Inovação: o futuro da montagem sem solda

A montagem sem solda é o que há de mais inovador atualmente no que diz respeito ao assunto. Se a transição para o uso de ligas lead-free (sem chumbo) foi um primeiro passo importante em direção ao futuro da montagem de PCBs, pensar em interconexões eletrônicas que não precisem de qualquer tipo de material, mesmo que pouco nocivo, é o que mais atrai aqueles que estudam e trabalham com montagem de placas eletrônicas.

A possibilidade de montar placas sem solda tem despertado interesse de desenvolvedores de produtos eletrônicos, em especial dos setores militar, aeroespacial, médico, automotivo e de eletrônicos portáteis, ou que tenha alto valor agregado. Isso porque em todos esses casos é necessário que o componente eletroeletrônico funcione com máxima precisão. Sabemos que a soldagem é um dos pontos críticos da montagem eletroeletrônica. Mesmo que bem feita, ela representa um momento de atenção, pois pode comprometer todo o funcionamento do equipamento no futuro.

Os métodos tradicionais de fixação de componentes utilizam o calor como meio de estabilização. O ponto crítico, portanto, está na possibilidade que há de que o calor desestabilize os outros componentes já fixados e comprometa a condução elétrica na placa. Existem maneiras de tornar esse processo bastante seguro e com índices de erros baixíssimos. Porém, se é possível a utilização de outro tipo de montagem totalmente isenta de calor, como é o caso da montagem sem solda, e reduzir esse risco a zero, melhor ainda.

Quando optar pela montagem sem solda?

Sempre que puder, mas principalmente quando o produto final exigir máxima precisão. Um equipamento eletrônico que não funciona no momento de uma cirurgia, por exemplo, pode ser fatal para o paciente. Um avião que apresenta pane em pleno voo pode causar uma grande catástrofe e assim por diante. Por isso, a montagem sem solda apresenta tantas vantagens e é natural que diversos projetos optem por ela.

Em produtos com alto valor agregado, a montagem sem solda é recomendada pelo alto custo da matéria prima. Nesses casos, mesmo que eleve o valor final do produto por tratar-se de um processo mais trabalhoso, acaba compensando por evitar o risco de perda de componentes de alto valor.

É importante lembrar que nem todas as CMs têm tecnologia adequada para esse processo. Pesquise bastante antes de escolher a sua parceira. Alguns dos métodos de montagem sem solda são mais utilizados que outros. Abaixo, separamos três:

Press Fit

A tecnologia press-fit usa a lógica de pinos ajustados de acordo com a pressão. Os componentes são fixados quando o pino é empurrado. Ao passar pela placa, ele se expande e fica com diâmetro maior do que o espaço pelo qual passou, por isso ocorre a fixação.

Assim como nos outros métodos de montagem sem solda, não existe aquecimento, o que garante total desempenho elétrico da placa. Entretanto, para total segurança no processo, é recomendado o uso de um fixture (gabarito) individual para cada PCB. Como faz uso da força, o ponto crítico desse tipo de montagem é o possível dano dos outros componentes pela ação mecânica do processo. Esse cuidado acaba elevando os custos da montagem, mas como estamos falando de qualidade máxima, é altamente recomendado.

Adesivo condutor

É utilizado em casos nos quais o componente é sensível ao calor. Não é amplamente adotado, no entanto, por possuir baixa eficiência de condução, o que é prejudicial quando o equipamento precisa de alta densidade de corrente. O adesivo é mais confiável quando se trata de tecnologia Very Fine Pitch nas interconexões.

Por que optar pela montagem sem solda?

Além da máxima precisão, há um importante fator relacionado à preservação do meio ambiente. Os resíduos industriais tendem a ser um problema irreversível se não forem tomadas as devidas providências. É por isso que têm surgido novas tecnologias para processos mais ecológicos e mais eficientes. O lead free e a montagem sem solda representam apenas uma etapa da montagem. Porém, cuidar dos resíduos gerados pela montagem é responsabilidade da indústria.

As tecnologias atuais, em geral, tentam substituir a solda, mas o ideal é repensar o processo como um todo. Uma das abordagens em estudo é um processo chamado Occam, no qual a sequência de criação de uma montagem eletrônica é reversa, começando com a colocação dos componentes e depois pela criação das interconexões. Tudo isso durante o processo de fabricação do circuito impresso.

Como esta abordagem não envolve a exposição dos componentes a temperaturas elevadas, as preocupações de sensibilidade à umidade (MSL) são descartadas. Este processo altera de forma significativa o processo de design da PCI, uma vez que não há necessidade de pads com dimensões avantajadas. O processo Occam oferece uma possibilidade para aumento da densidade do circuito e um potencial para redução do número de layers.

A escolha de uma CM que trabalhe com o processo ideal

Nem todas as fábricas possuem tecnologia para trabalhar com os mais diferentes tipos de montagem. O ideal é que, antes de realizar a parceria, sua empresa estude quais são as melhores alternativas para o produto específico. Em alguns casos, um tipo de montagem mais simples pode resolver de forma eficiente e mais barata a demanda. Já em outros, existe uma necessidade de procurar o que há de mais moderno e específico na área.

O importante é conhecer todas as opções para, na hora da escolha do parceiro, saber ao certo se ele é capaz de suprir as necessidades do produto que a sua empresa deseja lançar no mercado.

Outro ponto é que, ao optar pela parceria com uma CM especializada, além de toda a consultoria sobre as demandas do projeto, fica à cargo do contratado a destinação dos resíduos e a gestão ambiental do processo. É por isso que, ao realizar visitas técnicas, é interessante colocar no checklist itens relacionados ao cuidado com o meio ambiente e a destinação de resíduos.

Caso tenha interesse em conversar mais sobre o assunto, entre em contato!

Publicado originalmente em: 03/02/2015. Atualizado em: 15/03/2019.