| ŋPor qué
SMD?: La evolución de los encapsulados de
componentes electrónicos y su marcada tendencia a la
miniaturización está ligada tanto a cuestiones técnicas
como al gusto de los consumidores, ávidos por obtener
sistemas cada día más compactos, livianos y portátiles,
sin que esto vaya en detrimento de la funcionalidad y la
alta performance. |
Los nuevos desarrollos de ICīs
demandan gran cantidad de terminales lo cual en
encapsulados THT resultaría extremadamente grande,
imagínese por ejemplo un IC convencional con 232
terminales, bueno, con un encapsulado QFP esto solo
ocuparía unos 40x40mm en su placa de circuito. |
El menor tamaño y las conexiones
más cortas benefician también a las aplicaciones en alta
frecuencia así como ayudan a una mayor robustez mecánica
del conjunto. |
Tipos de terminales:
Las formas de terminales o pines más habituales están
representadas en las siguientes figuras: |
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De estos formatos de pines
los de extremo metalizados son usados en chips de
resistores y capacitores cerámicos, los de ala de
gaviota (Gull Wing) y los de forma de "J" (J shaped) son
los más usados en ICīs.
Los terminales de pin doblado (strand) se usan en
capacitores de tantalio mientras que los de forma de
cuña (wedge shaped) y los de forma de "I" (I shaped) no
han alcanzado importancia en la práctica. |
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ŋQué es el
PITCH?: El "pitch" no es más que la
dimensión del "paso" en que se hallan distribuidos los
terminales o pines de un IC entre sí.
No es el espacio que queda entre un
pin y otro, sino la distancia entre centro y centro de
pines.
Se habla de "pitch" para
pasos iguales o mayores a 0,8mm y de "fine pitch" para
los menores de 0,8mm.
El último "fine pitch" conocido es de 0,12mm, pero
convengamos en que se torna inmanejable a la hora de
mantener baja la tasa de error en un proceso seriado de
fabricación. Esta complicación dió lugar a nuevas formas
y diferente distribución de pines, tal el caso del Ball
Grid Array, CSP, Flip-Chip, etc. |
Tipos de componentes SMD (Surface
Mount Device): La siguiente tabla muestra
la denominación comercial de las formas de encapsulado
SMD más conocidas y utilizadas: |
| Compontes SMD |
Pasivos |
Flat Chipīs
Melf |
Capacitores
de tantalio |
TANTA,
TANTB,
TANTC,
TANTD |
| Transitores |
SOT |
| Circuitos
Integrados |
SOJ, SOIC,
TSOP,
PLCC, QFP,
BGA | |
Pavisos: Los componentes pasivos como resistores y capacitores tienen forma de paralelepípedo y se los conoce como CHIP o FLAT CHIP. Sus extremos metalizados y estañados constituyen los terminales de conexión. |
La denominación comercial se refiere a ellos por su largo y ancho como p.ej. 0805, lo que de modo codificado significa 0,08 x 0,05 de pulgada, por lo que si realizan los cálculos podrán ver las dimensiones más usadas en la siguiente tabla. La altura puede variar según el fabricante y no es crítica para el proceso de fabricación. |
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Existen
componentes pasivos de forma cilíndrica, conocidos como
MELF y sus variantes maxi, mini y
micro-MELF. Al igual que los anteriores sus terminales
de conexión consisten en extremos metalizados y
estañados. En este formato suelen encontrarse resistores
y diodos recibiendo estos últimos el nombre de
SOD.
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| MELF Resistores y Diodos |
Códigos |
Micro-MELF
|
Mini-MELF
|
MELF
|
Maxi-MELF
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| Largo |
2,0 |
3,5 |
3,6 |
5,9 |
| Diámetro |
1,2 |
1,4 |
2,0 |
2,2 |
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Capacitores de
tantalio: Si bien sus encapsulados son conocidos como TANTA, B, C y D su largo y ancho codificados como explicamos anteriormente serían 3216, 3528, 6032 y 7343 respectivamente. |
Son típicos de estos componentes sus terminales de pin doblado, consistentes en una lámina que sale de cada extremo y simplemente se halla doblada hacia abajo del encapsulado. |
Transistores:
Su sigla SOT significa
Small Outline
Transistor y generalmente el cuerpo es de plástico o cerámica. |
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Como se ve en la figura llevan pines tipo Gull Wing o "ala de gaviota" y si bien usualmente son transistores pueden contener diodos, tiristores, etc. |
Circuitos integrados: Están agrupados por familia según lleven pines gull wing o "J" y por si llevan terminales en dos de sus lados o en sus cuatro lados. Cada familia a su vez posee algunas variantes. |
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A fin de poder ubicar mayor
cantidad de pines en menor superficie de encapsulado es
que aparecen los llamados PLCC
(Plastic Leaded
Chip Carrier),
teniendo estos terminales del tipo "J"
en sus cuatro lados y los QFP
(Quad Flat
Pack) con terminales tipo Gull
Wing en sus cuatro lados. |
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Por último, y ante la necesidad de incrementar el número de entradas/salidas de los nuevos diseños de ICīs, sin que esto volviera extremadamente grandes a los ICīs o con pitch demasiado finos, es que aparece el BGA o Ball Grid Array el cual posee sus pines de soldadura en forma de bolas de estaño-plomo ubicadas en la superficie inferior del IC. Al distribuir así los pines contando con toda la superficie del IC se elimina la complicación de pitch demasiado finos, pero la soldadura deja de estar visible por quedar debajo del IC. |
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Existen nuevas tecnologías llamadas FLIP-CHIP, CSP (Chip Scale Package) y COB (Chip On Board) pero dejaremos esto para otra ocasión. |
Formas de
suministro: Ya tenemos un panorama de los tipos de encapsulados más comunes usados actualmente, pero nos falta tratar acerca de cómo vienen suministrados los mismos. |
Basicamente las formas de suministro pueden ser, dependiendo del encapsulado, en cinta (tape & reel), en varillas (tubes o magazine), en planchas (tray o waffle pack) o a granel (Bulk Case). |
Las cintas "tape&reel" se clasifican por su ancho en 8, 12, 16, 24, 32 y 44 milímetros. Son de material plástico aunque las de 8 y 12mm pueden ser de papel. Las figuras ilustran una cinta con las cavidades para alojar los SMD y un rollo donde se puede ver la cinta cobertora que mantiene el SMD en su lugar hasta el momento de su utilización. Estas cintas también se las conoce como "blister". |
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Las varillas suelen tener el perfil del componente que contienen de modo que estos puedan correr por su interior sin girar, conservando así el orden en que han sido cargadas por polaridad o número de pin. |
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Las planchas o trays son de material plástico antiestático y tienen alojamientos distribuidos en foma matricial para contener los componentes. |
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Bulk Case o provisión a granel consiste en un contenedor plástico hermético que posee una salida adaptable a las máquinas que se encargarán de tomar y colocar los componentes. Se recomienda para grandes producciones por menor costo. |
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Cada una de las formas de suministro descriptas debe cumplir con determinadas medidas y tolerancias preestablecidas, ya que al momento de usar los materiales serán introducidas en máquinas que, si bien pueden ser de diferentes fabricantes, poseen herramientas llamadas alimentadores que dentro de esas medidas y tolerancias prepararán los componentes para ser tomados y colocados en las placas de circuito en forma automática. |
La siguiente tabla detalla las posibles formas de suministro de los componentes por parte del fabricante dependiendo del tipo de encapsulado. |
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CHIP |
MELF |
SOT |
SOJ |
SOIC |
TSOP |
PLCC |
QFP |
| Tape &
Reel |
SI |
SI |
SI |
SI |
SI |
NO |
SI |
SI |
| Varilla |
NO |
NO |
NO |
SI |
SI |
SI |
SI |
NO |
| Tray |
NO |
NO |
NO |
SI |
SI |
SI |
SI |
SI |
| Bulk Case |
SI |
SI |
NO |
NO |
NO |
NO |
NO |
NO | |
Consideraciones ESD y
DryPack |
Al igual que algunos componentes
THT los SMD también pueden ser sensibles a las cargas
electrostáticas. La sigla ESD significa
Electrostatic
Sensitive Device (componente sensible a la electrostática) y viene indicada convenientemente en el embalaje. Esto indica que debemos manipularlos con las normas antiestáticas que se recomiendan para estos casos. |
Asimismo existen componentes cuyo
materiale de encapsulado poseen propiedades
higroscópicas, es decir que absorben humedad. Estos son
suministrados en bolsas herméticas llamadas
Dry-Pack y contienen en su interior algún material disecante que acompaña a los componentes hasta su utilización para evitar la presencia de humedad durante el almacenamiento. Si no se respetan las recomendaciones exponiendo los componentes a fuentes de humedad puede suceder que llegado el momento de la soldadura la humedad absorbida forme vapor y provoque fisuras en el encapsulado, lo cual será causa de falla eléctrica a corto o largo plazo. |
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