Componentes e Pacotes SMT / SMD, Tamanhos, Dimensões, Detalhes
Os componentes SMT ou SMDs têm vários pacotes padronizados, incluindo 1206, 0805, 0603, 0403, 0201, SOT, SOIC, QFP, BGA, etc.
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Nosso tutorial sobre Tecnologia de Montagem em Superfície, SMT, inclui:
O que é SMT | Pacotes SMD | Pacote quad flat, QFP | Matriz de esfera, BGA | Plastic Leaded Chip Carrier, PLCC
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Dispositivos de montagem em superfície, SMDs ou componentes SMT vêm em uma variedade de pacotes. Como praticamente todos os eletrônicos produzidos em massa usam tecnologia de montagem em superfície: os componentes de montagem em superfície são de grande importância
Esses componentes de montagem em superfície vêm em uma variedade de pacotes, a maioria dos quais são padronizados para tornar a fabricação dos conjuntos de PCB usando equipamentos automatizados muito mais fácil.
Alguns dos componentes mais usados são resistores de montagem em superfície e capacitores de montagem em superfície. Esses resistores e capacitores SMD vêm em pequenos pacotes retangulares, alguns dos quais são absolutamente minúsculos.
Além disso, há uma variedade de pacotes SMT diferentes para circuitos integrados, dependendo do nível de interconectividade necessário, da tecnologia usada e de vários outros fatores.
Vários outros componentes estão disponíveis, alguns dos quais estão em pacotes padrão, mas outros, devido à sua própria natureza, precisam de pacotes especializados com contornos não padronizados.
Requisitos para manuseio de componentes de PCB
Quando os pacotes de montagem em superfície foram desenvolvidos, uma das considerações que foi dada foi a do manuseio de componentes. Como todo o objetivo da tecnologia de montagem em superfície era facilitar a montagem automatizada de PCB, as embalagens precisavam ser projetadas para que pudessem ser facilmente manipuladas em máquinas pick and place.
Os estilos de embalagem SMT foram desenvolvidos para fornecer fácil manuseio durante os estágios de remessa e estoque da cadeia de suprimentos e, em seguida, pelas máquinas pick and pale usadas para montagem de PCB.
Garantir que os componentes possam ser manuseados facilmente em todas as etapas, garante que os custos de fabricação sejam reduzidos e que a qualidade das PCBs montadas e do equipamento final seja a mais alta possível.
Freqüentemente, os menores componentes são mantidos soltos em uma tremonha e são alimentados por um tubo e retirados conforme necessário.
Componentes de montagem em superfície maiores, como resistores e capacitores, bem como muitos diodos e transistores de montagem em superfície, podem ser mantidos em uma fita em um carretel. A bobina consiste em uma fita dentro da qual os componentes são mantidos e uma segunda fita é presa frouxamente na parte traseira. À medida que a máquina usa componentes, a fita de retenção é puxada, expondo o próximo componente a ser usado.
Outros componentes, como ICs de montagem em superfície dupla em linha, podem ser mantidos em um tubo do qual podem ser removidos conforme necessário e, em seguida, sob a gravidade, o próximo desliza para baixo.
ICs muito grandes, possivelmente embalagens planas quádruplas, QFPs e transportadores de chips com chumbo de plástico, PLCCs podem ser mantidos no que é chamado de pacote de waffle que é colocado na máquina pick and place. Os componentes são sucessivamente removidos à medida que são necessários.
Padrões de pacote JEDEC SMT
Os padrões da indústria são usados para fornecer um alto grau de conformidade em toda a indústria. Assim, os tamanhos da maioria dos componentes SMT estão em conformidade com os padrões da indústria, como as especificações JEDEC.
A Associação de Tecnologia de Estado Sólido JEDEC é uma organização comercial de engenharia de semicondutores independente e órgão de padronização. A organização tem mais de 300 empresas membros, muitas das quais são algumas das maiores empresas de eletrônicos. Um aspecto disso são os pacotes de componentes de tecnologia de montagem em superfície.
Obviamente, diferentes pacotes SMT são usados para diferentes tipos de componentes, mas o fato de existirem padrões permite que atividades como o design de placas de circuito impresso sejam simplificadas, pois tamanhos e contornos de blocos padrão podem ser preparados e usados.
Além disso, o uso de embalagens de tamanho padrão simplifica a fabricação porque as máquinas pick and place podem usar alimentação padrão para os componentes SMT, simplificando consideravelmente o processo de fabricação e economizando custos.
Os diferentes pacotes SMT podem ser categorizados pelo tipo de componente e existem pacotes padrão para cada um.
Componentes retangulares passivos
Os dispositivos passivos de montagem em superfície são compostos principalmente de resistores SMD e capacitores SMD. Existem vários tamanhos padrão diferentes que foram reduzidos à medida que a tecnologia permitiu que componentes menores fossem fabricados e usados
Veremos que os nomes dos tamanhos dos dispositivos são derivados de suas medidas em polegadas.
| DETALHES DO PACOTE SMD PASSIVO COMUM | ||
|---|---|---|
| TIPO DE PACOTE SMD | DIMENSÕES MM | DIMENSÕES POLEGADAS |
| 2920 | 7,4 x 5,1 | 0,29 x 0,20 |
| 2725 | 6,9 x 6,3 | 0,27 x 0,25 |
| 2512 | 6,3 x 3,2 | 0,25 x 0,125 |
| 2010 | 5,0 x 2,5 | 0,20 x 0,10 |
| 1825 | 4,5 x 6,4 | 0,18 x 0,25 |
| 1812 | 4,6 x 3,0 | 0,18 x 0,125 |
| 1806 | 4,5 x 1,6 | 0,18 x 0,06 |
| 1210 | 3,2 x 2,5 | 0,125 x 0,10 |
| 1206 | 3,0 x 1,5 | 0,12 x 0,06 |
| 1008 | 2,5 x 2,0 | 0,10 x 0,08 |
| 0805 | 2,0 x 1,3 | 0,08 x 0,05 |
| 0603 | 1,5 x 0,8 | 0,06 x 0,03 |
| 0402 | 1,0 x 0,5 | 0,04 x 0,02 |
| 0201 | 0,6 x 0,3 | 0,02 x 0,01 |
| 01005 | 0,4 x 0,2 | 0,016 x 0,008 |
Desses tamanhos, os tamanhos 1812 e 1206 agora são usados apenas para componentes especializados ou que requerem maiores níveis de energia para serem dissipados e capacitores estão sendo usados cada vez mais.
Ao usar resistores de montagem em superfície, deve-se tomar cuidado para garantir que os níveis de dissipação de energia não sejam excedidos, pois os valores máximos são muito menores do que para a maioria dos resistores com chumbo
Observação sobre os capacitores de montagem em superfície:
Pequenos capacitores de montagem em superfície são usados aos bilhões em todas as formas de equipamentos eletrônicos produzidos em massa. Capacitores de montagem em superfície são normalmente pequenos cubóides retangulares, cujas dimensões são normalmente fabricadas de acordo com os tamanhos padrão da indústria. Os capacitores SMCD podem usar uma variedade de tecnologias, incluindo cerâmica multicamada, tântalo, eletrolítica e algumas outras variedades menos usadas.
Leia mais sobre capacitores de montagem em superfície.
Observação sobre os resistores de montagem em superfície:
A tecnologia de montagem em superfície oferece vantagens significativas para a produção em massa de equipamentos eletrônicos. Pequenos resistores de montagem em superfície são usados aos bilhões em todas as formas de equipamentos eletrônicos produzidos em massa. Os resistores são tipicamente dispositivos cubóides muito pequenos e normalmente são fabricados de acordo com os tamanhos padrão da indústria.
Leia mais sobre resistor de montagem em superfície.
Embora o uso principal para esses tamanhos de pacotes de componentes de montagem em superfície seja para resistores SMD e capacitores SMD, eles também são usados para alguns outros componentes. Em alguns casos, não é fisicamente possível adotar esses tamanhos padrão, mas alguns outros componentes os utilizam. Um exemplo são os indutores SMD. Naturalmente, é muito difícil para tamanhos muito pequenos, mas os indutores SMD estão disponíveis nos tamanhos 0805 e 0603.
Pacotes SMD de capacitores de tântalo
Como resultado da construção e requisitos diferentes para capacitores SMT de tântalo, existem alguns pacotes diferentes que são usados para eles. Estes estão em conformidade com as especificações da EIA.
| DETALHES COMUNS DO PACOTE DO CAPACITOR SMD TANATALUM | ||
|---|---|---|
| TIPO DE PACOTE SMD | DIMENSÕES MM | PADRÃO EIA |
| Tamanho A | 3,2 x 1,6 x 1,6 | EIA 3216-18 |
| Tamanho B | 3,5 x 2,8 x 1,9 | EIA 3528-21 |
| Tamanho C | 6,0 x 3,2 x 2,2 | EIA 6032-28 |
| Tamanho D | 7,3 x 4,3 x 2,4 | EIA 7343-31 |
| Tamanho E | 7,3 x 4,3 x 4,1 | EIA 7343-43 |
Outros componentes SMD passivos
Existem vários outros tipos de componentes que não são capazes de adotar os tamanhos de componentes de montagem em superfície padrão usados pela maioria dos resistores e capacitores SMD.
Versões de montagem em superfície de componentes como muitos tipos de indutores, transformadores, ressonadores de cristal de quartzo, osciladores de cristal com temperatura controlada TCXOs, filtros, ressonadores de cerâmica e similares podem exigir pacotes de estilos diferentes, geralmente maiores do que aqueles usados para resistores e capacitores de montagem em superfície .
É improvável que esses pacotes adotem os tamanhos de pacote de componentes de montagem em superfície padrão em vista da natureza única dos componentes.
Qualquer que seja o estilo de embalagem escolhido, ele deve ser capaz de se adequar aos processos automatizados de montagem de placas de circuito impresso e ser manuseado por uma máquina pick and place.
Pacotes de transistores e diodos
Os transistores e diodos SMD geralmente compartilham os mesmos tipos de encapsulamento. Enquanto os diodos têm apenas dois eletrodos, um pacote com três permite que a orientação seja selecionada corretamente.
Embora uma variedade de pacotes de transistores e diodos SMT esteja disponível, alguns dos mais populares são fornecidos na lista abaixo.
- SOT-23 – Transistor de contorno pequeno: O pacote SOT23 SMT é o contorno mais comum para transistores de montagem em superfície de sinal pequeno. O SOT23 tem três terminais para um diodo de transistor, mas pode ter mais pinos quando pode ser usado para pequenos circuitos integrados como amplificador operacional, etc. Mede 3 mm x 1,75 mm x 1,3 mm.
- SOT-223 – Transistor Pequeno: O pacote SOT223 é usado para dispositivos de maior potência, como transistores de montagem em superfície de maior potência ou outros dispositivos de montagem em superfície. É maior que o SOT-23 e mede 6,7 mm x 3,7 mm x 1,8 mm. Geralmente existem quatro terminais, um dos quais é uma grande almofada de transferência de calor. Isso permite que o calor seja transferido para a placa de circuito impresso.
Pacotes SMD de circuito integrado
Existem muitas formas de encapsulamento usadas para ICs de montagem em superfície. Embora haja uma grande variedade, cada um tem as áreas onde seu uso é particularmente aplicável.
- SOIC – Small Outline Integrated Circuit: Este pacote IC de montagem em superfície tem uma configuração dupla em linha e cabos de asa de gaivota com um espaçamento de pino de 1,27 mm
- SOP – Small Outline Package: Existem várias versões deste pacote SMD:
- TSOP – Thin Small Outline Package: Este pacote IC de montagem em superfície é mais fino que o SOIC e tem um espaçamento de pinos menor de 0,5 mm
- SSOP – Shrink Small Outline Package: Este pacote tem um espaçamento de pinos de 0,635 mm
- TSSOP – Pacote de Contorno Pequeno Contraído Fino:
- QSOP – Pacote Small Outline Quarter-size: Tem um espaçamento de pinos de 0,635 mm
- VSOP – Very Small Outline Package: é menor que o QSOP e tem espaçamento entre pinos de 0,4, 0,5 ou 0,65 mm.
- QFP- Pacote plano quádruplo: O QFP é o tipo genérico de pacote plano para ICs de montagem em superfície. Existem várias variantes conforme detalhado abaixo.
- LQFP – Quad Flat Pack de baixo perfil: Este pacote tem pinos em todos os quatro lados. O espaçamento dos pinos varia de acordo com o CI, mas a altura é de 1,4 mm.PQFP – Plastic Quad Flat Pack: Uma embalagem quadrada de plástico com número igual de pinos estilo asa de gaivota em cada lado. Normalmente espaçamento estreito e geralmente 44 ou mais pinos. Normalmente usado para circuitos VLSI.CQFP – Ceramic Quad Flat Pack: Uma versão em cerâmica do PQFP.TQFP – Thin Quad Flat Pack: Uma versão fina do PQFP.
Leia mais sobre . . . . QFP – Quad Flat Pack. - PLCC – Plastic Leaded Chip Carrier: Este tipo de embalagem é quadrada e utiliza pinos J-lead com espaçamento de 1,27 mm.
Leia mais sobre . . . . Porta-chips com chumbo de plástico PLCC. - BGA – Ball Grid Array: O pacote SMD do Ball Grid Array tem todas as suas almofadas de contato embaixo do pacote do dispositivo. Antes de soldar os pads aparecem como esferas de solda, dando origem ao nome.
Pacote SMB BGA mostrando a parte superior e inferiorA colocação dos contatos sob o dispositivo reduz a área necessária, mantendo o número de conexões disponíveis. Este formato também supera alguns dos problemas dos condutores muito finos necessários para as embalagens planas quádruplas e torna a embalagem fisicamente mais robusta. O espaçamento das esferas nos BGAs é normalmente de 1,27 mm.
Quando o pacote BGA foi introduzido pela primeira vez, havia dúvidas em muitos setores sobre a confiabilidade da soldagem dos pontos de contato sob o pacote, mas quando o processo de montagem do PCB está funcionando corretamente, não há problemas.
Leia mais sobre . . . . Matriz de grade de esferas, BGA.
Embora pareça haver muitos pacotes SMD diferentes, o fato de haver padrões reduz o número e é possível configurar pacotes de design de placa de circuito impresso para acomodá-los, juntamente com tamanhos de pad comprovados nas placas. Desta forma, as embalagens permitem a montagem de placas de circuito impresso de alta qualidade e a redução do número total de variáveis dentro de um projeto.
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