computador que contém as coordenadas das regiões de cobre que devem ser re- movidas. A máquina responsável por isso é conhecida como prototipadora de PCI. Por ser cara e extremamente lenta, é utilizada apenas para prototipagem, ou seja, em empresas que desenvolvem placas para protótipo, em que quase sempre uma unidade é suficiente. Em processos industriais de corrosão, a confecção de apenas uma unidade se torna cara, o que justifica o uso dessa máquina. As versões maisavançadas utilizam o laser em substituição à ferramenta de corte. Agora, se você está pensando que após remover o cobre indesejado o processo está acabado, enganou-se. E sabe por quê? Independentemente do processo de fabricação ser realizado por adição ou subtração, a PCI ainda precisa passar pela fase de acabamento, que se efetiva ao percorrer estas etapas: a. perfuração: a PCI precisa ser perfurada onde, no leiaute, são previstos os furos para a fixação dos componentes, conectores, furos de passagem e, além desses, os furos para a fixação da placa dentro da caixa em que será instalada; b. metalização: caso a PCI seja de dupla face ou de multicamadas, ela deverá passar por um processo de metalização dos furos de passagem, de forma a 22 INTRODUÇÃO À MONTAGEM DE EQUIPAMENTOS ELETRÔNICOS garantir a conexão elétrica entre as camadas, conforme previsto no leiaute. A técnica de hot air dispensa essa etapa, pois a metalização ocorre no instante em que a placa é mergulhada na solda; c. proteção: a PCI recebe uma camada de proteção sobre as trilhas para impe- dir a sua oxidação6. O verniz protetor é que dá a cor característica das PCIs. Inicialmente, os vernizes eram predominantemente verdes, mas atualmente são encontrados em mais cores como vermelho, azul, amarelo ou preto. O verniz cobre toda a superfície onde estão as trilhas, deixando expostos apenas os furos de passagem e os pontos que receberão a solda, em que serão fixados os componentes. Esses pontos recebem o nome de ilhas. Veja na figura 9 que existem diversos tamanhos e formatos de ilhas. Eles podem ser identificados na figura pelo seu aspecto metalizado, na cor prata; Ac er vo d o SE N AI -S P Figura 9 – PCI com várias ilhas, identificadas pelo aspecto metalizado. d. máscara dos componentes: para concluir, podemos imprimir na PCI um desenho que identifica o local de cada componente, assim como a sua pola- ridade, caso exista. Esse desenho, conhecido por máscara dos componentes, facilita não só a instalação dos componentes na PCI, mas também a sua 6 É um processo que ocorre com o cobre (e outros metais) quando ele entra em contato com o oxigênio. Ini- cialmente, o cobre oxidado apresenta coloração mais escura, que pode evoluir até uma cor esverdeada nos casos mais avançados. O processo de oxidação reduz a condutividade e, em casos extremos, pode corroer uma trilha. SISTEMAS ELETRÔNICOS – INSTALAÇÃO 23 manutenção. Abordaremos essa questão com mais detalhes no capítulo 6, que trata dos procedimentos para Instalação de sistemas eletrônicos, neste mesmo livro. Veja, na figura 10, um exemplo de máscara de componentes destacados em branco. Ac er vo d o SE N AI -S P Figura 10 – PCI com a impressão da máscara dos componentes. VOCÊ SABIA? Empresas, independentemente do porte, costumam terceirizar a con- fecção de suas PCIs. Existem, no mercado, empresas especializadas na confecção de PCIs. Quem contrata o serviço fornece os desenhos da PCI (leiaute, máscara dos componentes etc), e a empresa contratada devolve a PCI pronta para receber os componentes. Após essas etapas, a PCI estará pronta para receber os componentes. A figura 11 mostra uma PCI ao final do processo. Na figura 11, à esquerda, temos uma das faces. Observe as ilhas e as trilhas. À direita, temos a face oposta, que além das ilhas e trilhas, contém a máscara dos componentes. 24 INTRODUÇÃO À MONTAGEM DE EQUIPAMENTOS ELETRÔNICOS Ac er vo d o SE N AI -S P Figura 11 – PCI de dupla face pronta. Fonte: SENAI-SP (2012) Levantamento de circuito Conforme vimos no tópico anterior, o leiaute é o desenho que representa um esquema elétrico em forma de trilhas feitas a partir do esquema elétrico. O pro- cedimento chamado levantamento de circuito é exatamente o oposto. A partir do leiaute, ou seja, observando a PCI, você pode percorrer os caminhos traçados pelas trilhas e desenhar o esquema elétrico. Como as trilhas representam as conexões elétricas entre os componentes, obser- vando cada uma das trilhas, você saberá como os componentes estão interligados, e por meio dessa informação é possível desenhar o esquema elétrico ou parte dele, conforme a necessidade. Como instalador, certamente você terá o esquema elétrico em mãos, mas é im- portante saber que é possível realizar o levantamento de circuito, seja para uma simples conferência, seja em um caso de emergência em que o esquema elétrico não esteja disponível. No capítulo a seguir, você aprenderá as técnicas para manusear adequadamente os componentes de um circuito. SISTEMAS ELETRÔNICOS – INSTALAÇÃO 25 CASOS E RELATOS O percloreto de ferro e o meio ambiente No início da década de 1990, quando tive meu primeiro contato com a eletrônica, costumava montar pequenos circuitos eletrônicos. Eram projetos de revistas, voltados para iniciantes. Confeccionava as PCIs em casa, utilizando o percloreto de ferro. Na época, o percloreto de ferro era facilmente encontrado nas lojas de componentes eletrônicos e não havia recomendações na embalagem quanto ao descarte do produto. Aliás, falava-se muito pouco sobre meio ambiente naquela época. O tempo passou e essa questão ambiental ganhou força. Atualmente, somos muito mais conscientes sobre isso. Existem variações, conforme a legislação de cada estado ou município. Mas, de forma geral, para ser des- cartado, o percloreto de ferro deve ser neutralizado, conforme as orienta- ções do fabricante, e encaminhando para um aterro químico industrial. Em produção de larga escala ou para empresas especializadas na con- fecção de PCI, certamente existem procedimentos específicos para isso. Mas para pequenas produções ou produções artesanais, como as que costumava fazer, ainda existem problemas. O percloreto continua sen- do encontrado facilmente e ainda sem recomendações claras de des- carte na embalagem. Inclusive as escolas técnicas têm encontrado difi- culdades quanto ao descarte e procurado alternativas, como terceirizar a confecção das PCIs, por exemplo. Se você utilizar o percloreto de ferro na sua casa, a sugestão de descarte sugerida na FISPQ é destinar o produto para a empresa de saneamento básico do seu município, já que o percloreto de ferro é muito utilizado no tratamento de efluentes. Embora não seja uma solução definitiva, ao menos é uma opção, enquanto ainda não existem procedimentos mais claros e simplificados para o descarte do percloreto de ferro. 26 INTRODUÇÃO À MONTAGEM DE EQUIPAMENTOS ELETRÔNICOS RECAPITULANDO Neste capítulo, aprendemos que a PCI serve de apoio para a montagem e a interligação dos componentes eletrônicos. A interligação é feita por meio de trilhas condutoras, normalmente de cobre. O desenho das trilhas, chamado de leiaute, representa as interligações dos compo- nentes, conforme determinado pelo esquema elétrico do circuito. As trilhas podem ser desenhadas em uma, duas ou mais camadas na PCI, conforme a quantidade de interligações necessárias. No próximo capítulo, apresentaremos as técnicas de manuseio dos componentes de sistemas eletrônicos e suas características. 2. Técnicas de manuseio de componentes eletrônicos Cuidados elétricos Cuidados mecânicos Agora que você conhece as características das PCIs, vamos falar um pouco sobre o manuseio dos componentes eletrônicos que as compõem. Mas, antes mesmo de conhecer as particularidades de cada componente que será estudado no capítulo 4, Componentes de sistemas eletrônicos, precisamos saber que todos eles têm uma característica em comum: não podem ser manuseados de qualquer manei- ra. O simples toque do nosso dedo sobre um deles pode danificá-lo ou, como popularmente falamos, “queimá-lo”. Mas será que isso é um exagero ou uma “força de expressão”? Sabemos que não, pois esse é um fenômeno comum. Por isso, a partir de agora, vamos entender como e por que isso ocorre. Assim, ao final deste capítulo, você terá subsídios para: • identificar os riscos que os componentes eletrônicos estão expostos du- rante o seumanuseio; • aplicar técnicas de manuseio para prevenção dos danos aos compo- nentes eletrônicos. Cuidados elétricos Certamente você já ouviu falar sobre uma experiência em que passamos um pente no cabelo e, em seguida, esse objeto atrai pequenos pedaços de papel. Você sabia que esse fenômeno se deve à eletricidade estática? 28 TÉCNICAS DE MANUSEIO DE COMPONENTES ELETRÔNICOS Assim como ocorreu com o pente, nosso corpo também é capaz de armazenar cargas elétricas. Esse processo pode ocorrer naturalmente, quando caminhamos sobre um car- pete, por exemplo. O fato é que, em muitas situações, nosso corpo está arma- zenando cargas elétricas e nem sempre nos damos conta disso até tocarmos em algum objeto ligado a terra. Quando um corpo, que estava carregado, entra em contato com um objeto conec- tado a terra, ele é descarregado. No momento em que ocorre a descarga elétrica, levamos um choque. Em algumas situações em que isso ocorre – por exemplo, quando vamos abrir uma porta e seguramos na maçaneta – temos a sensação de estar “tomando choque”. Esse choque ocorre apenas no primeiro toque, quando ainda estamos carregados de carga elétrica. Após a descarga, podemos tocar na maçaneta que não levaremos outro choque elétrico. Uma nova descarga só ocorrerá se nosso corpo acumular novamente uma certa quantidade de carga. Essa descarga é conhecida como ESD, do inglês, electrostatic discharge, que sig- nifica descarga eletrostática. VOCÊ SABIA? O meio mais conhecido de descarga eletrostática é o relâmpago, em que as cargas elétricas acumuladas nas nuvens são descarregadas no solo. Agora, é importante você entender que a quantidade de energia acumulada em nosso corpo depende de diversos fatores, como tipo de pele, umidade relativa do ar e a maneira como ele foi carregado. Porém, nesse caso, a corrente elétrica é tão baixa que a ESD não nos coloca em perigo. Sentimos apenas o desconforto do choque elétrico. Assim, o que para nós não passa de um grande desconforto, para muitos compo- nentes eletrônicos pode representar a sua inutilização. Ou seja, se nosso corpo estiver carregado, ao tocarmos em um componente, podemos danificá-lo. Alguns deles são muito sensíveis e não suportam a quantidade de energia trans- mitida por meio da ESD. Externamente podem parecer intactos, mas, inter- namente, podem ter sido danificados ou, até mesmo, destruídos. Eles podem SISTEMAS ELETRÔNICOS – INSTALAÇÃO 29 deixar de funcionar ou não funcionar adequadamente. Essa é uma informação muito preciosa para nós, pois revela que não é possível identificar visualmente um componente danificado por meio da ESD do nosso corpo. Por isso, como instalador eletrônico, você precisará tomar alguns cuidados para prevenir a ESD e preservar os componentes eletrônicos, quais sejam: • minimizar as questões que contribuem para a carga eletrostática: uma boa prática para os laboratórios de eletrônica é evitar o uso de materiais que contribuem para o acúmulo de cargas eletrostáticas. Veja: pisos mais ásperos podem ser melhores que pisos lisos. Se o piso for de carpete, pode ser coloca- do um tapete antiestático sobre ele. O uso de tintas antiestáticas no ambiente também pode ser indicado, pois elas reduzem as chances de acúmulo de carga por atrito. Outra dica é controlar a umidade relativa do ar no laboratório para cerca de 40% ou 50%. Saiba ainda que existem aventais e sapatos antiestáticos que reduzem o acúmulo de carga eletrostática em nosso corpo; • drenar a carga: por meio de uma pulseira conectada a terra, podemos nos proteger do acúmulo de cargas eletrostáticas. Essas pulseiras são conhecidas como pulseiras antiestáticas. Em vez de acumular energia eletrostática, essa energia é diretamente canalizada ou drenada para a terra. Trata-se de uma ferramenta indispensável para manusear componentes eletrônicos sensíveis à ESD. Existem muitos modelos de pulseiras antiestáticas, mas todos se utilizam do mesmo princípio. Podemos observar, na figura 1, um modelo de pulseira antiestática. Verifique ainda nessa figura o fio que deverá ser conectado à terra. Ac er vo d o SE N AI -S P Figura 1 – Pulseira antiestática. 30 TÉCNICAS DE MANUSEIO DE COMPONENTES ELETRÔNICOS A pulseira antiestática possui uma alta resistência elétrica em sua conexão com a terra, para que a drenagem da carga eletrostática seja feita de forma lenta e controlada, evitando o choque elétrico. Utilizando essa mesma técnica, existem ainda as mantas antiestáticas, que são colocadas sobre a bancada em que os componentes serão manuseados. Assim como as pulseiras, essas mantas são conectadas à terra, evitando o acúmulo de cargas eletrostáticas sobre a superfície da bancada. De forma um pouco diferente, mas utilizando a mesma ideia de drenar a carga, existem as calcanheiras antiestáticas, que são presas ao calçado, próximo ao calcanhar. Como a maior parte do acúmulo de cargas eletrostáticas provém do atrito ao caminhar, as calcanheiras drenam a carga mais facilmente por estarem mais próximas dos pés. A calcanheira não precisa de um fio ligado à terra, porém funciona apenas em pisos pintados com tinta antiestática. FIQUE ALERTA Para que a pulseira antiestática funcione, ela deverá estar conectada à terra por meio de um fio de aterramento devidamente instalado, conforme norma da ABNT- NBR 5410. Usar a pulseira com o fio des- conectado ou ligado a um aterramento fora das especificações inibe o seu funcionamento. A ideia de planejar um ambiente que minimize a possibilidade de carga eletros- tática sem dúvida é importante, mas o uso da pulseira e da manta antiestáticas sobre a bancada é essencial em qualquer circunstância. São técnicas eficazes e complementares entre si, pois a pulseira protege o componente eletrônico quando você toca nele, e a manta o protege quando é colocado sobre a bancada. Como você pode estar imaginando, todo esse cuidado com a ESD não se restringe ao instalador eletrônico. Ele começa muito antes. Todo componente eletrônico, que é sensível à ESD, deve ser transportado em embalagens antiestáticas. Existem algumas específicas que protegem os componentes eletrônicos contra a ESD, des- de espumas até embalagens plásticas de diversos tipos, como bolha metalizada, rígida etc. Enquanto o componente estiver dentro dessa embalagem, ele estará protegido. Porém, para removê-lo da embalagem, você deve utilizar técnicas de prevenção contra a ESD. SISTEMAS ELETRÔNICOS – INSTALAÇÃO 31 Veja na figura a seguir um componente eletrônico em uma embalagem antiestática: Ac er vo d o SE N AI -S P Figura 2 – Embalagem antiestática, contendo componente eletrônico. Outra questão importante que você precisa saber é que o manuseio dos componentes eletrônicos deve ser feito de forma a evitar o toque em seus terminais, pois são eles que fazem a conexão elétrica entre o interior e o exterior do componente. Se a ESD ocorrer diretamente sobre seus terminais, a sua parte interna, que é a mais sensível, receberá toda a descarga, e a chance de danificá-lo será muito maior. Até aqui, falamos sobre as causas e os efeitos da ESD nos componentes eletrôni- cos e aprendemos como evitá-las. Mas será que todos os componentes eletrônicos são sensíveis à ESD? Certamente não. Existem componentes extremamente sensíveis à ESD em que uma pequena descarga seria suficiente para danificá-lo. Existem outros menos sensíveis, em que apenas uma descarga de maior intensidade poderia causar algum problema. E existem ainda muitos componentes que são totalmente imunes à ESD, que não lhes causa nenhum tipo de problema. Como instalador, você estará em contato com vários tipos de componentes. Des- sa forma, embora muitos não sofram os efeitos da ESD, a utilização das técnicas de prevenção contra ESD é sempre recomendada. SAIBA MAIS Para saber mais sobre os requisitos básicos de proteção de componentes sensíveis a descargas eletrostáticas, consulte a norma ABNT NBR 14544. Além da descarga eletrostática, os componentestambém podem ser danificados mecanicamente, pela quebra de seus terminais, por exemplo. No subtópico a seguir, você saberá quais cuidados mecânicos devem ser tomados para que esses componentes sejam manuseados adequadamente. 32 TÉCNICAS DE MANUSEIO DE COMPONENTES ELETRÔNICOS Cuidados mecânicos Além da questão da ESD, existem outros cuidados que você deverá observar com relação ao manuseio dos componentes eletrônicos. Muitas vezes você vai precisar dobrar alguns terminais antes de fixá-los à PCI. Essa dobra deve ser feita com o auxílio de um alicate de bico, conforme você pode verificar na figura 3. Isso evita a quebra do terminal. Ac er vo d o SE N AI -S P Figura 3 – Dobra em um terminal utilizando alicate de bico tipo “meia-cana”. Em alguns casos, os componentes eletrônicos são encaixados em vez de solda- dos. Trata-se de um procedimento comum para facilitar a sua substituição ou evitar a exposição ao calor, durante a soldagem. Nesse caso, os componentes são encaixados sobre um soquete que está soldado à PCI. Existem muitos modelos conforme o componente, mas a ideia é a mesma. Observe: soquete local para encaixe dos terminais do componente Ac er vo d o SE N AI -S P Figura 4 – Soquete fixado na PCI. SISTEMAS ELETRÔNICOS – INSTALAÇÃO 33 Ao encaixar ou desencaixar o componente eletrônico, você precisa ter cuidado para não entortar ou quebrar os seus terminais. O encaixe normalmente é feito com as mãos. Já para o desencaixe, é recomendável o uso de um extrator. Trata-se de uma ferramenta própria para auxiliar no desencaixe. A figura 5 mostra um componente sendo desencaixado com o auxílio desse instrumento. Ac er vo d o SE N AI -S P Figura 5 – Componente sendo desencaixado com o auxílio de um extrator. É preciso considerar ainda que, se o componente for soldado diretamente na PCI sem soquete, precisamos tomar cuidado com a temperatura no momento da soldagem. Muitos componentes eletrônicos são sensíveis ao calor, e o que é produzido durante a soldagem pode danificá-lo. Ao soldar um componente eletrônico, devemos nos preocupar com o equipamento de solda escolhido e utilizar as técnicas adequadas para expor o componente durante o menor tempo possível ao calor. Falaremos sobre essas técnicas no capítulo 3, Soldagem e dessoldagem de com- ponentes eletrônicos. FIQUE ALERTA É muito importante manusear corretamente os componentes eletrôni- cos para não danificá-los. Um componente danificado poderá não ser detectado na instalação, fazendo com que o produto final não funcione. Isso resultará em perda de tempo na busca do defeito, além do custo do próprio componente, que poderá ser alto. 34 TÉCNICAS DE MANUSEIO DE COMPONENTES ELETRÔNICOS CASOS E RELATOS Mudanças no ambiente de produção Em busca de melhores resultados econômicos, uma antiga empresa fabricante de equipamentos eletrônicos contratou uma consultoria para verificar todo o processo de fabricação dos equipamentos. Após análise, a consultoria propôs mudanças na rotina de trabalho dos montado- res, que incluíam o uso de diversos equipamentos de proteção contra ESD, pois, embora estivessem disponíveis, muitos funcionários não os utilizavam. A mudança obrigava o uso da pulseira antiestática e da calcanheira, além do teste de eficiência desses equipamentos, realizado antes de adentrar no ambiente de produção. No início, parte dos funcionários não gostou da mudança, pois alega- vam que perdiam muito tempo para equipar-se. Eles temiam que pu- desse haver queda na produtividade, o que impactava diretamente nos seus salários. Após algum tempo, porém, notaram que a produtividade, ao contrário, havia aumentado. Como isso foi possível? Ao questionar o supervisor, descobriram que a quantidade de equipa- mentos que eram reprovados havia diminuído bastante, pois grande parte dessa rejeição era causada por componentes danificados por des- carga eletrostática durante a montagem. A mudança no procedimento de prevenção contra ESD gerou mais lucros para a empresa e maiores salários para os montadores. RECAPITULANDO Neste capítulo, vimos que a carga elétrica acumulada em nosso corpo é capaz de danificar os componentes eletrônicos no momento em que os tocamos. Esse fenômeno é conhecido como descarga eletrostática (ESD). Conhecemos, ainda, os equipamentos de prevenção à ESD e como eles são utilizados. Vimos que, além dos riscos elétricos, os componentes eletrônicos es- tão sujeitos a riscos mecânicos, tais como a quebra de um terminal no momento de dobrá-lo ou encaixá-lo no soquete. 3. Soldagem e dessoldagem de componentes eletrônicos Ferramentas e materiais para soldagem dos componentes Técnicas de soldagem de componentes Ferramentas e materiais para dessoldagem de componentes Técnicas de dessoldagem de componentes Segurança durante a soldagem e dessoldagem Descarte de materiais provenientes da soldagem e dessoldagem Conforme vimos no capítulo 1, a PCI (Placa de Circuito Impresso), além de promover a interligação dos componentes eletrônicos, serve de apoio para eles, afinal, é sobre ela que são fixados. Ao instalar um componente em uma PCI, precisamos garantir não só que ele esteja preso, mas também que haja contato elétrico entre o seu terminal e a sua ilha. Podemos assegurar que isso aconteça usando a soldagem, que é a conexão per- manente de peças ou de materiais metálicos com a utilização de uma liga me- tálica, geralmente de estanho e chumbo. Com essa liga metálica, o terminal do componente eletrônico, que é de metal, será conectado à ilha na PCI, que tam- bém é de metal. Dessa forma, ambos estarão unidos e conectados eletricamente. Para conseguir esse efeito, precisamos conhecer as técnicas de soldagem de com- ponentes eletrônicos e os tipos de ferramentas e soldas disponíveis. Além dessas técnicas, precisamos aprender a dessoldar um componente, método que o re- move ou substitui. 36 SOLDAGEM E DESSOLDAGEM DE COMPONENTES ELETRÔNICOS Assim, ao final deste capítulo, você terá subsídios para: • identificar as ferramentas e materiais utilizados na soldagem e dessoldagem de componentes eletrônicos; • aplicar técnicas de soldagem para componentes do tipo PTH e SMD; • conhecer técnicas industriais de soldagem. Ferramentas e materiais para soldagem dos componentes Antes de apresentar as técnicas de soldagem, vamos conhecer a solda e as ferra- mentas necessárias para realização desse trabalho, pois, sem elas, a conexão dos materiais que serão utilizados poderá ser comprometida. Solda e fluxo A solda é o elemento que garante a fixação dos componentes eletrônicos e sua conexão elétrica. Como esses componentes são leves e pequenos, a solda não precisa ser muito resistente. Além disso, não são necessários esforços mecânicos. No entanto, a temperatura de fusão não pode ser muito alta para não danificar a ilha da PCI ou seus componentes, já que, no processo de soldagem, o terminal do componente será aquecido até que a solda derreta, conforme veremos ainda neste capítulo. Por essas razões, a solda utilizada na área da eletrônica é constituída por 60% de estanho e 40% de chumbo. Ela geralmente é vendida em fios, com diâmetro que variam de 0,8mm a 1,5mm, mas podem ser encontradas também em barras, que são mais utilizadas em processos de soldagens industriais. Quando disponibilizada em fios, a solda possui um componente químico em seu interior, chamado de fluxo. É ele que faz uma limpeza química no local em que será aplicada a solda, dissolvendo as impurezas e combatendo a oxidação. Devido à importância que ele adquire para uma boa soldagem, foi incorporado ao interior da solda. A solda em barra não contém fluxo interno. Observe, na figura 1, um fio de estanho enrolado, como pode ser comercialmente encontrado. Veja o destaque que foi dado ao fluxo no interior do fio. SISTEMAS ELETRÔNICOS – INSTALAÇÃO 37 �uxo Ac er vo d o SE N AI -S P Figura 1 – Fio de estanho. O fluxo, além de ser encontrado no interior da solda, é vendidoseparadamente, sob a forma líquida ou pastosa. VOCÊ SABIA? “Lead Free”, do inglês, ou “sem chumbo”, em português, é uma tecno- logia empregada nas soldas que não possuem chumbo em sua compo- sição. A solda lead free faz parte de uma diretiva europeia denominada RoHS, que proíbe o uso de certas substâncias perigosas, entre elas o chumbo. Embora ainda não seja lei no Brasil, os equipamentos eletrôni- cos que não atendem à RoHS não podem ser exportados para a Europa. SAIBA MAIS Para saber mais sobre a tecnologia Lead Free e sobre a RoHS, acesse o site da Associação Brasileira de Circuitos Impressos (ABRACI), em <http://abraci.org.br/?page=textos_tecnicos/>. Soldador A ferramenta utilizada para fazer a soldagem é o soldador. Existem alguns tipos diferentes, como veremos a seguir, mas todos se baseiam no mesmo princípio: fornecem o calor necessário para fundir a solda no momento da soldagem. Podemos encontrar essa ferramenta com várias potências no mercado, desde 10W até aqueles com mais de 200W. A potência está diretamente relacionada à 38 SOLDAGEM E DESSOLDAGEM DE COMPONENTES ELETRÔNICOS quantidade de calor produzido pelo soldador. Dependendo da solda, ele precisa ser mais ou menos potente. Os mais utilizados na eletrônica são os de potências entre 20W e 30W, pois geram o calor necessário para fundir a solda e esse calor é suportado pela maioria dos componentes eletrônicos. Basicamente existem três tipos de soldadores: os comuns, conhecidos como “ferro de solda”, o tipo pistola e as estações de solda. Vamos ver agora as carac- terísticas de cada um deles: • soldador comum ou ferro de solda: o nome dessa ferramenta já nos dá a ideia de que esse é o tipo de soldador mais utilizado. Além de seu baixo custo, conseguimos obter soldas de boa qualidade por meio dele. Ele é formado por uma resistência elétrica, que é responsável por aquecer a sua ponteira. Ele demora alguns minutos para atingir a temperatura de trabalho, dependendo de sua potência. Para os soldadores entre 20W e 30W, esse tempo gira em torno de 10 minutos. A figura 2, a seguir, ilustra essa ferramenta; Ac er vo d o SE N AI -S P Figura 2 – Soldador comum ou ferro de solda. • soldador tipo pistola ou pistola de solda: o nome dessa ferramenta tem como origem o seu formato, conforme podemos observar na figura 3. A vantagem desse tipo de soldador é que ele atinge a temperatura de trabalho em poucos segundos, após pressionarmos o seu gatilho. A desvantagem é que ele não está disponível em versões de baixa potência. Dificilmente você encontrará uma pistola de solda com menos de 100W; SISTEMAS ELETRÔNICOS – INSTALAÇÃO 39 Ac er vo d o SE N AI -S P Figura 3 – Soldador tipo pistola. • estação de solda: essa ferramenta tem a aparência de um soldador comum, mas com um diferencial – sua temperatura pode ser ajustada, conforme a necessidade, o que para a atividade que desempenhamos é uma excelente vantagem. Em vez de ser conectada diretamente à tomada, ela é ligada a um aparelho que permite controlar a temperatura. Se o componente a ser soldado é muito sensível, podemos diminuir a temperatura. Se a área a ser soldada é muito grande, podemos aumentar a temperatura para compensar a dissipação de calor. O controle da temperatura é indicado em graus, ao contrário dos outros soldadores que não indicam o grau de calor, mas a potência em Watts. Dependendo da marca e do modelo, as faixas de ajuste podem variar entre 100 ºC e 480 ºC, aproximadamente. Como comparação, um soldador comum de 20W atinge uma temperatura de 260 ºC em média. Assim como o soldador comum, a estação de solda precisa de um tempo para atingir a temperatura de trabalho, que varia em função do grau de calor esco- lhido. Dependendo do modelo, pode haver uma luz indicando que ela está na temperatura correta ou ainda um indicador que mostra a temperatura atual da ponteira. Assim, você pode saber se ela está pronta para o uso. A figura 4, a seguir, ilustra essa ferramenta de que estamos falando. Observe que ela é composta pelo soldador e pelo equipamento de controle de temperatura. 40 SOLDAGEM E DESSOLDAGEM DE COMPONENTES ELETRÔNICOS soldador equipamento para controle de temperatura Ac er vo d o SE N AI -S P Figura 4 – Estação de solda. Suporte para soldador O suporte para soldador serve para repousar esse equipamento entre uma solda- gem e outra. Como os soldadores comuns e as estações de solda levam um tempo até que atinjam a temperatura de trabalho, devem permanecer ligados até o fi nal do trabalho, mantendo-se sempre quentes. É possível repousar o soldador nesse suporte, mesmo com ele quente e ligado. Assim, entre a soldagem de um componente e outro, o soldador estará em um local seguro, evitando o toque acidental em algo sobre a bancada e, principal- mente, evitando que você se queime. Por isso, tenha em mente que o suporte para o soldador é muito importante para garantir sua segurança. Vale dizer ainda que alguns modelos contêm espaço para acomodar uma esponja vegetal, que serve para limpar a ponta do soldador. A fi gura 5 ilustra um modelo de suporte para soldador. Observe, em amarelo, a esponja vegetal. Ac er vo d o SE N AI -S P Figura 5 – Suporte para soldador. SISTEMAS ELETRÔNICOS – INSTALAÇÃO 41 Sugador de solda O sugador de solda, como o nome sugere, serve para removê-la de uma super- fície. Embora seja mais utilizado na dessoldagem, você poderá precisar dele na soldagem também, seja para refazer uma solda que não tenha fi cado muito boa, seja para remover algum excesso de solda. Essa ferramenta remove a solda por sucção, somente enquanto estiver em seu estado líquido, em fusão. Isso signifi ca dizer que ela não conseguirá remover a solda em estado sólido. No mercado, existem basicamente dois tipos de sugadores que você poderá escolher de acordo com as suas necessidades: os manuais e as estações de des- soldagem. Vejamos cada um deles: • sugador manual: a sucção é criada de forma mecânica, por meio de um pistão e uma mola, que estão montados no interior do sugador. Para ser utilizado, ele deverá ser “armado”, ou seja, o pistão deverá ser pressionado na mola, até que ele se trave. A sucção é gerada ao apertar o botão. Este libera o pistão, que, pela força da mola, é lançado para cima rapidamente. É o movimento rápido do pistão subindo que gera a sucção, por isso, ela dura apenas um instante. Para repetir o processo, você precisará “armar” o sugador novamente. Devido à sua utilidade e ao baixo custo, difi cilmente você verá um soldador desacompanhado de uma ferramenta desse tipo. A fi gura 6 mostra um sugador manual e também como armar o sugador: Para armar o sugador, pressione o braço do pistão até o �nal, conforme indicado pela seta. botão ponteira corpo braço do pistão Ac er vo d o SE N AI -S P Figura 6 – Sugador de solda manual. 42 SOLDAGEM E DESSOLDAGEM DE COMPONENTES ELETRÔNICOS • estação de dessoldagem: embora contenha a palavra dessoldagem em seu nome, pode ser utilizada como auxílio na soldagem para remover excesso de solda. Essa ferramenta utiliza o mesmo conceito da estação de solda que vimos há pouco. A diferença está no fato de que, em vez do soldador, ela tem uma pistola de dessoldagem. A pistola tem uma ponteira que é aquecida e sua temperatura é controlada da mesma forma que na estação de solda. Outra diferença é que, na ponteira dessa pistola, há um pequeno furo, que é conec- tado a uma bomba de vácuo que faz parte da estação de dessoldagem e que é responsável por criar a sucção. Para entender melhor como essa estação funciona, acompanhe atentamente esta explicação: a ponta aquecida da pistola funde o estanho que precisa ser removido, e, no estado líquido, ele é sugado pela bomba de vácuo. Dependendo do modelo, a sucção pode ser contínua ou acionada por meio de um botão presente na pistola. Como você pode observar, é um método bastante interessante, pois o aqueci- mento e a sucção são feitos em uma única ferramenta.Veja, na figura a seguir, uma estação de dessoldagem: Ac er vo d o SE N AI -S P Figura 7 – Estação de dessoldagem. Após conhecer as utilidades de um sugador de solda e saber como ele funciona, você poderá estar se perguntando: “e para onde vai toda a solda que foi sugada?” O que ocorre é o seguinte: após o esfriamento da solda, ela se solidifica novamen- te. Por isso, os sugadores costumam ficar impregnados desse metal em estado sólido. Portanto, para garantir o funcionamento adequado dessas ferramentas, elas devem ser limpas sempre que forem utilizadas. SISTEMAS ELETRÔNICOS – INSTALAÇÃO 43 No caso do sugador manual, ele deverá ser desmontado para que a sujeira seja re- movida. A ponteira desse instrumento, em geral, é rosqueada. Assim, você deverá removê-la para efetuar a limpeza do interior do sugador e da própria ponteira. Para o caso das estações de dessoldagem, o melhor é consultar o manual do fabricante, pois o procedimento de limpeza e desmontagem varia conforme a marca e o modelo da estação. Malha para dessoldar Embora o nome afirme que ela sirva para dessoldar, também pode ser utilizada como auxílio na soldagem, conforme veremos mais adiante neste capítulo. Trata-se de uma malha de cobre, fabricada de modo que a solda fundida se infiltre muito facilmente entre suas tranças. Essa propriedade faz com que ela ajude na remoção da solda. Quando toca em alguma superfície contendo solda fundida, esta é imediatamente atraída para a malha. À medida que vai sendo utilizada, ela vai ficando saturada, cheia de solda em suas tranças e, por isso, vai perdendo a funcionalidade. Quando a saturação ocorrer, basta cortar o pedaço saturado e continuar utilizando-a. A figura 8 mostra a malha para dessoldar em detalhes. Observe as tranças de cobre que a compõem. Ac er vo d o SE N AI -S P Figura 8 – Malha para dessoldar enrolada na embalagem em que é vendida. No círculo, detalhe para as tranças que compõem a malha. Em geral, a malha para dessoldar é vendida em pedaços ou em rolo. 44 SOLDAGEM E DESSOLDAGEM DE COMPONENTES ELETRÔNICOS Técnicas de soldagem de componentes Até aqui, conhecemos a solda, que é responsável por manter os componentes eletrônicos presos e conectados à PCI. Conhecemos também os soldadores, ferramentas com as quais a soldagem é realizada. Vimos ainda que, por meio do calor gerado pelo soldador, podemos fundir ou derreter a solda e, por fim, descobrimos que o suporte para o soldador é muito importante para garantir a nossa segurança ao manusear o soldador. Agora, vamos falar sobre como realizar a soldagem dos componentes eletrônicos, apresentando algumas dicas e procedimentos para realizá-la corretamente. Mas, antes de qualquer explicação, você precisa saber que uma única solda mal feita pode fazer com que o equipamento apresente algum erro em seu funcionamento, ou simplesmente não funcione. Por isso, é importante estar atento no momento de realizar esse trabalho e garantir que ele seja bem feito, pois, sem dúvida, será muito mais difícil identificar o problema no final da instalação. A maneira como a soldagem será realizada depende de como o componente será montado na PCI. Quanto a essa forma de montagem, os componentes se dividem em dois grandes grupos: PTH e SMD. Vejamos as particularidades de cada um deles: • PTH: do inglês, pin through hole, ou pino através do buraco. Significa exatamente o que a tradução indica: que o terminal do componente será instalado por meio de um buraco na PCI. A soldagem é realizada na face oposta da PCI em que está o componente. Nesse método, a inserção automática dos componentes é mais difícil, o que torna o procedimento mais caro e lento. Por isso, é mais comum que sejam montados manualmente. Os componentes podem ser soldados de forma manual, por meio de um banho de solda ou de uma soldagem por onda, como veremos com mais detalhes ainda neste capítulo; • SMD: do inglês, surface mount device, ou dispositivos de montagem em su- perfície. Esses componentes são montados apenas na superfície da PCI, sem que seus terminais a atravessem. As grandes vantagens desses dispositivos são que eles são bem menores que os componentes do tipo PTH e são mais fáceis de serem fixados e soldados na PCI de forma mecanizada, por meio de um SISTEMAS ELETRÔNICOS – INSTALAÇÃO 45 processo chamado SMT, do inglês, surface mount technology, ou tecnologia de montagem em superfície, o que reduz o custo de montagem em média e larga escala. É muito comum haver confusão entre as siglas SMT e SMD. Muitas pessoas costumam utilizá-las como sinônimas. Mas, na verdade, SMD refere-se ao tipo de componente que pode ser montado em superfície, e SMT refere-se ao processo de montagem desse componente na PCI, ou seja, como ele será montado e soldado na PCI. Portanto, fique atento ao uso e ao significado dessas siglas! Em relação à soldagem desse tipo de componente, ela pode ser feita por banho de solda, por onda e de forma manual, conforme veremos a seguir. Mas antes disso, observe na figura 9 um componente PTH e outro SMD, mon- tados sobre a PCI. PTH SMD Ac er vo d o SE N AI -S P Figura 9 – Montagem de um componente PTH e outro SMD sobre uma PCI. A maioria dos componentes eletrônicos está disponível nas duas versões, ou seja, para uma mesma funcionalidade existem componentes do tipo PTH e SMD. A escolha normalmente se dá em função do tamanho da PCI e do custo de pro- dução, conforme a quantidade a ser produzida. A tecnologia SMT consegue diminuir o tamanho da PCI em razão do tamanho dos seus componentes. A tecnologia PTH possui um custo de produção menor em baixa escala, logo, não se justifica o investimento de uma produção mecanizada. Você, como instalador, receberá a PCI pronta, conforme a tecnologia escolhida pelo projetista. No entanto, ocorre que, mesmo com o uso da tecnologia SMT, muitos compo- nentes não podem ser montados de forma mecanizada, em geral, em função de seu maior tamanho. É o caso de alguns conectores ou soquetes, por exemplo, que 46 SOLDAGEM E DESSOLDAGEM DE COMPONENTES ELETRÔNICOS não possuem versões em SMD. Por isso, é bastante comum que algumas PCIs possuam componentes dos dois tipos: PTH e SMD. Nesses casos, os componentes SMD são montados e soldados por meio de procedimentos mecanizados, e você, na função de instalador, poderá fazer a montagem dos demais componentes manualmente. A soldagem poderá ser manual, por meio do banho de solda ou por onda, conforme veremos mais adiante. Agora, considerando que você sabe que os componentes podem ser fixados na PCI de formas diferentes, vamos verificar as técnicas de soldagem aplicadas para cada um dos métodos. Embora existam procedimentos semelhantes entre a sol- dagem de componentes PTH e SMD, veremos as técnicas em separado devido à existência de algumas particularidades. Soldagem de componentes PTH Como citamos anteriormente, existem basicamente três métodos para a solda- gem de componentes PTH: por banho de solda, por onda e de forma manual. Vejamos cada um deles: • soldagem por meio de banho de solda: nesse processo, o lado da PCI que receberá a solda é colocado sobre uma quantidade de solda aquecida, em estado líquido, semelhante a uma piscina de material soldante derretido. A figura 10 ilustra esse procedimento. Note que a PCI não é inteiramente mer- gulhada. Apenas a superfície que precisa ser soldada é que toca na solda. solda aquecida Ac er vo d o SE N AI -S P Figura 10 – Soldagem por meio de banho de solda. SISTEMAS ELETRÔNICOS – INSTALAÇÃO 47 Neste momento, você pode estar se perguntado: “como é possível a solda aderir apenas aos pontos necessários, sem que ela se espalhe por toda a PCI?” Isso ocorre porque, com a PCI pronta e envernizada, as únicas regiões metálicas que estão expostas são justamente as regiões que receberão a solda, no caso, as ilhas. Todo o restante da PCI, inclusive as trilhas, está coberta pelo verniz. A solda não adere ao verniz, apenas às regiões metálicas.A vantagem desse método é que todos os pontos são soldados de uma só vez, o que representa um grande ganho comparado à soldagem manual, que é realizada ponto a ponto. A desvantagem é que o processo do mergulho é manual, o que o torna mais lento comparado às técnicas mais modernas, como a soldagem por onda. • soldagem por onda: esse processo foi criado na década de 1950. Desde então, vem sendo aperfeiçoado constantemente. A ideia principal desse método é semelhante à do banho de solda, que é expor a PCI a uma quantidade de sol- da líquida, de modo que seja possível a soldagem de todos os pontos de uma vez só. Embora o conceito básico seja o mesmo, o modo como isso ocorre é bem diferente. Esse processo é feito por meio de uma máquina que, além de fazer a soldagem, realiza alguns procedimentos preliminares com o objetivo de obter um trabalho de melhor qualidade. A máquina possui um transportador, que vai guiando a PCI pelas etapas da soldagem, assim como uma linha de montagem. Na primeira parte do processo, a PCI recebe um jato de fluxo, semelhante àquele contido dentro da solda em fio. O objetivo é realizar a limpeza e a desoxidação das partes que a receberão para garantir melhor adesão. No próximo passo, a PCI passa por uma etapa de pré-aquecimento, basicamente para evaporar os gases restantes do fluxo e também para evitar o choque térmico da PCI, no momento da soldagem. Por último, a PCI passa pelo processo de soldagem, que é realizado por meio de uma onda de solda líquida. A figura 11 ilustra esse processo que é criado pela onda laminar, gerada pela máquina de soldagem, que produz uma onda de solda com aspecto liso e suave. 48 SOLDAGEM E DESSOLDAGEM DE COMPONENTES ELETRÔNICOS pré-aquecimento pré-aquecimento jato de �uxo tanque de solda onda laminar transportador exaustão Ac er vo d o SE N AI -S P Figura 11 – Processo de soldagem por meio de máquina de soldagem por onda. Esse é o processo de soldagem mais utilizado para componentes do tipo PTH. Além de obter alta produtividade, produz uma soldagem de ótima qualidade, que se deve ao processo preliminar à soldagem e ao tempo em que a PCI é exposta à solda, já que o transportador garante a duração exata de exposição. Como desvantagem, podemos citar apenas o investimento exigido pelo equipamento, que é alto. • soldagem manual: mesmo com toda a tecnologia de soldagem disponível na indústria, o tradicional método de se realizar uma soldagem manualmente ainda é bastante utilizado, tanto para a montagem de um protótipo como para a substituição de um componente ou para a montagem de PCIs em baixa es- cala. Como instalador, certamente você precisará realizar soldagens manuais. Assim, é importante compreender como ocorre esse processo, que se dá por meio de algumas etapas. São elas: limpeza, inserção do componente eletrônico, aplicação do fluxo, aquecimento, aplicação da solda, verificação e acabamento. Conheça cada uma delas: a. limpeza: a ilha da PCI e o terminal do componente deverão estar bem lim- pos e livres de oxidação. Essa limpeza pode ser feita com o uso de álcool isopropílico. Uma lixa fina pode ser utilizada em casos em que exista muita sujeira. A limpeza da ponteira do soldador pode ser feita com o soldador quente e um pano úmido; SISTEMAS ELETRÔNICOS – INSTALAÇÃO 49 b. inserção do componente eletrônico: o desenho da máscara na PCI indicará o lado correto da instalação. Em PCIs de face simples, o componente é posi- cionado no lado oposto ao lado das trilhas; Após inserir o componente, uma dica para prendê-lo, evitando que caia durante a soldagem, é dobrar os terminais, conforme mostra a figura 12. 45 0 45 0 Ac er vo d o SE N AI -S P Figura 12 – Terminais dobrados em 45º antes da soldagem. c. aplicação do fluxo: caso a solda que você esteja utilizando não contenha o fluxo dentro do seu fio, é recomendável sua aplicação para garantir aderência; d. aquecimento: encoste o soldador no local que vai receber a solda, procuran- do estabelecer o maior contato possível. Permaneça com o soldador no local por cerca de 2 ou 3 segundos; A figura a seguir demonstra esse procedimento: Ac er vo d o SE N AI -S P Figura 13 – Ponta do soldador aquecendo a ilha e o terminal do componente a ser soldado. Para evitar o aquecimento do componente eletrônico, você poderá posicionar um alicate, conforme a figura 14, dissipando o calor de modo que ele não chegue ao seu corpo. 50 SOLDAGEM E DESSOLDAGEM DE COMPONENTES ELETRÔNICOS alicate de bico “meia cana” soldador calor Ac er vo d o SE N AI -S P Figura 14 – Alicate de bico dissipando o calor. FIQUE ALERTA Permanecer com o soldador mais tempo que o necessário poderá da- nificar o componente eletrônico ou a ilha da PCI, pois ela poderá se desprender da placa. Portanto, não mantenha o soldador por mais de 5 segundos sobre o local. e. aplicação da solda: com o soldador ainda encostado na placa, insira a solda entre ele e o local a ser soldado. Nesse momento, esse metal vai se fundir, envolvendo todo o local com a solda em estado líquido. Assim que o local for preenchido por ela, remova rapidamente o soldador, evitando movimentá-lo sobre a solda, pois ela se solidifica quase que instantaneamente; No momento em que a solda for aplicada, verifique se ela envolve todo o local a ser soldado. Se isso não ocorrer, significa que a ilha ou o terminal do componente não estão bem limpos. Nesse caso, remova a solda com o auxílio do sugador e repita o procedimento desde o passo 1. SISTEMAS ELETRÔNICOS – INSTALAÇÃO 51 A figura 15 demonstra esse procedimento. Ac er vo d o SE N AI -S P Figura 15 – Solda sendo aplicada entre o local a ser soldado e a ponta do soldador. f. verificação: para saber se esse processo foi bem-sucedido, você precisa verifi- car se a solda envolveu completamente o terminal do componente eletrônico e observar se ela ficou com um aspecto liso e brilhante; A figura 16 demonstra uma soldagem correta e uma soldagem incorreta, popu- larmente conhecida como solda fria. Ac er vo d o SE N AI -S P Figura 16 – Solda correta e solda incorreta. Compare a diferença que há entre o brilho da “solda fria” e o da solda de boa qualidade. 52 SOLDAGEM E DESSOLDAGEM DE COMPONENTES ELETRÔNICOS Observe ainda que a solda de boa qualidade, além do aspecto brilhante, envolve todo o terminal do componente e da ilha. Já a solda fria, além de possuir aspecto opaco, não adere à ilha. Além da solda fria, outro problema comum é o excesso de solda que, além de não possuir um aspecto profissional, pode encobrir um problema de solda fria: não aderir ao terminal do componente. A figura 17 mostra uma solda em excesso. Observe que a solda se espalhou muito além da ilha. Ac er vo d o SE N AI -S P Figura 17 – Solda em excesso. g. acabamento: se o terminal do componente for muito comprido, é necessário cortar o excesso com o uso de um alicate de corte, conforme a figura 18. ALICATE DE CORTE terminal do componente Ac er vo d o SE N AI -S P Figura 18 – Excesso de terminal sendo cortado com o auxílio de um alicate de corte. É muito importante ainda que limpe o local com álcool isopropílico para remover quaisquer resíduos de fluxo. SISTEMAS ELETRÔNICOS – INSTALAÇÃO 53 Após essas etapas, obtemos uma PCI com bom aspecto, conforme ilustrado na figura 19, em que podemos observar soldas de boa qualidade após o acabamento. 12 3R F Figura 19 – PCI com soldagens de boa qualidade após o acabamento. Caso alguma solda necessite ser refeita, como é o caso da solda fria, ela deverá ser removida com o auxílio de um sugador. Após a sua remoção, basta repetir o procedimento de soldagem a partir do passo 1. Soldagem de componentes SMD Embora existam técnicas produtivas de soldagem para componentes PTH, como vimos há pouco, a montagem na PCI é mais difícil de ser feita de forma meca- nizada, uma vez que os terminais precisam ser dobrados e encaixados nos furos de suas respectivas ilhas.Com a chegada dos componentes SMD, esse problema foi solucionado. A ma- neira como ele é montado sobre a PCI permite o uso de técnicas de montagem mecanizadas mais eficientes, trazendo um grande ganho de produtividade. Como os componentes SMD são montados de um jeito diferente, a soldagem também possui métodos diferenciados. Embora alguns sejam semelhantes aos utilizados na soldagem dos componentes PTH, existem algumas particularidades que devem ser observadas. Os componentes SMD podem ser soldados por meio da soldagem por refusão, por onda ou manual. Estudemos cada uma delas: 54 SOLDAGEM E DESSOLDAGEM DE COMPONENTES ELETRÔNICOS • soldagem por refusão: nessa soldagem, todos os componentes SMD são posicionados na PCI sobre uma solda em pasta, colocada especificamente no local onde serão soldados. Esse metal é constituído de solda e fluxo e tem duas funções: além de conter essa substância que será utilizada na soldagem, funciona como uma cola que mantém o componente preso de forma provi- sória na PCI, até que a soldagem seja feita; Uma vez colocados os componentes, a PCI é inserida em uma espécie de forno em alta temperatura, que derrete a solda em pasta, realizando, assim, a soldagem. Após o resfriamento, todos os pontos estão soldados. As figuras abaixo ilustram esse processo. Acompanhe: Ac er vo d o SE N AI -S P Figura 20 – 1º passo: a solda em pasta é colocada nos pontos de soldagem. Ac er vo d o SE N AI -S P Figura 21 – 2º passo: os componentes são posicionados em seus respectivos locais, sobre a solda em pasta. Ac er vo d o SE N AI -S P Figura 22 – A PCI é submetida ao calor, derretendo a solda em pasta. Após o resfriamento, ela estará pronta. SISTEMAS ELETRÔNICOS – INSTALAÇÃO 55 Esse processo pode ser realizado de várias maneiras no que se refere ao modo como a solda em pasta é inserida ou como a PCI é aquecida. A colocação da solda em pasta pode ser realizada por meio de dois tipos de equipamentos. Um deles utiliza as técnicas de serigrafia, transferindo a solda por meio de uma tela. O outro ocorre por meio de uma máquina que a deposita nos locais predeterminados, semelhante a uma impressora que deposita tinta sobre o papel. A inserção dos componentes é realizada de forma mecanizada por meio de uma máquina conhecida como pick and place machine, que significa máquina de pegar e colocar. O nome resume bem a operação desse equipamento, que é pegar o componente certo e inseri-lo na posição correta, na PCI. Os modelos variam em função da capacidade, ou seja, da quantidade de componentes que conseguem inserir em uma hora, e podem operar em módulos – o trabalho de inserção pode ser distribuído entre várias máquinas. Uma máquina de grande porte pode inserir mais de 100.000 componentes por hora. Em relação à fase do aquecimento, ela pode ocorrer por meio de vapor, raios in- fravermelhos, ar ou gás quente, laser ou por impulso. O aquecimento por impulso ocorre por meio de barras aquecidas que se encostam aos pontos que precisam ser soldados, semelhante ao que ocorre com o soldador comum, porém de forma me- canizada. Para os outros métodos mencionados, a transmissão do calor ocorre em ambiente fechado, semelhante a um forno. O calor é transmitido para toda a PCI. • soldagem por onda: utiliza o mesmo procedimento que vimos nesse tipo de soldagem para componentes PTH. A diferença está na etapa final, ou seja, na soldagem em si. Agora, são necessárias duas ondas de solda. Além da laminar, temos a onda turbulenta. Trata-se de uma parte da máquina que gera uma onda de solda não uniforme, com aspecto turbulento. É bem diferente da lisa e uniforme gerada pela onda laminar; A onda turbulenta é posicionada antes da onda laminar, com inclinação de 15º em relação ao transportador. A figura 23 mostra o processo da soldagem por onda, com ênfase na onda turbulenta. 56 SOLDAGEM E DESSOLDAGEM DE COMPONENTES ELETRÔNICOS pré-aquecimento pré-aquecimento jato de �uxo tanque de solda onda laminar transportador onda turbulenta exaustão Ac er vo d o SE N AI -S P Figura 23 – Processos de soldagem por meio de máquina de soldagem por onda. A onda turbulenta é essencial para os componentes SMD, pois garante que to- dos os lados do componente recebam a quantidade correta de solda. Se fosse depender apenas da onda laminar, a parte de trás dos componentes não recebe- ria a quantidade ideal de solda por estar encoberta pelo próprio componente, formando uma área de sombra. Com os PTHs isso não ocorre porque eles estão na outra face da PCI. No caso dos componentes SMD, estes estão na mesma face da PCI em que serão soldados. Veja, na figura 24, o efeito da área de sombra. área de sombra onda laminar Ac er vo d o SE N AI -S P Figura 24 – PCI no transportador em direção à onda laminar. Agora, observe, na figura 25, que a área de sombra foi preenchida com o efeito da onda turbulenta. onda laminar onda turbulenta A ce rv o do S EN AI -S P Figura 25 – Onda turbulenta atuando na soldagem do componente em sua área de sombra. SISTEMAS ELETRÔNICOS – INSTALAÇÃO 57 • soldagem manual: conforme aprendemos até agora, o uso de componentes SMD torna-se bastante vantajoso por meio das técnicas de montagem auto- matizadas. Quando não temos volume de produção suficiente que justifique um processo automatizado, como é o caso dos protótipos ou pequenos pro- jetos, podemos utilizar os componentes PTH, que são maiores e mais fáceis de soldar manualmente. Por esses motivos, a soldagem manual de componentes SMD não é muito co- mum, mas ainda assim, como instalador, você pode se deparar com alguma situação em que esse procedimento se torne necessário, por exemplo, no caso de um protótipo ou pequeno projeto que não justifica a montagem automatizada. Ocorre também quando o tamanho da PCI precisa ser reduzido e o uso de com- ponentes SMD se faz necessário, ou ainda na substituição de um componente mal instalado com a polaridade invertida, por exemplo, ou no reparo de uma soldagem incorreta. A técnica utilizada na soldagem depende do componente. Existem componentes em que a distância entre os pontos de solda é suficiente para que você consiga realizar a soldagem ponto a ponto, semelhante ao que fizemos ao soldar manual- mente um PTH. Observe, na figura 26, que a distância entre os terminais dos dois componentes apresentados permite que a soldagem manual seja feita ponto a ponto, ou seja, é possível soldar um terminal de cada vez. pontos para soldagem pontos para soldagem Ac er vo d o SE N AI -S P Figura 26 – Componentes SMD que permitem a soldagem ponto a ponto. A soldagem ponto a ponto é impossível quando a distância entre os pontos de solda é muito pequena, em torno de 0,5mm a 1mm. A ponteira do soldador, por 58 SOLDAGEM E DESSOLDAGEM DE COMPONENTES ELETRÔNICOS mais fina que fosse, não conseguiria soldar um ponto sem interferir no outro, causando a indesejada união de dois ou mais pontos por meio da solda. A figura 27 mostra um componente SMD que inviabiliza a soldagem ponto a ponto, devido à pequena distância entre os terminais. pontos para soldagem A ce rv o do S EN AI -S P Figura 27 – Componente SMD com terminais muito próximos um do outro. Além desses dois tipos de soldagem, existe um terceiro, cujo encapsulamento1 é conhecido como BGA. Nos componentes eletrônicos com encapsulamento BGA, a soldagem manual é muito difícil de ser realizada. Esse tipo de componente é quase sempre soldado por meio de técnicas mecanizadas devido à localização dos pontos de solda, que ficam embaixo do componente, impedindo o acesso ao soldador. Esse tipo de encapsulamento é bastante comum em componentes como memó- rias ou processadores usados em computadores portáteis. Você pode observar, na figura 28, um componente com encapsulamento BGA. Veja que os pontos de soldagem ficam na sua parte inferior, impedindo o acesso manual para soldagem. face superior face inferior com pontos para soldagem A ce
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