UNIDAD 2COMPONENTES APLICABLES

TECNOLOGÍA DE MONTAJE EN SUPERFICIE

SMT

Los SMC (Surface Mounting Components) están disponibles para casi cualquier tipo de aplicación, tales como capacitores, resistencias, transistores, diodos, inductores, IC´s, y conectores. Sin embargo, debido a las restricciones físicas de tamaño impuestas por los procesos de montaje superficial, la gran mayoría de los SMC´s están diseñados para una disipación de potencia no mayor de 1 a 2 W.

Resistores chipUna resistencia chip es la más simple de los SMC´s.

Consiste en un cuerpo de substrato de cerámica rectangular con una terminación metalizada, usualmente paladio-plata en ambos extremos. Una gruesa capa de pasta resistiva basada generalmente en dióxido de rutenio (RuO2) se encuentre entre las terminales.

La película resistiva es cubierta entonces por una delgada capa de cristal de borosilicato como protector.

Una barrera de níquel es aplicada sobre las terminales de Pd-Ag para prevención de la pérdida de la plata. Y una delgada capa de pintura de soldadura de plata es aplicada sobre el níquel para preservar su solderabilidad.

Los tamaños más utilizados son el 1206 (0.120(L) x 0.060(A)-in) y 0805 son los tamaños dominantes, con una tendencia hacia el incremento en el uso del 0603. Actualmente el tamaño más pequeño disponible es el 0201, el cual ha encontrado uso en los dispositivos de ayuda a los sordomudos y en los teléfonos celulares.

Resistores de cara de electrodo metálico MELF (Metal electrode face resistors).

Son similares a los resistores cilíndricos excepto por los electrodos terminales. El proceso de manufactura es más barato que para los resistores chip, es por este motivo que son más ampliamente utilizados por la industria de SMT Asiática orientada a la electrónica de consumo. Más sin embargo, desde que presentan la desventaja de que ruedan por la tablilla durante el proceso de reflujo, su popularidad ha ido disminuyendo.

Capacitores chipEl capacitor de SMT chip más ampliamente utilizado

es el chip de cerámica multicapa también conocido como capacitor chip o capacitor cerámico. Consiste en múltiples capas de electrodos de metales preciosos separados por capas de dieléctrico cerámico.

Cada capa del electrodo se extiende desde una terminal hasta casi la otra terminal. Y cada par de electrodos vecinos forma una simple capa capacitiva.

La capacitancia requerida se obtiene apilando capas de estas. La construcción de las terminales es similar a aquellas de los resistores chip.

Los materiales dieléctricos comúnmente utilizados incluyen:

A)temperatura estable, baja capacitancia, primeramente compuestos de óxido de titanio (TiO2).

B)Temperatura semiestable, mediana capacitancia, medianamente compuesto de titanato de bario (BaTiO3) y otras clases de aditivos ferroeléctricos.

C)Propósito general, los menos térmicamente estables y de materiales de alta capacitancia.

Inductores chipLos inductores chip emplean un núcleo de material

de ferrita envuelto alrededor, ya sea vertical u horizontalmente por un fino alambre de cobre pintado con poliuretano.

El chip se encuentra normalmente cubierto por una resina epóxica para facilitar el manejo automatizado.

Semiconductores discretosLos semiconductores discretos de montaje

superficial, tales como diodos o transistores, a menudo utilizan tipos similares de encapsulados. Típicamente el SOT-23 y el SOT-143 son utilizados por los diodos simples de baja potencia y el diodo dual respectivamente. El SOT-89 es empleado por dispositivos de alta intensidad de corriente.

En éstos la terminal central se extiende sobre el fondo del encapsulado para ayudar a disipar el calor.

Circuitos integradosLos circuitos integrados de montaje superficial IC´s

vienen en una gran diversidad de encapsulados, algunos de los tipos más comúnmente utilizados son:

Small-outline integrated circuit (SOIC), el thin small-outline package (TSOP), plastic leaded chip carrier (PLCC),

Leadless ceramic chip carrier (LCCC), quad flat pack (QFP), y el más recientemente introducido ball grid array (BGA).

Las terminales ala de gaviota es la configuración de terminales más popular. Particularmente en el caso de las aplicaciones de pitch fino y ultrafino. Sin embargo estas terminales también son susceptibles a dañarse tales como doblaje o barrido en el

manejo. El diseño de terminales J ofrece mejor

maniobrabilidad. Pero esta ventaja es sobrepasada por la dificultad

en el retrabajo, inspección y formación de terminales.

Las terminales “Butt” son más fáciles de fabricar que ambos diseños: las de “alas de gaviota” y las “J”.

No son tan populares como las terminales de alas de gaviota debido a su controversial desempeño en la confiabilidad de la soldadura de su juntura.

En los encapsuldos con diseño “sin terminales” la confiabilidad de las terminales ha menudo representa problemas.

Debido principalmente a los diferentes coeficientes térmicos de expansión de los encapsulados y a los materiales de la tablilla. Como añadidura la limpieza de los residuos de flux en las áreas por debajo de los componentes

también es cuestionable debido a la colocación de los encapsulados.

En las terminales BGA de alto punto de fusión de la soldadura por debajo del encapsulado plástico es soldado a la tablilla PCB a través de soldadura de pasta.

TendenciasLa tecnología de montaje de superficie cambia

rápidamente. De cualquier modo esta tendencia puede ser identificada adecuadamente por la industria, por medio de información disponible para las empresas, por Internet, cursos y revistas de esta tecnología, que se distribuyen a la industria de ensamble de esta clase de componentes.

Nomenclatura de los chips planos.Los componentes planos son de cerámica y los más

comunes son los capacitores y las resistencias.El tamaño del chip plano es identificado por un

código de cuatro dígitos.En los estados Unidos se usa el código de los

cuatro dígitos que se mide en pulgadas. Fuera de Estados Unidos el código se puede encontrar en milímetros o en pulgadas. Esto podría causar confusión por lo que es importante verificar en qué código se está utilizando ya sea métrico o en pulgadas.

Por ejemplo:Si en los primeros dos dígitos el código es 12 entonces

la longitud del chip plano es 0.12 pulgadas, pero si el código es métrico sería igual a 1.2 mm.

El espesor (T) del componente no se encuentra incluido en los cuatro dígitos del código, para obtener el espesor se debe de buscar la información con el proveedor que lo manufactura ya que el espesor en las resistencias es constante; pero en los capacitores es variable de acuerdo al proveedor que lo fabrica, la capacitancia que tiene el componente, la temperatura de operación, por lo que es necesario hacer ajustes en las máquinas al momento de colocar un componente nuevo debido al espesor variable del componente.

Código de tamaño Tamaño aproximado Largo x Ancho (L x W)

Pulgadas Métrico Pulgadas (in) Métrico(mm)

0402 1005 .04 x .02 1.0 x .5 mm

0504 1210 .05 x .04 1.2 x 1

0603 1508 .06 x .03 1.5 x .08

0805 2012 .08 x .05 2 x 1.2

1005 2512 .1 x .05 2.5 x 1.2

1206 3216 .12 x .06 3.2 x 1.6

1210 3225 .12 x .10 3.2 x 2.5

1812 4532 .18 x .12 4.5 x 3.2

2225 5664 .22 x .25 5.6 x 6.4

“Flat chips” (chips planos) Que son usualmente capacitores y resistencias.