Reflow_Process_Heat_Process_Profile_Ther

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Jabil do Brasil Indústria Eletroeletrônica 
PROCESSO DE REFUSÃO 
Calor, Perfil de Refusão, Termopares 
 
 
LMS  JBL-ME-116 
 
 
 
Por: 
 
 Demétrius Nunes – Manufacturing Engineering SME 
2 
Recados Iniciais 
1 – Para melhor rendimento do curso, favor 
colocarem ramais e celulares no silencioso. 
4 – Teremos um momento para o break (ir ao 
banheiro, beber água, descansar um pouco). 
2 – Não saiam com dúvidas, perguntem 
sempre que algo não ficar claro. 
3 – Haverá avaliação no final. 
3 
SUMÁRIO 
PARTE 1: PAPEL DO CALOR NOS PROCESSOS E PERFIS TÉRMICOS 
 
1 – O que é Calor? 
2 – Propagação térmica 
3 – Formas de propagação do calor 
4 – Capacidade Térmica e Calor Especifico 
5 – Quantidade de Calor 
PARTE 2: PERFIL DE TEMPERATURA (REFLOW) 
 
6 – O que é um perfil de temperatura? 
7 – Aspectos Químicos de um perfil de refusão 
8 – As fases do perfil de temperatura no processo de refusão 
9 – Janela de Processo 
10 – PWI (Process Window Indicator) 
PARTE 3: TERMOPARES E MÉTODOS DE COLOCAÇÃO 
 
11 – O que é um termopar? 
12 – Efeito Seebeck 
13 – Tipos de termopares 
14 – Como escolher os componentes em uma placa de perfil 
15 – Método de colocação dos termopares 
16 – Roteamento e identificação dos termopares 
4 
PARTE 1: PAPEL DO CALOR NOS PROCESSOS E PERFIS TÉRMICOS 
Calor é o termo associado à transferência de energia 
térmica de um sistema a outro - ou entre partes de um 
mesmo sistema - exclusivamente em virtude da 
diferença de temperaturas entre eles. 
 
Designa também a quantidade de energia térmica 
transferida em tal processo. 
 
Calor não é uma propriedade dos sistemas 
termodinâmicos, e por tal não é correto afirmar que 
um corpo possui mais calor que outro, e tão pouco é 
correto afirmar que um corpo "possui" calor. 
1 – O que é Calor? 
5 
PARTE 1: PAPEL DO CALOR NOS PROCESSOS E PERFIS TÉRMICOS 
É a transição de energia térmica de uma massa 
(corpo) mais quente para uma massa mais fria. 
Noutras palavras, é a troca de energia calorífica entre 
dois sistemas de temperaturas diferentes. 
 
Quando um corpo, por exemplo, um objeto sólido ou 
um fluido, está a uma temperatura diferente da de 
seu entorno ou outro corpo, a transferência de energia 
térmica, também conhecida como fluxo de 
calor ou troca térmica, ocorre de tal maneira que o 
corpo e seu entorno alcancem equilíbrio térmico; o 
que significa que se encontram a mesma temperatura, 
a lei zero da termodinâmica. 
2 – Propagação Térmica 
6 
PARTE 1: PAPEL DO CALOR NOS PROCESSOS E PERFIS TÉRMICOS 
Condução é a transferência de calor por contato direto das partículas de matéria. 
3 – Formas de propagação do calor 
Convecção é a transferência de energia térmica pelo movimento de moléculas de uma parte do material 
para outra. À medida que aumenta o movimento dos fluidos, ocorre a transferência de calor convectiva. A 
presença de maior movimento do fluido aumenta a transferência de calor entre a superfície do sólido e o 
fluido. 
Radiação ou irradiação é a transferência de energia térmica através do espaço vazio. 
7 
PARTE 1: PAPEL DO CALOR NOS PROCESSOS E PERFIS TÉRMICOS 
3 – Formas de propagação do calor 
INFRA VERMELHO – IR – IRRADIAÇÃO 
(Resistências & lâmpadas – TOP HEATER SOLDA ONDA) 
AQUECIMENTO AR – CONVECÇÃO 
(Blowers – FORNO DE SMT – PRÉ-AQUECEDORES SOLDA ONDA) 
AQUECIMENTO PARTES – CONDUÇÃO 
(Materiais – PCB, componentes, pasta – THERMODE HOT BAR, FERRO DE SOLDA) 
8 
PARTE 1: PAPEL DO CALOR NOS PROCESSOS E PERFIS TÉRMICOS 
Capacidade térmica ou capacidade calorífica é a grandeza física que determina o calor que é 
necessário fornecer a um corpo para produzir neste uma determinada variação de temperatura. 
4 – Capacidade Térmica e Calor Especifico 
É o que chamamos de MASSA TÉRMICA na Jabil. 
Ela é medida pela variação da energia interna necessária para aumentar em um grau a temperatura 
de um material. 
A capacidade térmica caracteriza o corpo, e não a substância que o constitui. Dois corpos 
de massas e de substâncias diferentes podem possuir a mesma capacidade térmica. Dois corpos de 
massas diferentes e de mesma substância possuem capacidades térmicas diferentes. 
A unidade usada no SI é J/K ou cal/°C (Joule por Kelvin). 
C = Q 
 ΔT 
9 
PARTE 1: PAPEL DO CALOR NOS PROCESSOS E PERFIS TÉRMICOS 
Calor específico é uma grandeza física que define a variação térmica de determinada substância ao receber 
determinada quantidade de calor. 
4 – Capacidade Térmica e Calor Especifico 
É constante para cada substância em cada estado físico. Pode-se dizer que o calor específico caracteriza uma 
substância (em determinado estado físico). 
A unidade no SI é J/(kg.K) (joule por quilogramas vezes Kelvin) ou cal/g.°C (calorias por grama vezes Celsius) 
Substância Calor Específico (cal/g.°C) 
água 1,0 
álcool 0,58 
alumínio 0,22 
ar 0,24 
carbono 0,12 
chumbo 0,031 
cobre 0,094 
c = C 
 m 
http://pt.wikipedia.org/wiki/%C3%81gua
http://pt.wikipedia.org/wiki/%C3%81lcool
http://pt.wikipedia.org/wiki/Alum%C3%ADnio
http://pt.wikipedia.org/wiki/Ar
http://pt.wikipedia.org/wiki/Carbono
http://pt.wikipedia.org/wiki/Chumbo
http://pt.wikipedia.org/wiki/Cobre
1
0 
PARTE 1: PAPEL DO CALOR NOS PROCESSOS E PERFIS TÉRMICOS 
Quantidade de Calor é a Grandeza física que determina a variação na quantidade de energia térmica em um 
corpo, ou seja, determina a energia térmica que transitou para outro corpo ou que mudou de natureza. 
5 – Quantidade de Calor 
A unidade do SI para quantidade de calor é o J (Joule), mas é comum usar cal (Caloria) ou Cal (Caloria 
lateral). 
ΔQ = m.c.ΔT 
Droga, essa 
não é minha! 
ΔT = Q x A x t / (M x Cp ) 
ΔT = Variação de temperatura no produto (°C) 
Q = Absorção de Calor(W/cm²) 
A = Área Exposta(cm²) 
t = Tempo de aquecimento (seconds) 
M = massa do objeto (kg) 
Cp = Specific Heat (W.sec/kg.°C) 
http://images.google.com.br/imgres?imgurl=http://www.etsu.edu/math/gardner/einstein/einstein-folded-hands.jpg&imgrefurl=http://www.etsu.edu/math/gardner/einstein/person.htm&usg=__EfDeIb3VK26kLhRjJI1j7dBfDyc=&h=480&w=460&sz=42&hl=pt-BR&start=30&um=1&tbnid=0Bd4RMD8-c2QYM:&tbnh=129&tbnw=124&prev=/images?q=einstein&ndsp=20&hl=pt-BR&sa=N&start=20&um=1
11 
PARTE 2: PERFIL DE TEMPERATURA (REFLOW) 
O perfil de temperatura é a curva ideal de aquecimento e resfriamento de cada produto ao passar pelo 
forno e consiste na principal ferramenta para controlar o processo de refusão. A única forma de sabermos 
qual o perfil adequado para um produto é acertarmos o traçado de temperatura com sucessivas medidas. 
6 – O que é um perfil de temperatura? 
É uma curva do tipo Temperatura em função do Tempo. 
A unidade mais usada é °C/seg.. 
12 
Pasta de Solda: Pode ser definida como uma mistura química formada por duas partes: uma sólida e uma 
líquida. A Parte sólida é constituída por metais em forma de partículas (powder), responsáveis pela 
soldagem metalúrgica entre terminais de componentes e pads do PCB. 
7 – Aspectos químicos de um perfil de refusão 
PARTE 2: PERFIL DE TEMPERATURA (REFLOW) 
Atribuem as características térmicas, mecânicas e elétricas à solda contribuindo com 90% em peso e 
aproximadamente 50% em volume da pasta de solda. O corpo das partículas que compõem o powder deve, 
idealmente, ter formato esférico . 
13 
Na Parte líquida, fluxo é o elemento químico responsável pelos processos de oxi-redução, reação ácido-base 
e preparação das áreas a serem soldadas no PCB. Serve também como elemento de agregação do powder 
para constituir a pasta de solda, pois mantém a liga entre as esferas do powder. 
7 – Aspectos químicos de um perfil de refusão 
PARTE 2: PERFIL DE TEMPERATURA (REFLOW) 
Contribui com 10% em peso e aproximadamente 50% em volume. É composto por uma parte volátil e outra 
não volátil. A parte volátil é transformada em gás durante o processo de refusão e escapa do PCB através da 
exaustão do forno de soldagem. A parte não volátil do fluxo permanece no PCB após a soldagem. 
O fluxo na pasta de solda é de altaimportância para que a soldagem ocorra corretamente e isso está 
diretamente ligado a seus constituintes, pois são eles que irão ativar as reações químicas durante a etapa de 
refusão para limpar as áreas de contato elétrico e formar a junta de solda. 
14 
7 – Aspectos químicos de um perfil de refusão 
Ligas de Solda: 
 
 Sn 63 Pb 37 (Estanho – Chumbo) 
 Sn 96.5 Ag 3.0 Cu 0.5 (Lead Free – SAC 305) 
Fatores para escolha da liga: 
 
 Composição das Ligas 
 Resistência mecânica 
 Qualidade Visual 
 Molhagem 
 Necessidade de produzir sem chumbo 
PARTE 2: PERFIL DE TEMPERATURA (REFLOW) 
Temperatura de Solidus: 
 
Durante o aquecimento, solidus é a temperatura à qual uma liga começa a derreter. Entre as temperaturas 
solidus e liquidus, a liga será uma mistura de fases sólidas e líquidas. Logo acima da temperatura solidus, a 
mistura será bastante sólida com algumas fases líquidas (como a consistência de sorvete). Logo abaixo da 
temperatura de liquidus, a mistura vai ser principalmente líquido com algumas fases sólidas (como granizo). 
Liga de Solda Solidus (°C) Liquidus (°C) 
Sn 63 Pb 37 (Eutética) 183 183 
SAC-305 (Não Eutética) 217 219 
7 – Aspectos químicos de um perfil de refusão 
Temperatura de Liquidus: 
 
Liquidus é a temperatura acima da qual uma liga é completamente fundida. Em outras palavras, quando 
uma liga exceder a temperatura de liquidus, não há fases sólidas presentes. A liga é completamente 
derretido e fluindo. 
PARTE 2: PERFIL DE TEMPERATURA (REFLOW) 
15 
16 
LIGAS ESTANHO CHUMBO 
7 – Aspectos químicos de um perfil de refusão 
PARTE 2: PERFIL DE TEMPERATURA (REFLOW) 
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LIGAS SAC 
7 – Aspectos químicos de um perfil de refusão 
PARTE 2: PERFIL DE TEMPERATURA (REFLOW) 
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Oxigênio x Nitrogênio 
 
A maioria dos processos são executados sem o uso de nitrogênio. 
 
Nitrogênio deve ser utilizada para a otimização apenas! 
 
O nitrogênio é muito caro! 
 
O nitrogênio pode melhorar a molhagem e criar juntas de solda mais brilhantes. 
 
No entanto, a resistência e condutividade dessas articulações não são melhores do que as que são 
produzidas em um processo de Oxigênio. 
7 – Aspectos químicos de um perfil de refusão 
PARTE 2: PERFIL DE TEMPERATURA (REFLOW) 
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Pre-Heat: Esta é uma fase preparatória, todas as ações que levam a uma solda adequada são tomadas 
nela. Consiste na fase de pré-aquecimento da placa. Nesta fase os solventes evaporam da pasta de solda. 
Se a temperatura sobe muito rápido nesta etapa, podem acontecer dois problemas. Primeiramente 
podem ser esparramadas bolas de solda (defeito conhecido como solder balls) quando há o estouro dos 
solventes, pois como estão acontecendo reações químicas haverá geração de gases e isso ocorre durante 
a evaporação dos solventes. Além disso, a elevação da temperatura muito rápida pode provocar 
mudanças de viscosidade da pasta de solda. 
8 – As fases do perfil de temperatura no processo de Refusão 
Soak Time: Durante a fase da equalização a temperatura sobe lentamente. O propósito é ativar o fluxo e 
igualar as temperaturas no PCB. A maioria dos fluxos ativa em torno de 145ºC. Se esta temperatura não 
é alcançada durante esse período somente a limpeza parcial é executada e problemas de molhagem da 
solda podem acontecer. Como mencionado a fase de soak também é usada para igualar as temperaturas 
no PCB. Se a fase é curta, o resultado pode ser juntas de solda frias (componentes parcialmente preso ao 
pad, ou seja, o contato mecânico não foi ideal) ou Tombstoned (componente levantado) devido a uma 
diferença no tempo de derretimento da pasta de solda nos dois pads do componente. Por outro lado se 
o tempo de soak for longo, o fluxo utiliza todo seu potencial de limpeza antes da zona de refusão ser 
alcançada. 
 
Slope: Este é um parâmetro onde será controlado o gradiente de aquecimento da placa, para evitar 
choques térmicos. 
PARTE 2: PERFIL DE TEMPERATURA (REFLOW) 
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Reflow: Durante a fase de refusão a temperatura de pico do perfil é alcançada. Nesta fase os substratos, 
componentes e partículas da pasta de solda atingem a temperatura de soldagem e como resultado a 
junta de solda é formada. Uma temperatura de cume alta resultará em uma superfície arenosa e 
enrugada da junta de solda devido à oxidação alta. Do contrário se tivermos uma temperatura de refusão 
muito baixa ou um tempo insuficiente poderemos ter problemas na formação da junta em função da 
refusão da pasta não se completar totalmente. 
8 – As fases do perfil de temperatura no processo de Refusão 
Peak Temperature: O controle desta etapa é muito importante, pois é um indicador que mostra as 
diferenças entre as temperaturas entre os terminais de um mesmo componente e a PCA, que deve ser 
em torno de 5 °C. Também aceita-se uma diferença de no máximo 10 °C para diferentes componentes 
devido tamanho, massa e população de componentes a soldar. Para componentes cujos terminais se 
fundem com a pasta, como BGA’s, é importante este controle devido às questões que envolvem as 
tensões superficiais do metal líquido. A temperatura de pico depende obviamente da composição da liga 
da pasta de solda. 
PARTE 2: PERFIL DE TEMPERATURA (REFLOW) 
21 
220 
240 
180 
200 
140 
160 
100 
120 
 60 
 80 
 20 
 40 
 0 
 30 90 60 0 120 150 180 210 240 270 300 
 Time (Seconds) 
 Temperature (°C) 
260 
8 – As fases do perfil de temperatura no processo de Refusão 
 Pre-heating / Slope 
Soaking Zone 
Reflow 
Peak Temperature. 
Colling 
PARTE 2: PERFIL DE TEMPERATURA (REFLOW) 
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8 – As fases do perfil de temperatura no processo de Refusão 
Viscosidade 
Evaporação 
solventes 
Ativação do Fluxo 
Viscosidade 
Solidificação da 
Junta de Solda 
Transferência de Calor 
Derretimento da liga, 
molhagem do pad, ocorrência 
de “wicking” 
PARTE 2: PERFIL DE TEMPERATURA (REFLOW) 
23 
8 – As fases do perfil de temperatura no processo de Refusão 
200 
150 
100 
50 
250 
Soak 
(60-180 sec) 
235oC (10 seconds) Minimum 
@ All Solder Joints 
217-220oC 
(Melting) 
Te
m
p
e
ra
tu
re
 (
C
) 
Time (sec) 
Reflow 
(45-120 sec) 
Upper Limit Dictated by Component 
Body Temperature Limits. Typical 
Specifications are: 245oC, 250oC, or 260oC. 
Recommended Solder Alloy: SnAgCu 
Preheat Cooldown 
60 120 180 240 300 360 420 480 540 600 660 720 880 
Target Peak Temp: 
235oC - 245oC 
PARTE 2: PERFIL DE TEMPERATURA (REFLOW) 
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8 – As fases do perfil de temperatura no processo de Refusão 
PERFIL RSS – Ramp Soak Spike 
Este perfil possui a fase de soak bem demarcada no perfil, sendo uma fase de gradiente de aquecimento 
bem baixo em relação às outras, quase linear. 
PARTE 2: PERFIL DE TEMPERATURA (REFLOW) 
25 
8 – As fases do perfil de temperatura no processo de Refusão 
PERFIL RTS – Ramp To Spike (Perfil Linear) 
Este perfil possui a fase de soak bem discreta no perfil, ou seja, não é possível identificá-la na curva, 
sendo uma fase de gradiente de aquecimento praticamente igual as fases do Pre-Heat e Reflow. 
Este perfil pode ser um problema em produtos que possuem componentes de massa térmica muito 
diferente, pois o balanceamento das temperaturas se torna mais difícil durante a rampa. Nestes casos ele 
não é recomendado. 
PARTE 2: PERFIL DE TEMPERATURA (REFLOW) 
26 
9 – Janela de Processo 
Perfis de temperatura possuem especificações para os ranges de temperaturas e tempos em cada um 
dos parâmetros, com valores máximos e mínimos. 
 
Estas especificações irão depender dos seguintes fatores: 
 
- Liga de Solda 
- Tipo de acabamento do PCB 
- Tipo de componentes montados na placa 
- Tipo de produto 
A definição de qual janela de processo a ser utilizada é fundamental para que seja traçado o melhor 
perfil para o produto. 
PARTE 2: PERFIL DE TEMPERATURA (REFLOW) 
27 
9 – Janela de Processo 
Para definir qual janela ser utilizada no seu produto, a ordem abaixo deverá ser seguida: 
 
1 – Especificação do cliente 
2 – Especificação da Pasta de Soldautilizada 
3 – Especificação GOS Jabil para o tipo de liga de solda utilizada 
PARTE 2: PERFIL DE TEMPERATURA (REFLOW) 
28 
9 – Janela de Processo 
Parâmetro Range SIERRA (DELL Products) 
Slope (30°C - 135°C) 3°C/s max 
Preheat/Soak (135°C - 175°C) 70 -110 segundos 
TAL (220 °C) 45 -75 segundos 
Peak Temperature 237 - 244 
Slope 2 (30°C - 242°C) 3°C/s max 
Cooling -4,8 a -0,5 C°/segundo 
Time between ambient and Peak (242 - 30) 210 - 265 segundos 
Parâmetro Range INGENICO 
Preheat/Soak (150-200) 60 - 120 segundos 
Ramp up rate (Slope) 3°C/s max 
TAL (217 °C) 
60-70s for SMT packages 
80-90s for Tellium II BGA package 
Maximum Peak body temperature for component See table 2 
Maximum Peak temperature for solder paste at solder 
pad 
245°C-250°C 
Time to Maximum temperature – 5°C 30 segundos 
Ramp down rate (°C/s) 6°C/s 
Time to room temperature to Tmax 8 minutos 
PARTE 2: PERFIL DE TEMPERATURA (REFLOW) 
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9 – Janela de Processo 
PARTE 2: PERFIL DE TEMPERATURA (REFLOW) 
30 
9 – Janela de Processo 
Parâmetro Range Jabil (SAC 305) 
Slope (25°C - 135°C) 3°C/s max 
Preheat Time (150°C - 200°C) 40 - 120 seconds 
Soak Time (150°C - 217°C) 60 - 180 seconds 
TAL (217 °C) 45 - 120 seconds 
TAL (232 °C) 46 -90 seconds 
Peak Temperature 232 - 250 °C 
PARTE 2: PERFIL DE TEMPERATURA (REFLOW) 
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10 – PWI – (Process Window Indicator ou Process Window Index) 
O Índice da Janela de processo (PWI ™) é um quantificador, medida, estatística de quão bem um perfil de 
temperatura está em relação aos limites críticos do processo. 
Cada perfil térmico é classificado com base em como ele "encaixa" dentro da janela do processo. O centro 
da janela do processo é definido como zero, e o extremo da janela de processo como de 99% ou -99%. 
O PWI de 100% ou mais, indica que o perfil não irá processar o produto dentro da especificação. O PWI de 
99% indica que o perfil vai processar o produto dentro das especificações, mas ele está sendo executado no 
limite da da janela do processo. O PWI de 70% indica que um perfil está usando 70% da especificação do 
processo. 
O PWI lhe diz exatamente o quanto de sua janela de processo de um determinado perfil está sendo 
utilizado, e assim como o perfil robusto que é. 
Quanto mais próximo de zero for o PWI, melhor o perfil. O processo térmico agora pode ser mensurado de 
forma confiável, com análise de dados, comparando-o e rastreado-o com o mesmo nível de SPC e Controle 
de Qualidade disponível para outros processos de fabricação. 
PARTE 2: PERFIL DE TEMPERATURA (REFLOW) 
32 
10 – PWI – (Process Window Indicator ou Process Window Index) 
PARTE 2: PERFIL DE TEMPERATURA (REFLOW) 
33 
10 – PWI – (Process Window Indicator ou Process Window Index) 
PARTE 2: PERFIL DE TEMPERATURA (REFLOW) 
10 – PWI – (Process Window Indicator ou Process Window Index) 
PARTE 2: PERFIL DE TEMPERATURA (REFLOW) 
35 
PARTE 3: COLOCAÇÃO DE TERMOPARES 
11 – O que é um termopar? 
Os termopares são os sensores de maior uso industrial para medição de temperatura. 
Eles cobrem uma faixa bastante extensa de temperatura que vai de -200 a 2300ºC aproximadamente, com 
uma boa precisão e repetibilidade aceitável, tudo isto a um custo que se comparado com outros tipos de 
sensores de temperatura são mais econômicos. 
Um termopar ou par termométrico consiste de dois condutores metálicos de natureza distinta, na forma de 
metais puros ou ligas homogêneas. Os fios são soldados em um extremo ao qual se dá o nome de junção de 
medição; a outra extremidade, junção de referência é levada ao instrumento medidor por onde flui a 
corrente gerada. 
O aquecimento destes dois metais diferentes com temperaturas diferentes em suas extremidades, gera o 
aparecimento de uma F.E.M. (da ordem de mV). Este princípio conhecido com efeito Seebeck propiciou a 
utilização de termopares para medição de temperatura. 
36 
PARTE 3: COLOCAÇÃO DE TERMOPARES 
12 – Efeito Seebek 
O fenômeno da termoeletricidade foi descoberto em 1821 por T. J. Seebeck, quando ele notou que em um 
circuito fechado formado por dois condutores metálicos e distintos A e B, quando submetidos a um 
diferencial entre as suas junções, ocorre uma circulação de corrente elétrica. 
Metal A 
Metal B 
Junção Termopar 
iA 
iB 
VAB 
Esta corrente é produzida pelo fato de que a densidade de elétrons livres em um dos metais, difere do outro 
e depende da temperatura também. 
Quando este circuito é interrompido, a tensão do circuito aberto (Tensão de Seebeck ) torna-se uma função 
das temperaturas das junções e da composição dos dois metais. 
37 
PARTE 3: COLOCAÇÃO DE TERMOPARES 
13 – Tipos de Termopares 
Utilizado na Jabil hoje 
38 
PARTE 3: COLOCAÇÃO DE TERMOPARES 
13 – Tipos de Termopares 
Tipo K (Cromel / Alumel) 
 
O termopar tipo K é um termopar de uso genérico. Tem um baixo custo e devido à sua popularidade está 
disponível em variados tipos de sonda, tendo uma sensibilidade de aproximadamente 41 µV / °C. 
 
Termoelemento positivo (KP): Ni 90% Cr 10% (Cromel) 
 
Termoelemento negativo (KN): Ni 95% Mn 2% Si 1% Al 2% (Alumel) 
 
F.E.M produzida: -6,458 mV a 48,838 mV 
39 
PARTE 3: COLOCAÇÃO DE TERMOPARES 
13 – Tipos de Termopares 
Abaixo temos 02 condições em que um termopar nunca deverá ser utilizado: 
Ponta Enrolada Junta Quebrada Termopar Bom 
Sempre inspecione o termopar antes de utilizar, para saber se o mesmo 
atende à estas condições.. 
40 
PARTE 3: COLOCAÇÃO DE TERMOPARES 
14 – Como escolher os componentes em uma placa de perfil 
 diferença de massa térmica (BGA ao lado e um 0201 por exemplo) 
 
 componentes críticos para soldagem (BGA’s, Shields e Grandes Conectores) 
 
 componentes críticos com relação à aquecimento (Capacitores de Tantalum, alguns fusíveis, leds ou 
chaves) 
 
 considerar também a quantidade de canais que o KIC possui 
 
 é obrigatória a distribuição uniforme de termopares em todo o painel 
Alguns clientes indicam na fase de NPI quais os componentes devem ter termopares na placa de 
perfil, porém apenas isso não é suficiente. 
 
Devem ser considerados alguns pontos importantes como: 
41 
PARTE 3: COLOCAÇÃO DE TERMOPARES 
14 – Como escolher os componentes em uma placa de perfil 
Componentes mandatórios para se colocar termopares (em ordem de prioridade), caso o cliente não 
os especifique: 
1. Corpo do BGA 
2. Ball no Centro do BGA 
3. Ball no Canto do BGA (avaliar o tamanho do BGA para determinar se é necessário) 
4. Terminal de LGA’s 
5. Terminal de Shields 
6. Terminal de um Chip componente (0402, 0201 ou 01005) 
7. Terminal de um QFP 
8. Corpo de Conectores Plásticos 
9. Corpo de Capacitores de Tantalum 
42 
PARTE 3: COLOCAÇÃO DE TERMOPARES 
14 – Como escolher os componentes em uma placa de perfil 
Tabela do documento Ingenico onde especifica-
se quais os componentes devem ser 
monitorados no perfil de temperatura da 
refusão. 
Component Location of the thermocouple 
Connector (J2201) Under component 
QFN (MX2201) Top of the package 
QFN (MX2600) Under component 
Connector (J2402) Lead of connector 
Component (U1700) Under component 
Component (U1700) Top of the package 
Connector (J2600) Lead of connector 
Termopares em contato com o corpo do componente 
 
Termopares em contato com o terminal do componente 
43 
PARTE 3: COLOCAÇÃO DE TERMOPARES 
14 – Como escolher os componentes em uma placa de perfil 
Tabela do documento (PCS) da Sierra onde especifica-se quais os componentes devem ser 
monitorados no perfil de temperatura da refusão. 
44 
PARTE 3: COLOCAÇÃO DE TERMOPARES 
15 – Método de colocação dos termopares 
Existem 03 principais métodos de fixação das juntas de termopares em placas de circuito impresso: 
 
1. Solda de Alta Temperatura 
2. Fita de Aluminium 
3. Fita Kapton 
E o Adesivo de SMT (Loctite Vermelho)? 
O adesivo de SMT pode ser utilizado apenas para fixação do fio do termopar, porém ainda sim não é 
recomendável, pois dificulta a troca do termopar. 
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PARTE 3: COLOCAÇÃO DE TERMOPARES15 – Método de colocação dos termopares 
Solda de Alta Temperatura 
Este método é o mais confiável, repetitivo e o mais recomendado para a fixação de termopares. 
Infelizmente requer um investimento considerável, pois necessita um consumível diferente, ferro de solda 
específico e bons conhecimentos para se fazer a soldagem. 
Pode ser utilizado apenas para a fixação de termopares em juntas de solda, em corpos de componentes não. 
Outro ponto negativo é o fato de os termopares não poderem ser reutilizados em outras placas. 
46 
PARTE 3: COLOCAÇÃO DE TERMOPARES 
15 – Método de colocação dos termopares 
Fita de Alumínio 
Possui uma boa condutividade térmica, semelhante à solda de alta 
temperatura, embora seja um pouco menos repetitivo. 
Razoavelmente fácil e simples de ser utilizada para fixar os termopares. 
O termopar pode ser reutilizado em outras placas. 
Não é possível de se utilizar em processos de aquecimento 
por infrared devido à reflexão da fita de alumínio. 
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PARTE 3: COLOCAÇÃO DE TERMOPARES 
15 – Método de colocação dos termopares 
Fita Kapton 
Possui uma condutividade térmica relativamente boa. 
Além desse problema, pode necessitar ser trocada a cada perfil, ou pior pode se soltar durante o perfil, por 
não possuir uma adesão muito boa ao PCB em altas temperaturas. 
O método não é confiável nem repetitivo 
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PARTE 3: COLOCAÇÃO DE TERMOPARES 
15 – Método de colocação dos termopares 
Method Repeatability 
Difficulty 
* 
Thermocouple 
Re-use 
Peak Temp. 
Variance (°C) 
** 
Note Example of Materials 
High Temp. 
Solder 
> 5X 5 No 1.8 
Can sustain many 
reflow cycles. 
Kester, Alpha Sn10Pb90 wire 
Aluminum 
Tape 
2-3X 3 Yes 3.1 
May need to re-
attach after reflow. 
3M 439 
Kapton Tape 1X 1 Yes 4.6 
May need to re-
attach after reflow. 
Dupont Kapton 
Adhesive 1X 2 No 4.7 
Can sustain many 
reflow cycles. 
Loctite Tak Pak 382 or 7452 
* 1  Fácil / 5  Dificil 
** Média das diferenças entre cada rodada do mesmo perfil no forno de refusão. 
Segue abaixo uma tabela de comparação entre os métodos de fixação dos termopares e alguns 
parâmetros para avaliação da eficiência e qualidade do método. 
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PARTE 3: COLOCAÇÃO DE TERMOPARES 
15 – Método de colocação dos termopares 
Estes gráficos são o resumo de um estudo feito comparando os 4 métodos. 
O primeiro apresenta o estudo para temperatura de pico do perfil analisado. 
O segundo apresenta o estudo para o tempo de reflow do perfil analisado. 
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PARTE 3: COLOCAÇÃO DE TERMOPARES 
15 – Método de colocação dos termopares 
Colocação de termopares em balls do BGA – Método 1: 
1 - Utilizando uma dremel 
com uma broca de diâmetro 
adequado ao tamanho do 
pad, fazer um furo que 
atravesse desde o lado back 
do PCB até o lado TOP, para 
que toque o ball do BGA. 
2 – Coloque o termopar 
entrando pelo furo feito, no 
lado back do PCB. 
3 – Assegure que a junta 
termopar atingiu o lado top 
da placa. 
4 – Prenda o 
termopar com fita 
Kapto junto do PCB, 
no lado back. Não 
cubra a área sobre 
o furo feito. 
5 – Enrole o temopar e cubra seu conector 
com Fita Kapton. Em seguida passe a placa na 
linha para montar e solda o BGA sobre a 
junta do termopar. 
Recomenda-se ao final do processo 
inspecionar a placa no Raio-X para checar se 
a ponta do Termopar está devidamente 
posicionada dentro do Ball. 
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PARTE 3: COLOCAÇÃO DE TERMOPARES 
15 – Método de colocação dos termopares 
Colocação de termopares em balls do BGA – Método 2: 
1 – Pegue uma placa já 
montada e soldada (que 
passou pelo reflow). 
2 – Cuidadosamente fure a 
placa do lado BACK para o 
lado TOP tomando cuidado 
para não danificar o ball do 
BGA. 
3 – Insira o 
termopar do 
lado BACK para 
o lado TOP. 
4 – Prenda o 
termopar com fita 
Kapto junto do PCB, 
no lado back. Não 
cubra a área sobre 
o furo feito. 
Recomenda-se ao final do processo inspecionar a placa no Raio-X para checar se a ponta do Termopar 
está devidamente posicionada dentro do Ball. 
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PARTE 3: COLOCAÇÃO DE TERMOPARES 
15 – Método de colocação dos termopares 
Colocação de termopares em balls do BGA – Para ambos os métodos: 
Recomenda-se ao final do processo inspecionar a placa no Raio-X para checar se a ponta do Termopar 
está devidamente posicionada dentro do Ball. 
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PARTE 3: COLOCAÇÃO DE TERMOPARES 
16 – Roteamento e identificação dos termopares 
Os termopares devem ser roteados (alinhados e posicionados) de forma que quando necessário seja 
possível remover apenas um termopar ou identificá-lo individualmente. 
Eles deverão estar numerados de acordo com suas posições no KIC para serem facilmente identificados e 
trocados quando necessário . 
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PARTE 3: COLOCAÇÃO DE TERMOPARES 
16 – Roteamento e identificação dos termopares 
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PARTE 3: COLOCAÇÃO DE TERMOPARES 
16 – Roteamento e identificação dos termopares 
É de fundamental importância que no momento de traçar o perfil os termopares sejam nomeados no 
software também. 
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O QUE SABEMOS FAZER AGORA? 
 Analisar um perfil de temperatura com base em uma janela de processo. 
 Fazer uma placa de perfil seguindo boas práticas. 
 Traçar um perfil seguindo boas práticas. 
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DÚVIDAS?