Cap. 2.8. Os componentes: Capacitor SMD

Cap. 2.8. Os componentes: Capacitor SMD

15/08/2018

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  Este artigo é exclusivo para mostrar detalhes sobre os capacitores SMD! Eles são utilizados em smartphones, notebooks, featurephones, placas de TV, placas-mãe de desktop e vários outros aparelhos onde o espaço físico é limitado e deve ser adicionado centenas e centenas de componentes para que o sistema funcione. Neste artigo, muitas características sobre estes componentes eletrônicos.

 

  É válido lembrar que, o funcionamento dos capacitores SMD é similar ao dos outros tipos de capacitores, a única diferença é o encapsulamento destes componentes. Para quem não sabe, SMD significa Surface Mounting Device, que em bom português é "Dispositivo de Montagem em Superfície". Mas, por que "superfície"? Componentes SMD possuem apenas pequenos contatos ou pequenos pininhos para serem soldados diretamente nas extremidades das trilhas de cobre, o que reduz muito o tamanho do componente e o espaço ocupado por ele na placa de circuito. Componentes SMD também são chamados de "componentes discretos", devido a serem muito miúdos. Veja abaixo, um componente no formato comum, fácil de manusear:

  Na imagem acima, vários capacitores de tântalo em tamanho normal, com seus dois terminais longos e o corpo de epóxi bem grande, o que impossibilitaria sua implementação em smartphones, por exemplo.

 

Veja agora, capacitores SMD:

  Os capacitores da imagem acima, são feitos de cerâmica. Muitos não vem com informação nenhuma em seu invólucro devido ao tamanho ser extremamente pequeno!

  Observe que eu escrevi "fácil de manusear"! Componentes SMD são extremamente pequenos e manuseados por robôs nas fábricas de eletrônicos. São carretéis de componentes que são colocados nas máquinas e, elas se encarregam de ir colocando os componentes na PCB. Estes carretéis possuem tamanhos padronizados, como você verá mais abaixo.

  Os componentes discretos seguem padrões de tamanho. Continue lendo e entenda melhor.

  Este padrão é utilizado em capacitores e resistores cerâmicos SMD.

  Este padrão possui 4 dígitos, que podem significar as dimensões do componente em milímetros ou polegadas, em alguns casos. Só aí já começa a confusão: você deve dar um jeito de descobrir que unidade de medida o fabricante utilizou!

  Destes 4 dígitos, os dois primeiros indicam o comprimento do componente entre os terminais e, os outros 2 dígitos indicam a largura do componente. Como você pode ver, a espessura não foi incluída neste sistema de identificação e só pode ser verificada em datasheets de componentes. Vou dar um exemplo: se os primeiros dois dígitos forem 14, isto significa que, o flat chip possui, se for na unidade métrica, 14 milímetros de comprimento.

  Na tabela abaixo, os códigos de dimensões mais comuns para capacitores e resistores SMD:

   Perceba que há * (asteriscos) em alguns números. São valores coincidentes que podem significar a medida em milímetros ou polegadas, como foi dito acima.

  Como foi dito acima, estes componentes são embalados em carretéis para que então sejam enviados para a indústria de eletrônicos. Estes carretéis também são padronizados. Carretéis de 7" (178 mm) são padrões mundiais na indústria, tanto para capacitores SMD quanto para resistores SMD. Outro carretel utilizado é o de 13" (330 mm) mas, que só é requisitado quando há uma demanda de produção muto grande. 

  Abaixo, quatro tabelas com as dimensões dos carretéis, materiais utilizados e quantidade de componentes que é colocado em cada um.

  Para capacitores cerâmicos SMD:

   Para resistores SMD:

   Quando é necessário poucos componentes, são utilizadas pacotes plásticos pequenos (conhecidos como vinil) para colocar os capacitores e resistores SMD a granel.

  Capacitores cerâmicos podem não vir com identificação de capacitância, tensão e tolerância em sua carcaça! Aí fica difícil saber suas características!

  Alguns capacitores cerâmicos SMD utilizam o sistema de codificação mostrado na tabela baixo:

   São utilizados três símbolos: a primeira letra indica o fabricante do componente. A segunda letra indica a mantissa. O último símbolo é um número que indica o multiplicador. A capacitância é dada em picoFarads (pF).

  Exemplo 1: um capacitor com o código XK2. "X" representa a fabricante, "K" representa o valor 2.4 (observe a tabela ao lado) e "2" representa o multiplicador, que neste caso é 100. Portanto, o valor deste capacitor é 2,4 x 100 = 240 pF.

  Exemplo 2: um capacitor com o código YG1. "Y" representa a fabricante, "G" representa o valor 1.8 (observe a tabela ao lado) e "1" representa o multiplicador, que neste caso é 10. Portanto, o valor deste capacitor é 1,8 x 10 = 18 pF.

  Exemplo 3: um capacitor com o código ZP3. "Z" representa a fabricante, "P" representa o valor 3.6 (observe a tabela ao lado) e "3" representa o multiplicador, que neste caso é 1000. Portanto, o valor deste capacitor é 3,6 x 1000 = 3.600 pF.

  Normalmente, capacitores cerâmicos SMD trabalham na faixa dos pF (picoFarad) mas, é possível achar em μF também.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

   Os capacitores de tântalo (que também são considerados eletrolíticos) também são vendidos em formato SMD. Estes capacitores possuem polaridade, isto é, um terminal positivo e o outro negativo, sendo que o lado do componente com terminal positivo vem com uma faixa pintada com cor diferente do restante da carcaça, justamente para indicar a polaridade.

  Existem três padrões adotados pela indústria para definir as dimensões dos capacitores de tântalo:

 

 > E.I.A.:  Electronic Industries Alliance (americano);

 > I.E.C.Q.: International Electrotechnical Commission Quality Assessment System Electronic Components (europeu);

 > E.I.A.J.: Electronic Industries Alliance Japan (japonês).

 

  O padrão japonês não é totalmente compatível com o americano e o europeu. O sistema americano e europeu define 4 encapsulamentos para capacitores de tântalo SMD. Este padrão não inclui a altura dos componentes. Observe a tabela:

  As embalagens utilizadas em capacitores da tântalo SMD também são a base de papel ou plástico. Veja os padrões utilizados na tabela abaixo:

   Para saber a capacitância e a tensão de capacitores de tântalo SMD, utilizamos alguns sistemas de codificação. 

   A letra significa a tensão de trabalho. Se você ver um capacitor de tântalo SMD com o código D475 por exemplo, significa que ele trabalha com uma capacitância de 47 microFarads (μF) e uma tensão de 20 Volts.

  Um outro sistema de nomenclatura que pode ser utilizado é uma sequencia de três números acompanhados da tensão nominal do componente.

  Por exemplo: um capacitor com o código "566 16V", significa que ele tem 56000000 pF, ou melhor, 56 μF. A tensão deste capacitor é 16 Volts pois, nele estará marcado legivelmente "16V".

  Lembre-se: reconhecer um capacitor de tântalo SMD é fácil. Ele sempre terá uma faixa em cor diferente do restante da carcaça marcando o polo positivo, poderá ter a cor amarela ou preta, formato retangular e o encapsulamento normalmente é feito de epóxi. Veja imagens de capacitores de tântalo SMD abaixo:

  Normalmente, capacitores de tântalo SMD trabalham na faixa dos μF (microFarad).

 

  Outro sistema de codificação para capacitores eletrolíticos SMD é dado abaixo:

   Um capacitor eletrolítico SMD com o código Y aE8 por exemplo, significa que:

 > o "Y" é o ano de fabricação;

 > o "a" representa a tensão de 10 Volts (veja a tabela acima).

  Obs.: apesar de as letras que representam as tensões estarem em maiúsculo na tabela, nos capacitores eletrolíticos SMD elas são inseridas em minúsculo;

 > o código "E8" representa uma capacitância de 150 μF (veja na tabela acima).

 

  Outro sistema de identificação de tensões em capacitores SMD é mostrado abaixo:

  Por exemplo, um capacitor com a inscrição "60C" significa que ele possui uma capacitância de 60µF e suporta no máximo 6,3 V.

 

  Não devemos nos esquecer dos capacitores em formato comum, isto é, os capacitores sólidos que também possuem versões de montagem em superfície mas, que por serem muito grandes (apesar de estarem no tamanho mínimo) não são muito utilizados em circuitos que são colocados em espaços reduzidos. Veja a imagem de um capacitor CPA SMD em meio a "capacitores CPA falsos" numa placa de vídeo:

   Observe o capacitor em que está inserido "100 16V" ao lado da bobina (NÃO é o que está circulado em vermelho!!). Este capacitor CPA SMD possui uma capacitância de 100 µF e suporta no máximo 16 Volts. Perceba que os dois terminais deste capacitor são soldados diretamente na superfície, sem a necessidade da perfuração da placa!

  Lembrando que, capacitores CPA em sus versões SMD, no geral, não possuem códigos de identificação, tudo já vem impresso de forma "semi-legível" como no capacitor CPA SMD que citei na imagem acima!

  Se você quer saber a codificação de resistores SMD, acesse este artigo do Hardware Central:

https://hardwarecentrallr.wixsite.com/hardcentral/single-post/2017/11/22/Cap-05-Os-componentes-resistor

 

  Ficou curioso para saber como funcionam os capacitores de tântalo? Acesse este artigo do Hardware Central:

https://hardwarecentrallr.wixsite.com/hardcentral/single-post/2018/05/02/Cap-13-Os-componentes-Capacitor-de-t%C3%A2ntalo

 

  Tem interesse em saber como funcionam os capacitores de cerâmica? Acesse este artigo do Hardware Central:

https://hardwarecentrallr.wixsite.com/hardcentral/single-post/2018/05/23/Cap-14-Os-Componentes-capacitor-de-cer%C3%A2mica

 

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FONTES e CRÉDITOS

 

Imagens: Leonardo Ritter, Google Imagens;

Tabelas e texto: Leonardo Ritter

Fontes: Instituto Newton C. Braga; eletronica-pt.com; juntatecnica.com; dstools.com.

 

Ultima atualização: 22 de Julho de 2019.

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