Tutorial de Solda e Dessolda para Eletrônica

Em Eletrônica se utiliza ferros de solda de potência reduzida, já que geralmente se trata de trabalhos delicados. O ferro de solda deve permitir aos usuários a solda com estanho da união de dois ou mais conectores, ou condutores com elementos do equipamento, geralmente a solda interliga o terminal de um componente eletrônico a ilha de cobre da placa de circuito impresso. Devido ao seu emprego freqüente, o ferro de solda deve apresentar, entre outras características, grande segurança de manuseio e durabilidade.

A principal especificação de um ferro de solda é a sua potência em Watts, que está relacionada com o tempo que ele leva para aquecer e a temperatura máxima atingida pelo aparelho. Os ferros de solda mais utilizados em eletrônica têm potência entre 20W e 60W, sendo que os de 20W a 30W são perfeitos para soldar semicondutores (diodos, transistores, circuitos integrados) e os de 45W e 60W são utilizados para trabalhos mais pesados, como soldagem de transformadores, flybacks e resistores de potência. Para quem está iniciando não precisa mais do que um ferro de solda de 30W, que realizará todos os trabalhos, tanto com semicondutores quanto com transformadores, perfeitamente. Para linhas de montagem o indicado é a separação dos ferros de solda para cada tipo de trabalho. Quem está soldando transformadores usará um ferro de solda mais potente e quem solda semicondutores utiliza-se de ferro de solda de menor potência.

Devemos destacar também que existem ferros de solda para as mais diversas tensões, sendo muito comuns no Brasil os de 110V para uso em regiões residenciais ou comerciais e 220V para uso em áreas industriais. Entretanto são fabricados ferros de solda que se utilizam de tensões de 12V e 24V, que fazem parte de uma estação de solda, onde a temperatura do dispositivo pode ser controlada.

Tipos de ferro de solda

Este é um ferro de solda tipo lápis, clássico, de 40W. Seu aquecimento é permanente e possui uma alta inércia térmica. Tanto no momento do trabalho de solda como nas pausas do trabalho, o ferro de solda permanece conectado na tomada. É adequado para trabalhos repetitivos e numerosos. Embora a potência do ferro de solda não seja a recomendada, a ponta deste ferro de solda é perfeita para trabalhar com dispositivos semicondutores. A ponteira do ferro de solda pode ser trocada, podendo-se utilizar a mais adequada para o tipo de serviço a ser realizado.

Para saber quais ponteiras o ferro de solda suporta, basta consultar a documentação do fabricante. Para o modelo acima temos as seguintes ponteiras:

Observe acima que também existe a resistência do ferro de solda, que também pode ser substituída. Neste modelo o código da resistência é SR-963H.

Como podemos observar no link do distribuidor abaixo, ferros de solda de 20, 25 e 30 W podem atingir temperaturas de 429ºC, 482ºC e 521ºC respectivamente e ferros de solda de 40, 50 e 60 W podem atingir temperaturas de 510ºC, 566ºC e 610ºC respectivamente.

http://www.americanbeautytools.com/products.php?cat=dandyirons

A pistola de solda, vista acima, é um tipo de ferro de solda que aquece a ponteira quase instantaneamente quando apertamos um botão que ela tem em forma de gatilho. Também tem uma pequena lâmpada para iluminar o local onde está sendo feita a soldagem. Este ferro é indicado para soldas mais pesadas, ou seja, componentes grandes com terminais mais grossos. Normalmente não é empregado na solda de componentes eletrônicos, pois sua ponta não é suficientemente fina e precisa.

Acima temos uma estação de solda. Como mencionado no início deste tutorial, o ferro de solda utilizado na estação é do tipo lápis e trabalha com tensões entre 24V e 12V. A estação se conecta à rede elétrica normalmente e funciona com tensões entre 110V e 220V. O modelo acima tem as seguintes características:

Tensão: 110/120V CA ou 220/240 V CA
Potência: 48W
Gama de temperatura ajustável: 150ºC~450ºC
Tensão de operação do ferro de solda: 24V CA

Nota-se também que há uma variedade de pontas que podem ser utilizadas no ferro de solda da estação.

A temperatura da estação pode ser regulada entre 150ºC a 450ºC, permitindo que você trabalhe na temperatura recomendada pelo fabricante. Abaixo apresentamos um trecho do datasheet do circuito integrado CD4014, onde encontramos a temperatura máxima de solda do componente:

Conforme podemos observar a temperatura máxima de soldagem é de 260ºC, durante 10 segundos. Deve-se atentar que esta é a temperatura máxima. O ideal é que se trabalhe abaixo desta temperatura. Então, definida a temperatura de soldagem, é fácil de operar a estação, basta ajustar o potenciômetro da estação para a temperatura desejada.

Feitas estas considerações, no mais, o trabalho de soldagem com a estação de solda é muito semelhante ao do ferro de solda tipo lápis, comum, que iremos abordar a seguir.

O Estanho

Na realidade, o termo "estanho" é empregado inapropriadamente, porque não se trata apenas de estanho, e sim de uma mistura deste metal com o chumbo, geralmente numa proporção de 60% de estanho para 40% de chumbo, que é a mistura mais indicada para o trabalho de solda em eletrônica.

Para que ocorra uma boa solda, além do ferro de solda e do estanho, é necessário uma substância adicional, chamada pasta de solda, cuja missão é de facilitar a distribuição uniforme do estanho sobre as superfícies a unir e evitando, ao mesmo tempo, a oxidação produzida pela temperatura elevado do ferro de solda. A composição desta pasta é a base de colofônia (normalmente chamada "resina") que está contida no estanho em cavidades, numa proporção de 2~2,5%.

Acima vemos um pedaço de estanho com três cavidades onde se encontra a resina e um rolo típico de estanho, de 500 gr.

Existem diversas marcas de solda para eletrônica. Uma marca de solda é considerada de boa qualidade quando, ao se fazer uma soldagem com um ferro de solda limpo e estanhado, esta soldagem fica brilhante. Se ficar opaca (cinza) a solda não é de boa qualidade. As soldas de boa qualidade encontradas no Brasil são "Best", "Cobix", "Cast".

O estanho pode ser obtido em diâmetros que variam de 0,75 mm a 1,5 mm, como pode ser verificado pelo site de um dos fabricantes:

http://www.castmetais.com.br/produtos.html

O estanho de menor diâmetro facilita o trabalho em superfícies com ilhas pequenas. Na prática cada usuário vai poder definir com que diâmetro de estanho prefere trabalhar para fazer a soldagem.

O Trabalho de Soldagem

Basicamente o ato de soldar consiste em unir as partes a serem soldadas, de maneira que se toquem, e que o terminal do dispositivo esteja firmemente encaixado na ilha da placa de circuito impresso, e cubrir a ilha e o terminal com uma gota de estanho fundido que, uma vez esfriado, constituirá uma verdadeira junção.

Antes de iniciar uma solda deve-se assegurar de que:

• A ponta do ferro de solda esteja limpa, para isso pode-se usar uma esponja levemente umedecida, mas não encharcada. Nunca raspe a ponta com uma lima ou objeto similar, já que se pode danificar a cobertura de cromo que tem a ponta do ferro de solda (esta cobertura proporciona uma maior vida a ponta).
• As peças a soldar devem estar totalmente limpas e, se possível, pré-estanhadas. Para isso se utilizará lixas muito finas ou uma lima pequena.
• Deve-se utilizar um ferro de solda de potência adequada. Em eletrônica, o melhor é usar ferros de solda entre 15~30w, como já foi comentado, pois os componentes do circuito podem danificar-se caso seja aplicado calor excessivo.

Vamos ver uma simulação de solda, com o que ocorre por parte do operador e o que se sucede com as partes a soldar. Isto nos ajudará a conhecer e entender os diferentes passos de uma solda, que logo, com a experiência, se tornará automático, sem pensar. Os passos são estes:

Operador	Solda
Assegura-se de que as áreas a soldar estejam bem limpas, sem graxa nem poeira. Para as placas de circuito impresso se pode utilizar uma borracha para apagar caneta esferográfica, tal como visto aqui. Se trata-se de ilhas de cobre, se pode raspar com uma tesoura ou um estilete para limpar a ilha. Foto: © Alan Winstanley 1997
Limpar a ponta do ferro de solda de vez em quando. Para isso esfregaremos suavemente a ponta em uma esponja, como a do suporte da figura. Alternativamente podemos raspar a ponta com uma escova de arames suave, como as que vêm inclusas no suporte. Foto: © Alan Winstanley 1997
Aproximar os elementos a unir até que se toquem. Se for necessário, utilize alicates para segurar bem as partes. Aplicar o ferro de solda nas partes a soldar, de forma que se aqueçam ambas as partes. Levar em conta que os alicates e pinças absorvem parte do calor do ferro de solda.
As peças começam a esquentar até que alcançam a temperatura do ferro de solda. Se a ponta está limpa, isto pode ocorrer em menos de 3 segundos. Este tempo dependerá de se usa alicate e da massa das peças aquecidas. Foto: © Alan Winstanley 1997
Sem tirar o ferro de solda, aplicar o estanho (uns poucos milímetros) na região a ser soldada, evitando tocar diretamente na ponta. Quando a região a ser soldada for grande, pode-se mover o ponto de aplicação do estanho pela região para ajudar a distribuí-lo. Foto: © Alan Winstanley 1997
A resina de estanho, ao tocar as superfícies aquecidas, alcança o estado semilíquido e sai das cavidades, distribuindo-se por toda a superfície a ser soldada. Isto facilita que o estanho fundido cubra as zonas a soldar.
O estanho fundido termina de distribuir-se por toda a superfície aquecida.
Retire o ferro de solda. Deixe que a solda se esfrie naturalmente. Isto leva alguns segundos. O metal fundido se solidifica, a solda está finalizada, com aspecto brilhante e com boa resistência mecânica.

Como acontece com a maioria das coisas, com a prática chega-se a perfeição.

Processo de Dessolda

Para dessoldar há vários métodos, vamos nos concentrar nos métodos que se baseiam na sucção do estanho. Vamos descrever os dessoldadores e os sulgadores de solda.

O Dessoldador com Pera (como é conhecido na espanha)

Ao lado vemos um soldador tipo lápis sem ponta. No lugar da ponta se coloca o acessório que se vê debaixo e já temos um dessoldador, que recebe o nome de dessoldador de pera nos países de lingua hispânica e ferro de dessolda a vácuo em inglês. No Brasil não é comum encontrar este aparelho. Como se pode observar, o acessório tem uma ponta, um depósito onde se armazena o estanho absorvido, uma haste para adaptá-lo ao soldador e uma pera de goma que serve para fazer o vácuo que absorverá o estanho.

Aqui vemos em detalhe a ponta e o depósito do acessório para dessoldar. Esta se aquece da mesma maneira que a ponta normal.

O modo de proceder com o ferro de dessolda com pera é o seguinte:

• Pressionar a pera com o dedo
• Aproximar a ponta da região onde se deseja extrair o estanho
• Se a ponta está limpa, o estanho da região derreterá em poucos segundos. Neste momento solte a pera para que o vácuo produzido absorva o estanho até o depósito
• Precione a pera algumas vezes, direcionando a ponta para um papel ou para o suporte para esvaziar o depósito. Tenha precaução, já que o estanho sai a 300ºC.

Estes quatro passos podem ser repetidos se for necessário.

Esta ferramenta é simples de utilizar. Ocupa as duas mãos do operador, mas obtem-se maior precisão na aproximação do componente a ser dessoldado do que com o sugador de solda, que iremos abordar a seguir.

Sugador de Solda

Esta ferramenta a vácuo é uma bomba de sucção que consta de um cilindro que tem em seu interior um embolo acionado por uma mola. Tem uma ponta de plástico, que suporta perfeitamente as temperaturas utilizadas. O corpo principal (depósito) pode ser de alumínio. Para maneja-lo devemos carrega-lo, vencendo a força da mola, e, no momento desejado, apertarmos o botão que libera a mola e produz o vácuo na ponta da ferramenta.

Esta ferramenta serve para absorver o estanho, que estaremos fundindo simultaneamente com a ponta do ferro de solda. O modo de proceder é o seguinte:

Carrega-se o sugador. Para isso precionamos o botão de carga, vencendo a força da mola. Aplica-se a ponta do ferro de solda na região de onde se quer extrair o estanho. Se a ponta do ferro de solda está limpa, o estanho se derreterá em poucos segundos. Assegure-se de que o sugador esteja limpo. Foto: © Alan Winstanley 1997
Neste momento, sem retirar o ferro de solda, aproxime a ponta do sugador a região e precione o botão de acionamento. O sugador disparará o embolo interno , produzindo um vácuo na ponta e absorvendo o estanho para o depósito. Foto: © Alan Winstanley 1997
Se for necessário, repita este último passo, carregando previamente o sugador. Concluído, retire o ferro de solda e o sugador. Na foto vemos o resultado da dessolda. Se após o processo ainda houver algum estanho prendendo o componente que queremos retirar, então será necessário repetir o processo. Foto: © Alan Winstanley 1997

Este dispositivo tem um depósito suficientemente grande, que dispensa esvazia-lo cada vez que se usa, como ocorre com o dessoldador de pera. Para limpá-lo, geralmente tem que desmonta-lo desenroscando suas partes.

É a ferramenta mais utilizada pelos técnicos em eletrônica do Brasil para a dessolda de componentes, tem um preço bastante atraente, a única desvantagem é a necessidade de trabalhar com as duas mãos. Há um dessoldador, que dispensa o trabalho com as duas mãos. É o que mostraremos a seguir.

Ferro de Dessolda a Vácuo

Este aparelho é muito semelhante ao sugador comum. Entretanto, possui a vantagem de aquecer-se e, com isto, dispensar o uso do ferro de solda no trabalho de dessolda. O operador irá necessitar de apenas uma mão para encaixá-lo na região a ser dessoldada, ficando a outra mão livre para remover o componente, por isto mesmo, é considerada por nós como uma ferramenta muito prática. Com este aparelho o tempo que você leva para remover um componente será reduzido drasticamente.

Como todos os outros dispositivos, tanto de solda como de dessolda, a ponta se desgasta e pode ser substituída, assim como a resistência.

Para finalizar o assunto dessolda, indico aos leitores deste tutorial o artigo Desoldering Pump versus Desoldering Iron, onde o autor faz a comparação entre o sugador de solda e o ferro de dessolda com pera, e chega na conclusão lógica de que o ferro de dessolda é bem superior ao sugador. Inclusive o sugador pode danificar o componente a ser retirado, devido a forte pressão criada pelo seu mecanismo com mola. Já o ferro de dessolda com pera tem uma sucção menos forte, que pode ser controlada com a mão durante o trabalho, o que o torna mais eficiente.

Fontes de Pesquisa

http://mx.geocities.com/diet203eq5c/soldadura.html

http://www.epemag.wimborne.co.uk/solderfaq.htm

http://www.burgoseletronica.net/pistoladesolda.htm

Marcelo Teixeira

Novembro/2006