Aula 19 - Componentes eletrônicos SMD

Figura 01 - Montagem "PTH" e "SMD"

Os componentes eletrônicos, como resistores, capacitores, indutores, transistores e entre outros além de serem fabricado com a tecnologia PTH - Pin Through Hole - (“Pino pelo furo”) também são fabricados com a tecnologia SMD - Surface Mounted Device (“Dispositivo montado na superfície”). Na figura 01 temos o resistor "PTH" e o capacitor cerâmico "SMD".
Estamos acostumados a utilizar o metro como unidade de medida de comprimento, mas, quando se trata de alguns componentes SMD e da confecção de PCBs, a polegada passa a ser utilizada. Mais precisamente, no milésimo de polegada (mils) em alguns casos. Com isto, a nomenclatura de alguns componentes será baseada na medida em polegada, conforme veremos adiante.

Figura 02 - Resistor e capacitor "SMD"

Tanto os resistores, quanto os capacitores cerâmicos compartilham os mesmos encapsulamentos. Entretanto, cada um tem uma aparência diferente. O encapsulamento nada mais é do que um pequeno retângulo medindo menos de 1 milímetro em cada dimensão. Veja na figura 02, um exemplo de capacitor e de um resistor "SMD" e suas diferenças em relação aos encapsulamentos.

Pode haver diferentes encapsulamentos (mesmo formato, mas tamanhos diferentes) para resistores capacitores.

O nome do encapsulamento é formado por 4 dígitos (a maioria). Os dois primeiros informam o comprimento do componente em polegadas e os dois últimos informam a largura do componente também em polegada, a codificação do encapsulamento e mostrado na figura 03.

Figura 03 - Código de encapsulamento SMD

Por exemplo: um encapsulamento é o 1206. 12 indica que o comprimento do componente é de 0,12 polegadas (0,125 na realidade) e 06 indica que a largura é de 0,06 polegadas. O nome do encapsulamento pode aparecer em milímetros, mas a polegada é mais usual. Veja um comparativo de alguns dos encapsulamentos existentes na imagem abaixo.

Apesar da grande quantidade, existem alguns encapsulamentos mais comuns, como: 1206, 0805 e 0603. É a partir dos componentes eletrônicos de pequenas dimensões que os dispositivos complexos são capazes de ficarem tão compactos a ponto de caberem no seu bolso.





Valores de resistor e capacitor

Figura 04 - Resistor 390R.

Infelizmente, não é possível ler o valor de um capacitor cerâmico SMD, pois ele não vem com nada escrito. Portanto, só medindo com um capacímetro para identificar um capacitor SMD perdido.

Já no caso dos resistores, a regra para identificar o componente é parecida com as regras que vimos no PTH. O resistor vêm com uma indicação de 3 ou 4 dígitos, sendo que: os primeiros dígitos formam os dígitos do valor nominal; e o último dígito é o multiplicador (10^multiplicador). Vamos entender  com o exemplo da figura 04.

Interpretando o resistor acima, seu valor nominal é: 39 * 10^1. Ou seja, é um resistor de 390Ω.

Código de diodos e LED's

Figura 05 - Diodo M7.

Alguns diodos retificadores acabam tendo encapsulamentos em dimensões muito próximas das mostradas acima. Por exemplo, o diodo da figura 05 (M7) pode ser facilmente soldado em uma footprint de um componente 1206.

Entretanto, o diodo pode vir em alguns formatos diferentes. Um deles é o encapsulamento SOD (Small Outline Diode) e outro é o DO-214AC, como é o caso do diodo da imagem acima.

O diodo retificador SMD (M7) é compatível com o diodo 1N4007 que suporta a maior tensão reversa, por isso pode substituir todos os demais retificadores desta série, que são. 

• Corrente =1A, 
• Tensão Reversa = 1000V

A mesma questão de dimensionamento parecido acontece com os LEDs. Mas, normalmente, eles são informados utilizando a notação de milímetro. Veja alguns deles figura 06.

Figura 06 - Led 3528 e 1210.

O LED SMD é encapsulado em um chip com dimensões de 2,8 mm x 3,5 mm e é chamado de 3528 SMD.Também existe outros tamanhos como 2835SMD, 4014SMD, 5730SMD, etc.

Os LED SMD de tamanho grande, como o 5050 SMD, possui 3 chips de diodo, cada um com uma cor diferente encapsulada (por exemplo, vermelho, verde, azul). Assim, o 5050 SMD pode ser combinado para criar luzes coloridas.

Capacitor eletrolítico de alumínio e de tântalo

Figura 07 - Capacitor Eletrolítico

Além do capacitor cerâmico mostrado na figura 01, existem os capacitores de alumino e de tântalo que possuem diferentes encapsulamentos. Veja na figura 07 o formato do encapsulamento do capacitor eletrolítico.

O encapsulamento destes componentes não possui um nome definido. Na realidade, eles podem ser especificados por um letra que define suas dimensões. Entretanto, o capacitor de tântalo possui um encapsulamento bem parecido com o dos resistores e capacitores cerâmicos.

Além das letras, os capacitores eletrolíticos de alumínio podem ser especificados da seguinte forma: D4.0XH5.5. Onde o primeiro número (4.0) define o diâmetro do capacitor e o segundo (5.5) define a altura do mesmo. No capacitor eletrolítico há a indicação do polo negativo.

Veja na figura 08 o formato do encapsulamento do  capacitor de tântalo. 

Figura 08 - Capacitor de Tântalo

Os capacitores de tântalo podem ser especificados da mesma forma que os resistores e capacitores cerâmicos (comprimento x largura, mas em milímetros): 3216, 3528, 6032 e 7343. No capacitor de tântalo há a indicação do polo positivo.

Interpretando o capacitor de tântalo, seu valor nominal é: 10 * 10^7. Ou seja, é um capacitor de 100.000.000pF ou 100uF com 40 milésimo de polegada de largura por 31 milésimo de polegada de altura.

Transistores e CIs de poucos pinos

Figura 09 - Encapsulamento
de transistores.

Assim como no PTH, tanto os transistores quanto alguns circuitos integrados de poucos pinos, possuem o mesmo tipo de encapsulamento SMD. Este tipo de encapsulamento é chamado de SOT (Small Outline Transistor) e existem vários encapsulamentos SOT, como: SOT-23, SOT-89, SOT-143, SOT-223 etc… Veja alguns exemplos na tabela da figura 09.

Os encapsulamentos acima são bem comuns, o da esquerda é o SOT-23 e o da direita é o SOT-223.

Além dos transistores, estes encapsulamentos também são utilizados em diodos e reguladores de tensão. Alguns deles são mais adequados para dissipar potência, como é o caso do SOT-223 que possui uma maior área metálica para este objetivo.

Circuitos Integrados

Figura 10A - Encapsulamento
de circuitos integrados.

Os circuitos integrad os mais complexos podem vir nos seguintes formatos: SOIC (Small Outline Integrated Circuit) e SOP (Small Outline Package): Os dois encapsulamentos são bem parecidos, mudando apenas alguns espaçamentos.

São encapsulamentos que possuem duas fileiras de pinos paralelas. A quantidade de pinos é variável e ela define o nome do encapsulamento. Por exemplo, um CI de 16 pinos terá um encapsulamento SOIC-16 ou SOP-16.

QFP (Quad Flat Package)

Figura 10B - Encapsulamento
de circuitos integrados.

Possui 4 fileiras de pinos, uma em cada lado do CI. A quantidade de pinos é variável e ela define o nome do encapsulamento. Por exemplo, um CI de 80 pinos terá um encapsulamento QFP-80. Existem vários subtipos deste encapsulamento, como: TQFP, LQFP, BQFP, etc… 

Um muito comum de ser encontrado é o TQFP.

PLCC (Plastic Leaded Chip Carrier)

Possui 4 fileiras de pinos, uma em cada lado do CI. A diferença entre este e o QFP é que aqui os terminais ficam “dobrados”.

A quantidade de pinos é variável e ela define o nome do encapsulamento. Por exemplo, um CI de 68 pinos terá um encapsulamento PLCC-68.

LCC (Leadless Chip Carrier)

Figura 10C - Encapsulamento
de circuitos integrados.

Possui 4 fileiras de conexões, uma em cada lado do CI. Neste caso, os terminais são substituídos por conexões de cerâmica (superfícies de contato).

A quantidade de pinos é variável e ela define o nome do encapsulamento. Por exemplo, um CI de 68 pinos terá um encapsulamento LCC-68.

BGA (Ball Grid Array)

Figura 11 - Encapsulamento
BGA.

Possui todos os seus pinos na parte debaixo do CI. Os pinos são pequenas esferas dispostas em um certo arranjo (array). Este tipo de encapsulamento é muito utilizado em CIs de alta complexidade como os processadores, que é o caso do CI da figura 11.

© Direitos de autor. 2014: Gomes; Sinésio Raimundo. Última atualização: 10/03/2014.