Dr. Ronald C. Lasky: Ed Briggs, da Indium Corporation, teve a grande ideia de escrever um artigo sobre as muitas aplicações das pré-formas de solda. Ele pediu-me para editar e rever o artigo; o título era The Versatile Preform.
Uma pré-forma é uma peça de solda com uma grande variedade de formas. Muitas vezes, as pré-formas são revestidas com fluxo de solda ou têm fluxo no centro do metal. As pré-formas formadas com um fluxo no centro são normalmente designadas por "flux-cored". No entanto, as pré-formas são fornecidas em seis famílias de solda: gálio, bismuto, índio, estanho, chumbo e ouro. Existem mais de 200 ligas diferentes que podem ser moldadas em pré-formas.
Devo esclarecer que as pastas de solda são profundamente importantes, uma vez que são o material fundamental na montagem eletrónica de superfície. No entanto, a sua própria natureza cria alguns desafios. O fluxo da pasta de solda tem de ser suficientemente ativo para remover óxidos durante o processo de refluxo e, no entanto, não afetar o pó de solda enquanto a pasta estiver armazenada. Uma vez que a pasta de solda tem cerca de 50% de fluxo em volume, o fluxo reveste todas as partículas de pó de solda, tornando o armazenamento da pasta a longo prazo um desafio.
O prazo de validade desta pasta é medido em meses. Uma vez que as pré-formas são sólidas, há muito menos área de superfície da liga de solda para interagir com a pequena quantidade de fluxo da pré-forma durante o armazenamento. O prazo de validade das pré-formas é quase infinito. Existe uma grande variedade de temperaturas para as pré-formas. A pasta de solda à base de estanho, como a pasta de estanho-chumbo e a pasta sem chumbo, tem uma faixa de fusão na faixa de 183 a 229°C. Com as 6 famílias de ligas para pré-formas, o intervalo vai de 8°C a 1.064°C.
Algumas das aplicações a temperaturas mais elevadas incluem a fixação de circuitos integrados de silício utilizando a norma J-STD-020, que requer uma liga de solda que funde entre 260 e 265°C. Algumas das aplicações a temperaturas mais elevadas incluem a fixação de circuitos integrados de silício utilizando a norma J-STD-020, que requer uma liga de solda que funde entre 260 e 265°C. Existem várias pré-formas à base de chumbo que fundem nesta gama de temperaturas. Da mesma forma, existem várias ligas à base de ouro que são utilizadas nesta gama de temperaturas para radiofrequência e selagem hermética.
Existem várias aplicações de pré-formas na montagem SMT. Muitas placas de circuitos electrónicos têm componentes de montagem em superfície e de passagem. Normalmente, seria de esperar que a montagem em superfície e a soldadura por onda fossem necessárias na linha de montagem para montar uma placa de circuitos deste tipo. No entanto, a impressão de pasta de solda sobre os orifícios de passagem pode muitas vezes permitir apenas a montagem em superfície. Este processo é muitas vezes designado por "pin-in-paste", uma vez que os orifícios de passagem são literalmente colocados dentro e através do depósito de pasta de solda nos orifícios de passagem, mas, como nos lembramos, a pasta de solda é cerca de 50% em volume de fluxo. Por conseguinte, quando a pasta de solda é refluída, as juntas de solda dos orifícios de passagem ficam frequentemente sem solda e com um excesso de fluxo.
Esta é uma secção transversal de uma placa de circuito montada com pinos e pasta. Note a falta de solda e o excesso de fluxo. As pré-formas de solda são a solução. Ao colocar uma pré-forma no depósito de solda, a situação de falta de solda é eliminada. As pré-formas têm normalmente a forma de um componente passivo, como uma resistência 0603. São embaladas em fita e bobina e colocadas por uma máquina de colocação de componentes no depósito de solda. As juntas de solda resultantes são, normalmente, quase perfeitas.
Muitos dos novos designs de telemóveis altamente densos dificultam frequentemente a impressão de pasta de solda suficiente para formar uma junta de solda eficaz para ligar as blindagens eléctricas ao bloco da placa de circuitos impressos. Nesses casos, a blindagem não desempenhará as suas funções de proteção electromagnética e contra descargas electrostáticas.
As pré-formas de solda são frequentemente utilizadas em tais condições de falta de solda. Este processo é designado por Solder Fortification®. As pré-formas são colocadas por uma máquina de colocação de componentes. Mais informações sobre Solder Fortification® podem ser encontradas num artigo de Carol Gowans e colegas intitulado Applications of Solder Fortification® with Preforms. Este tópico poderia ser discutido durante todo o dia. Existem muitas outras aplicações em solda a laser, indução e robótica.
Para obter mais informações sobre a utilização de pré-formas para os desafios do processo de soldadura, visite o nosso sítio Web em www.indium.com.
A leitura do artigo de Ed para a SMTAI 2016 ajudará a responder a perguntas que possa ter, mas o mais importante é contactar o grupo de serviços técnicos da Indium Corporation para obter respostas às suas perguntas sobre pré-formas. E, como sempre, pode enviar-me um e-mail para [email protected].
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