Aprenda a usar a Solda em Pasta e Soprador Térmico Soldando um ESP32

Introdução

A soldagem de componentes eletrônicos é uma etapa essencial na montagem de circuitos, e utilizar solda em pasta com um soprador térmico é uma das técnicas mais eficientes para soldar componentes SMD (montagem em superfície) com CI, resitores, capacitores, etc. Neste tutorial, você aprenderá o passo a passo para soldar um módulo ESP32, desde a preparação até a limpeza final. Essa abordagem é ideal para garantir conexões precisas e confiáveis, especialmente em projetos mais compactos que utilizam componentes SMD.

O que é Solda em Pasta?

A solda em pasta é um material essencial na soldagem de componentes SMD. Ela é composta por uma mistura de pequenas bolinhas de solda (geralmente uma liga de estanho, chumbo, ou estanho-prata-cobre) com um fluxo de solda. Essa combinação permite que a solda em pasta seja aplicada diretamente nos pads da PCB e quando aquecida derrete fundindo com os terminais dos componentes, criando conexões elétricas e mecânicas confiáveis.

A solda em pasta geralmente é composta por estanho (Sn), chumbo (Pb) ou ligas livres de chumbo, como estanho-prata-cobre (SAC). O fluxo de solda da pasta serve como agente que remove os óxidos ou qualquer sujeira das superfícies metálicas, melhora a aderência da solda e reduz tensões superficiais.

Tipos de Solda em Pasta

1. Com chumbo: Contém uma liga de estanho e chumbo (Sn-Pb), geralmente na proporção 63/37. É mais fácil de trabalhar devido à sua temperatura de fusão mais baixa (Aproximadamente de 183 °C).
2. Sem chumbo: Utiliza ligas livres de chumbo, como SAC305 (96,5% Estanho, 3% Prata, 0,5% Cobre), para atender a regulamentações ambientais. Sua temperatura de fusão é mais alta (Aproximadamente de 217 °C).
3. No-clean: Não requer limpeza após a soldagem, pois deixa resíduos mínimos de fluxo.
4. Base aquosa: Requer limpeza com água para remover os resíduos de fluxo.

Geralmente a solda em pasta veem em dois tipos de embalagens, potinhos e seringa:

Solda em pasta no Potinho

Solda em pasta na seringa

A escolha do tipo de solda em pasta depende da aplicação, das exigências ambientais e das preferências do usuário.

Materiais Necessários

Antes de começarmos, certifique-se de ter os seguintes materiais e ferramentas:

• Chip ESP32-WROOM-32D.
• Placa de circuito impresso (PCB) compatível.
• Solda em pasta.
• Soprador térmico ou estação de ar quente.
• Pinça Metal Antiestática Reta ESD-11.
• Álcool isopropílico (99%) para limpeza.
• Escova Hikari HK-212.
• Malha dessoldadora
• Papel toalha ou pano limpo.

Etapa 1: Preparação

Limpeza da PCB

Antes de iniciar a soldagem, limpe a PCB com álcool isopropílico para remover sujeiras, poeira e óleos que possam prejudicar a adesão da solda em pasta. Utilize também uma escova ou pincel antiestático para ajudar a remover as impurezas.

Aplicação da Solda em Pasta

Existem dois modos de aplicar a solda em pasta, uma é o modo manual e o outro é com o auxilio de estêncil. Vamos aprender do modo manual.

Aplique a solda com o auxilio de uma espátula ou utilizando o próprio aplicador que vende junto a solda, o aplicado é semelhante a uma seringa. A camada de solda deve ser fina e uniforme.

Nesse tutorial vamos utilizar a solda do tipo seringa:

Posicionamento do Módulo ESP32

Com a ajuda de uma pinça antiestática, alinhe o módulo ESP32 sobre os pads da PCB. Certifique-se de que todos os pinos estejam corretamente alinhados com as trilhas.

Vídeo demonstrando todos os passos citados:

Etapa 2: Soldagem com o Soprador Térmico

Configuração da Estação de Solda ou Soprador Térmico

• Ajuste a temperatura do soprador entre 250 °C e 350 °C.
• Configure o fluxo de ar para um nível moderado entre 4 e 7, evitando deslocar os componentes.
• Utilize o bico médio do soprador.

Aquecimento da Solda

• Ligue o soprador térmico e comece a aquecer a região dos pads em movimentos suaves, circulares e uniformes.
• Observe atentamente o comportamento da solda em pasta. Ela deve derreter e formar conexões sólidas entre os pinos do ESP32 e os pads da PCB.

Cuidados Durante o Processo

• Não mantenha o soprador térmico muito próximo para evitar superaquecimento.
• Certifique-se de que o módulo ESP32 não se desloque durante o aquecimento.

Etapa 3: Verificação e Ajustes

Inspeção Visual

Depois que a solda esfriar, inspecione as conexões visualmente para garantir que não haja solda fria ou pontes de solda entre os pinos. Você pode utilizar um multímetro na função de continuidade para verificar se não há curto e se todas as conexões estão funcionando.

Correções

Caso identifique problemas, use um ferro de solda com malha dessoldadora para corrigir conexões inadequadas ou excessos de solda.

Vídeo demonstrando como remover pontes de solda com a malha dessoldadora e como testar se não há curto entre os pads soldados:

Etapa 4: Limpeza Pós-Soldagem

Remoção de Resíduos

Após soldar e aguardar um tempinho para a placa esfriar aplique álcool isopropílico na região soldada e utilize uma escova antiestática para remover qualquer resíduo de fluxo ou solda em excesso. Para finalizar utilize papel toalha ou um pano limpo para secar a PCB. Certifique-se de que a superfície esteja limpa e brilhante.

Dicas e Considerações Finais

Erros Comuns

• Aplicar solda em pasta em excesso, evite aplica muita solda, aplique apenas uma fina camada nos pads.
• Usar uma temperatura muito alta no soprador térmico, certifique que o soprador esteja na temperatura correta.
• Deixar o módulo desalinhado durante o aquecimento, Não utilize o soprador com vendo forte deixe na velocidade moderada e utilize uma pinça para segurar o componente que irá soldar.

Vantagens da Técnica

• Precisão na soldagem de componentes SMD.
• Redução de erros em relação ao uso de ferro de solda convencional.

Sugestões Adicionais

Essa técnica também pode ser usada para soldar outros componentes SMD, como reguladores de tensão, conversores e sensores.

Resultado e Demonstração

O resultado do projeto você pode conferir no vídeo abaixo. No vídeo é mostrado o momento da soldagem do ESP32, no decorrer do vídeo podemos observar a solda derretendo e se fundindo com os pads.

Conclusão

Neste projeto, aprendemos como realizar a soldagem de um módulo ESP32 com solda em pasta e soprador térmico, essa técnica é bastante usada pela sua facilidade e precisão. Com o que aprendemos aqui podemos soldar outros tipos de componentes SMD e até CI mais complexos com isso, você está pronto para aplicar essa técnica em seus projetos eletrônicos.

Se tiver alguma dúvida ou experiência para compartilhar, deixe seu comentário abaixo!

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Que a força esteja com você!

NÃO ENTREM EM PÂNICO!

Até mais!

Sobre o Autor

Saulo Aislan Graduando em Tecnologia em Telemática pelo IFPB – Campus de Campina Grande – PB. Tenho experiência com os microcontroladores da família Arduino, ESP8266, ESP32, STM32 e microprocessador Raspberry Pi. Tenho projetos na áreas de IoTs voltada para a indústria 4.0, agroindústria e indústria aeroespacial civil utilizando LoRa, Bluetooth, ZigBee e Wi-Fi. Atualmente estudando e desenvolvendo em FreeRTOS para sistemas em tempo real com ESP32 e LoRaWan para Smart City e compartilhando alguns projetos no blog da Eletrogate.