Soldadura por Refluxo vs Soldadura por Onda: Uma comparação abrangente

15 de agosto de 2025

No intrincado mundo do fabrico de produtos electrónicos, as tecnologias de soldadura serve como base a montagem fiável de placas de circuitos. Entre os métodos mais proeminentes estão a soldadura por refluxo e a soldadura por onda, cada uma com mecanismos, aplicações e caraterísticas de desempenho distintos. Para os fabricantes e engenheiros, compreender as diferenças entre estes dois processos é essencial para otimizar a qualidade, a eficiência e a rentabilidade da produção. Este guia analisa as suas principais distinções, ajudando-o a determinar qual a tecnologia que melhor se adequa às suas necessidades específicas de fabrico.

Índice

1. princípios fundamentais de funcionamento

a. Como funciona a soldadura por refluxo:

A soldadura por refluxo funciona segundo um princípio de ativação térmica, especificamente concebido para tecnologia de montagem em superfície (SMT). O processo começa com a aplicação de pasta de solda - uma mistura homogénea de minúsculas partículas de liga de solda e fluxo - nas almofadas de solda da placa de circuito impresso, utilizando um processo de impressão em estêncil.

Uma vez aplicada a pasta de solda, os componentes de montagem em superfície (SMD) são colocados com precisão nas suas almofadas correspondentes, quer manualmente quer através de máquinas automáticas de recolha e colocação. A placa de circuito impresso carregada entra então num forno de refluxo, onde é submetida a um perfil de temperatura cuidadosamente controlado:

Fase de pré-aquecimento: Aumenta gradualmente a temperatura para evaporar os solventes da pasta de solda e ativar o fluxo, que remove as camadas de óxido das superfícies metálicas.
Fase de refluxo: Atinge o ponto de fusão da liga de solda (tipicamente 217-225°C para formulações sem lead), fazendo com que a pasta se liquefaça e forme fortes ligações metalúrgicas entre os componentes e as placas de PCB.
Fase de arrefecimento: Arrefece rapidamente a placa para solidificar a solda, criando juntas duráveis e condutoras de eletricidade.

Todo o processo depende de uma gestão térmica precisa para garantir um aquecimento uniforme em toda a placa de circuito impresso, evitando danos nos componentes e defeitos de soldadura.

b.Como funciona a soldadura por onda:

A soldadura por onda, pelo contrário, é um processo de soldadura em massa destinado principalmente a componentes de tecnologia de orifícios passantes (THT). O processo começa com a aplicação de fluxo no lado inferior da placa de circuito impresso, através de métodos de pulverização, espuma ou imersão, para evitar a oxidação durante a soldadura.

Após a aplicação do fluxo, a placa de circuito impresso entra numa zona de pré-aquecimento para ativar o fluxo e minimizar o choque térmico quando entra em contacto com a solda fundida. A fase chave consiste em passar a placa de circuito impresso sobre uma onda contínua de solda fundida (mantida a 250-270°C para ligas sem lead) gerada por um sistema de bomba.

À medida que a placa de circuito impresso se desloca sobre a onda, a solda derretida sobe através dos orifícios de passagem, formando filetes à volta dos componentes lead e criando juntas de solda fiáveis. O excesso de solda é drenado à medida que a placa sai da onda, e a solda solidifica à medida que a PCB arrefece, completando o processo.

As variações modernas, como a soldadura por onda selectiva, visam áreas específicas da placa de circuito impresso, permitindo uma aplicação mais precisa e a compatibilidade com placas de tecnologias mistas que contêm componentes de passagem e de montagem em superfície.

2. compatibilidade de componentes

a. Componentes ideais para a soldadura por refluxo:

A soldadura por refluxo é excelente com os devices (SMDs) de montagem em superfície que assentam diretamente na superfície da PCB sem a penetrar. Estes incluem:

Pequenos componentes passivos: resistências, condensadores, indutores
Circuitos integrados (ICs) em vários pacotes: QFP (Quad Flat Pack), BGA (Ball Grid Array), CSP (Chip Scale Package)
Conectores e interruptores SMD com terminais de montagem em superfície
Pacotes de LEDs e pequenos sensores

A sua precisão torna-a indispensável para a eletrónica miniaturizada com componentes de passo fino (distâncias de passo tão pequenas como 0,3 mm), em que a soldadura por onda tradicional teria dificuldades com a precisão.

b. Componentes ideais para a soldadura por onda:

A soldadura por onda é optimizada para componentes de orifício passante, que apresentam leads que passam através de orifícios perfurados na PCB. As aplicações típicas incluem:

Conectores de alimentação e blocos de terminais
Condensadores electrolíticos com leads longos
ICs DIP (Dual In-line Package)
Relés, transformadores e outros componentes volumosos
Fusíveis e conectores que exigem elevada resistência mecânica

Estes componentes beneficiam das juntas robustas e mecanicamente sólidas formadas pela soldadura por onda, que proporcionam uma força de tração superior em comparação com muitas juntas de montagem em superfície. A soldadura por onda tradicional é menos adequada para SMDs de passo fino, que podem ser danificados pela exposição à onda de solda fundida.

3. controlo e precisão do processo

a. Factores de controlo da soldadura por refluxo
A soldadura por refluxo requer um controlo meticuloso de múltiplas variáveis para garantir resultados de qualidade:

Deposição de pasta de solda: A precisão da impressão do estêncil tem um impacto direto na qualidade da junta, com factores como a espessura do estêncil, o tamanho da abertura e a pressão de impressão a exigirem uma calibração precisa.
Perfil de temperatura: As zonas do forno devem ser cuidadosamente ajustadas para corresponder aos requisitos da pasta de solda, com taxas de aquecimento normalmente limitadas a 2-3°C por segundo para evitar danos nos componentes.
Colocação de componentes: O desalinhamento de apenas 0,1 mm pode causar defeitos de soldadura em componentes de passo fino, necessitando de equipamento de recolha e colocação de alta precisão.

Os fornos de refluxo avançados possuem controlo de temperatura em circuito fechado e atmosferas de azoto para reduzir a oxidação, permitindo resultados consistentes mesmo para PCB de alta densidade com milhares de juntas de soldadura.

b. Factores de controlo da soldadura por onda
A qualidade da soldadura por onda depende de diferentes parâmetros críticos:

Cobertura do fluxo: A aplicação uniforme é essencial para evitar a oxidação; um fluxo insuficiente leads para secar as juntas, enquanto o excesso de fluxo pode causar contaminação.
Parâmetros da onda: A altura, a velocidade e a temperatura da onda devem ser optimizadas para o design da placa de circuito impresso - uma onda demasiado alta provoca a formação de pontes entre leads adjacentes, enquanto um tempo de contacto insuficiente resulta em juntas frias.
Velocidade do transportador: Normalmente definida entre 0,5-1,5 metros por minuto, a velocidade determina o tempo de contacto da solda (normalmente 2-4 segundos) e deve ser adaptada à complexidade da placa.

Sistemas de soldadura por onda selectiva aumentam a precisão através da utilização de bicos programáveis para visar áreas específicas, permitindo a aplicação controlada de solda mesmo em PCBs com componentes sensíveis.

4. perfis de defeitos e controlo de qualidade

a. Defeitos comuns da soldadura por refluxo
Os processos de refluxo são susceptíveis a defeitos específicos relacionados com a gestão térmica e o manuseamento de materiais:

Tombamento: Pequenos componentes (especialmente resistências e condensadores) ficam de pé devido a uma aplicação desigual da pasta de solda ou a um aquecimento desigual.
Bolas de solda: Pequenas esferas de solda na superfície da PCB, causadas por excesso de pasta, alinhamento incorreto do stencil ou pré-aquecimento insuficiente.
Humedecimento insuficiente: Má aderência entre a solda e as almofadas, frequentemente resultante de camadas de óxido não removidas pelo fluxo.
Ponte: Solda que liga almofadas adjacentes, particularmente problemática em CIs de passo fino.

Estes defeitos são geridos através de um controlo rigoroso do processo, incluindo sistemas de inspeção da pasta de solda e monitorização da temperatura em tempo real.

b. Defeitos comuns de soldadura por onda
Os defeitos da soldadura por onda estão normalmente relacionados com o fluxo de solda e o manuseamento da placa:

Ponte: Excesso de solda que liga orifícios de passagem adjacentes, exigindo reparação manual.
Juntas frias: Juntas granulares sem brilho, com fraca condutividade eléctrica, causadas por calor insuficiente ou ativação de fluxo.
Saltos de solda: Juntas em falta devido a orifícios bloqueados, fluxo inadequado ou mau contacto de onda.
Inclusões de escória: Partículas de solda oxidadas presas nas juntas, enfraquecendo-as e causando problemas de fiabilidade.

As máquinas de soldadura por onda modernas atenuam estes problemas com caraterísticas como a inertização por nitrogénio, sistemas de fluxo melhorados e tecnologias de perfil de onda.

5.Cenários de aplicação

a. Melhores utilizações para a soldadura por refluxo
A soldadura por refluxo é a tecnologia de eleição em:

Eletrónica de consumo: smartphones, tablets, wearables e computadores portáteis com componentes SMD de alta densidade.
Telecomunicações: Equipamento 5G, routers e devices de rede com CIs complexos.
Eletrónica automóvel: Sistemas avançados de assistência ao condutor (ADAS) e sistemas de infoentretenimento com componentes miniaturizados.
Dispositivos médicos devices: Monitores portáteis e equipamento de diagnóstico que requerem conjuntos fiáveis e compactos.

b.Melhores utilizações para a soldadura por onda
A soldadura por onda é excelente em aplicações que incluem:

Controlos industriais: Accionamentos de motores, fontes de alimentação e painéis de controlo com componentes robustos através de orifícios.
Eletrónica automóvel: Módulos de distribuição de energia e conectores de sensores que requerem juntas robustas.
Aeroespacial e defesa: Sistemas de alta fiabilidade com componentes de orifício para maior resistência à vibração.
Electrodomésticos: Placas de controlo para produtos de linha branca com uma mistura de conectores de passagem e componentes discretos.

6.Conclusão: Escolher a tecnologia correta

A decisão entre soldadura por refluxo e soldadura por onda depende principalmente dos tipos de componentes, do volume de produção e da complexidade da placa:

Escolher soldadura por refluxo para PCBs de alta densidade, dominadas por SMD, que exigem precisão de passo fino.
Escolher soldadura por onda para componentes com orifícios de passagem e placas de tecnologia mista em que as juntas mecânicas robustas são fundamentais.

Muitas linhas de fabrico modernas utilizam ambas as tecnologias, recorrendo ao refluxo para os componentes de montagem em superfície e à soldadura por onda (frequentemente sistemas selectivos) para os elementos de passagem. Esta abordagem híbrida aproveita os pontos fortes de cada processo, garantindo resultados óptimos para montagens electrónicas complexas.