Tecnologia de Montagem em Superfície (SMT): Tipos, Benefícios e Disponibilidade de Componentes

A Tecnologia de Montagem em Superfície (SMT) é bastante similar à tecnologia Through-hole em função; porém, superior em desempenho elétrico. Componentes eletrônicos nem sempre estão disponíveis para SMT, mas isso resolve-se com montagem mista surface mount.

Disponibilidade de CMCs (Componentes de Montagem em Superfície):

Uso de componentes, configurações de terminais e tipos de encapsulamento não é simples; particularmente em SMT, é complexo pela gama de requisitos. Ex: devem suportar alta temperatura, serem corretamente posicionados e soldados. Muitos padrões de componentes, alguns sem padrão. Disponibilidade, custo, qualidade variam. Campo SMT evolui constantemente para resolver questões de padronização, economia e técnica.

Dois tipos básicos: componentes ativos e passivos de montagem em superfície.

Componentes Passivos de Montagem em Superfície (CMCs):

Componentes que não fornecem ganho de potência ao circuito. Uso mais simples em SMT. Formatos geralmente retangulares ou cilíndricos. Resistores e capacitores SMD vêm em vários tamanhos de encapsulamento (case sizes) para diversas aplicações.

1: Resistores Discretos de Montagem em Superfície: Dois tipos principais: filme espesso (thick film) e filme fino (thin film).

• Resistores de filme espesso: filme resistivo depositado por serigrafia em superfície plana de alumina. Valor de resistência obtido pela variação da composição da pasta antes/depois da serigrafia + corte a laser do filme.
• Resistores de filme fino: elemento resistivo em base cerâmica com revestimento protetor. Terminais soldados nas laterais com camada de adesão no substrato cerâmico, subcamada de níquel e revestimento de solda. Níquel preserva soldabilidade.

Resistores em potências: 1/16, 1/10, 1/8, 1/4 W; resistência 1-100 MΩ; tamanhos (0402, 0603, 0805, 1206, 1210) e tolerâncias variadas.

2: Redes de Resistores SMD: Conhecidas como R-packs, substituição comum para série de resistores discretos (combinação de vários). Dimensões do corpo variam. Geralmente 16-20 pinos.

3: Capacitores Cerâmicos SMD: Capacitor de valor fixo com material cerâmico como dielétrico. Ideais para alta frequência e desacoplamento. Muito confiáveis — usados em automotivo, militar, aeroespacial.

4: Capacitores de Tântalo SMD: Dielétrico cerâmico ou tântalo. Maior eficiência e confiabilidade. Encapsulados em plástico têm terminais em vez de terminações, não requerem solda, sem preocupações de posicionamento. Capacitância 0.1-100 µF, tensão 4-50 V. Podem ser customizados.

5: Componentes Passivos Tubulares SMT: MELF (Metal Electrode Leadless Face) — dispositivo cilíndrico. Usado para resistores, capacitores, diodos. Extremidades metálicas para solda. Mais baratos, coloridos para identificação. Diodos: MLL41, MLL34. Resistores: 0805, 1206, 1406, 2309.

Componentes Ativos de Montagem em Superfície:

Duas categorias principais:

• Porta-Chips Cerâmicos Sem Terminais (LCCC): Sem terminais, mas terminações banhadas a ouro para operar em altas frequências. Distinguidos pelo pitch do encapsulamento: 50 mil, 40 mil, 25 mil, etc.
• Porta-Chips Cerâmicos Com Terminais: Formatos preleaded e postleaded. Preleaded: fabricante anexa terminais de liga de cobre ou Kovar. Postleaded: cliente anexa terminais às castelações dos LCCC.

1: Componentes Ativos SMT (encapsulamentos plásticos SMD): Encapsulamentos cerâmicos são caros; plásticos SMD são maioria (exceto militar). Menos chance de complicações como trinca entre encapsulamento e substrato.

2: SOT (Small Outline Transistors): Dispositivos de 3 ou 4 terminais. 3 terminais: SOT-23 (EIA TO-236) e SOT-89 (EIA TO-243). 4 terminais: SOT-143 (EIA TO-253). Usados para diodos e transistores.

3: SOP e SOIC (Small Outline Integrated Circuit): Para CIs maiores que não cabem em SOT. Terminais em centros de 0.050 polegadas, geralmente dois lados, formados para fora. Podem abrigar múltiplos SOTs. Duas larguras: 150 mils e 300 mils. <16 terminais = 150 mils; >16 = 300 mils.

4: PLCC (Plastic Leaded Chip Carriers): Alternativa mais barata a porta-chips cerâmicos. Terminais ajudam a prevenir trincas na solda absorvendo tensão. Podem absorver umidade e trincar — manuseio cuidadoso necessário.

5: SOJ (Small Outline J Packages): Híbrido de SOIC e PLCC combinando benefícios de ambos. Pinos apenas em dois lados (diferente de PLCC). Usados para DRAMs de alta densidade.

6: Encapsulamentos SMD de Passo Fino (Fine Pitch): Passo mais fino e maior número de terminais: QFP (Quad Flat Pack) e SQFP (Shrink Quad Flat Pack). Terminais mais finos e padrões de land design.

7: BGA (Ball Grid Array): Encapsulamento em array sem terminais. Duas categorias: cerâmico (CBGA/CCGA) e plástico (PBGA). Também TBGA (Tape BGA). Tamanhos 7-50mm, pinos 16-2400. Comuns: 200-500 pinos. BGAs geralmente têm maior rendimento — auto-alinhamento durante refluxo (especialmente PBGAs e CBGAs).