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• Jose Miguel

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Tipos de encapsulados SMD ¿Por qué SMD ?: La evolución de los encapsulados de componentes electrónicos y su marcada tendencia a la miniaturización est á ligada tanto a cuestiones t écnicas c omo al gusto de los consumidores, ávido s por obtener sistemas cada día m ás compactos, livianos y portátiles, sin qu e esto vaya en detr imento de la funcionalidad y la alt a performance. Los nuevos desarrollos de IC´s demandan gran c antidad de terminales lo cual en encapsulados THT resultar ía extremadamente gran de, im agínes e por ejem plo un IC convencional con 232 t erminales , bueno, con un encapsulado QFP esto solo ocu paría unos 40x40mm en su placa de circuito. El menor tamaño y las con exiones más cortas benef ician tam bién a las aplic acio nes en alta frecuencia así com o ayudan a una mayor robustez mecánica del conjunto. Tipos de terminales : Las formas de t erminales o pines más habituales están r epres entadas en las siguientes figuras:

De estos formatos de pines los de extremo met alizado s son usados en chips de r esistores y capac itores cerám icos, los de ala de gaviota (Gull Win g) y los de forma de "J" (J shaped) son los más usados en IC´s. Los terminales de pin doblado (strand) s e usan en capacitores de tantalio mient ras que los de forma de cuña (w edge s haped) y los de forma de "I" (I shaped) no han alc an zado importancia en la práctic a. ¿Qué es el PITCH? : El "pitch" no es m ás que la dimensión del "paso" en que se hallan distribuidos los t erminales o pines de un IC entre sí. No es el es pacio que queda entre un pin y otro, s ino la distancia entre centro y centro de pines . Se habla de "pitch " para pasos iguales o mayores a 0 ,8mm y de "f ine pitch " par a los menores de 0,8mm. El último "fine pitch" conocido es de 0 ,12mm, pero co nvengamos en que se torna inmanejable a la hora de mantener baja la t asa de err or en un proceso seriado de fabricac ión. Esta complic ac ión dió lugar a nuevas formas y dif erente distribució n de pin es, tal el caso del Ball Grid Array, CSP, Flip -Chip, etc . Tipos de componentes SMD (Surface Mount Device): La siguient e tabla mu estra la

denominación comercial de las formas de encapsulado SMD más conocidas y utilizadas: Flat Chip´s Melf

Pasivos

Compontes SMD

Capacitores de tantalio

TANTA , TANTB, TANTC , TANTD

Transitores

SOT

Circuitos Integrados

SOJ, SOIC, TSOP, PLCC, QFP, BGA

Pavisos: Los componentes pas ivos como resistores y capac itores tienen forma de paralelepípedo y s e los con oce como CHIP o FLAT CHIP. Sus extremos met aliz ados y estañados constituyen los t erminales de conexión. La denominación comercial se ref ier e a ellos por su largo y ancho como p.ej. 0805, lo que de modo codificado signif ica 0 ,08 x 0,05 de pulgada, por lo que si r ealizan los cálcu los podrán ver las dimens iones más us adas en la s iguiente tabla. La altura puede var iar s egún el fabricante y no es cr ítica para el proceso de fabricac ión.

Existen componentes pas ivos de forma c ilín drica, con ocidos como MELF y sus variantes maxi, mini y micro -MELF. A l igual que los anteriores s us terminales de conexión consisten en extremos metaliz ados y est añados. En est e formato suelen encontrarse res istores y diodos recibiendo estos últimos el nombre de SOD.

MELF Resistores y Diodos

Códigos

Micro-MELF

Mini- MELF

MELF

Maxi-MELF

Largo

2,0

3,5

3,6

5,9

Diámetro

1,2

1,4

2,0

2,2

Capacitores de tantalio : Si bien sus encapsulados s on conocidos como TANTA, B, C y D su largo y ancho codificados como explicamos anter iormente serían 3216, 3528, 603 2 y 7343 respectivam ente. Son típicos de estos componentes sus terminales de pin doblado , consistentes en una lámina que sale de cada extremo y simplem ente s e halla doblada hac ia abajo del encapsulado. Transistores : Su sigla SO T signific a Small Outline Transistor y generalmente el cuerpo es de plástico o cer ámica.

Como se ve en la figura llevan pines t ipo Gull Wing o "ala de gaviota" y si bien u sualmente son transistores pueden contener diodos, t iristores, etc. Cir cuitos integrados: Están agrupados por familia según lleven pin es gull w ing o "J " y por si llevan t erminales en dos de sus lados o en sus cuat ro lados. Cada f amilia a su vez posee algunas var iantes .

A fin de poder ubicar mayo r cantidad de pin es en men or superficie de encapsulado es qu e apar ecen los llamados PLCC (P lastic Leaded Chip Carrier), ten iendo estos terminales del tipo "J" en sus cuatro lados y los QFP (Quad Flat Pac k) con t erminales tipo Gull Wing en sus cuatro lados.

Por último, y ante la neces idad de incrementar el número de entradas/salidas de los nuevos diseños de IC´s, sin qu e es to volviera extremadament e gr andes a los IC´s o con pitch demasiado f inos, es qu e aparece el BGA o Ball Grid Array el cu al 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 superfic ie del IC se elimin a la complicación de pitch demasiado finos, per o la soldadura deja de estar visible por q uedar debajo del IC.

Existen nuevas tecnologías llamadas FLIP -CHIP, CSP (Chip Scale Package) y COB (Ch ip OnBoard) per o dejaremos esto para otra ocasión. Formas de suministro : Ya ten emos un panorama de los tipos de enc apsulados más comunes usados actualmen te, pero nos falta tratar ac erca de cómo vien en suministrados los mismos. Basicament e las formas de suministro pueden s er, dependiendo del encapsulado, en cinta (tape & r eel), en varillas (t ubes o magazin e), en plan chas (tray o waffle pack) o a granel (Bulk C ase). Las cintas "t ape&r eel" se clasific an por su ancho en 8, 12 , 16, 24, 32 y 44 milímetros. Son de m aterial plástico aunqu e las de 8 y 12mm pueden ser de papel. Las f iguras ilustran una cinta con las cavidades par a alojar los SMD y un rollo donde s e pu ede ver la cint a cobertora que mantiene el SMD en su lugar hasta el momento de su utilización . Estas cintas también se las conoce como "blister".

Las var illas suelen ten er el perfil del componente qu e contien en de modo qu e estos puedan correr por su interior sin girar, conservando as í el orden en que h an sido cargadas por polaridad o número de pin.

Las p lanchas o trays son de m aterial plástico ant iest ático y tienen alojam ientos distribuidos en foma matric ial para contener los componentes.

Bulk Case o provisión a gr anel consiste en un contenedor plástico h ermético que posee una salida adaptable a las máquinas que se encargarán de tomar y colocar los componentes. Se recomienda para grandes pro ducciones por menor costo.

Cada una de las formas de suministro descriptas debe cumplir con determin adas medidas y tolerancias preestablecidas , ya que al momento de usar los mat eriales serán introducidas en máquinas que, si bien pueden ser de dif er entes fabric antes, poseen herramientas llamadas

alim entadores que dentro de esas m edidas y toleranc ias prepararán los componentes para ser tomados y colocados en las placas de c ircuito en forma automática. La s iguiente t abla det alla las posibles formas de suministro de los componentes por parte del fabricante dependiendo del tipo de encapsulado. 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

Consid eracio nes ESD y D ryPack Al igu al que algunos componentes THT los SMD también pueden ser s ensibles a las car gas electrostáticas. La sigla ESD signific a Electrostatic Sensitive Devic e (componente sensible a la electrostática) y vien e in dicada convenientemente en el embalaje. Esto indic a que debemos manipu larlos con las normas antiestát icas que se recomien dan para est os casos. Asimismo exist en componentes cuyo mater iale de enc apsula do poseen propiedades higroscópicas, es decir qu e absorben humedad. Estos son suministrados en bols as herméticas llamadas Dry-Pack y contienen en su int erior algún mat erial dis ecan te qu e acompaña a los componentes hasta su utilización para evitar la pres en cia de humedad durante el almac enamiento. Si no se r espet an las reco mendaciones exponiendo los componentes a fuentes de humedad puede suc eder qu e llegado el momento de la soldadura la humedad absorbida forme vapor y provoque f isuras en el encapsu lado , lo c ual será c ausa de f alla eléctrica a corto o largo plazo .