Capacitores SMD

En el curso de reparacion de celulares estudiaremos y veremos dispositivos de Montaje Superficial como el capacitor SMD. El tecnico tiene que identificar cada elemento que posee la tarjeta del movil, como se comporta y cual es su valor.

Reseña historica

La jarra Leyden era un dispositivos muy simple que consistía de un jarra de vidrio con agua hasta la mitad revestida por dentro y por fuera con un forro metálico. El vidrio actuaba como el dieléctrico, aunque por mucho tiempo se pensó que el agua era el elemento clave. Por lo general había un cable de metal o cadena que atravesaba un corcho en la parte de arriba de la jarra. La cadena se conectaba a un generador manual de electricidad estática. Una vez cargada, la jarra almacenaba dos cargas opuestas en equilibrio, hasta que éstas eran conectadas a través de un cable metálico produciendo un chispa.

Benjamin Franklin, realizando experimentos con la jarra de Leyden, descubrió que una pieza de vidrio plano servía de igual manera que la jarra de Leyden; creando así el capacitor plano o cuadrado de Franklin.

Años más tarde el químico británico, Michael Faraday, fue el primero en darle una utilidad práctica al capacitor, almacenando electrones no utilizados de sus experimentos almacenados en grandes barriles.

Los desarrollos de Faraday son los que permitieron décadas más tarde distribuir energía eléctrica a grandes distancias. Por lo tanto en honor a los logros de Michael Faraday en el campo de la electricidad, la unidad con la que se mide la capacidad de los capacitores, o capacitancia, se llamó Faradio.

Capacitores SMD

Los capacitores SMD son usados en cantidades tan grandes como los resistores, es el componente más empleado después de estos. Existen diferentes tipos de capacitores, de cerámicos, de tantalio, los electrolíticos, etc .

Capacitores Cerámicos SMD

La mayoría de los capacitores que son usados y fabricados en SMD son los cerámicos. Normalmente pueden encontrarse encapsulados similares a los resistores.

• 1812 – 4.6 mm x 3.0 mm (0.18″ x 0.12″)
• 1206 – 3.0 mm x 1.5 mm (0.12″ x 0.06″)
• 0805 – 2.0 mm x 1.3 mm (0.08″ x 0.05″)
• 0603 – 1.5 mm x 0.8 mm (0.06″ x 0.03″)
• 0402 – 1.0 mm x 0.5 mm (0.04″ x 0.02″)
• 0201 – 0.6 mm x 0.3 mm (0.02″ x 0.01″)

Estructura:  Los capacitores SMD consisten  en un bloque rectangular de cerámica dieléctrica en el cual se intercalan una serie de electrodos de metales preciosos. Esta estructura permite obtener altos valores de capacitancia por unidad de volumen, los electrodos internos se encuentran conectados a los terminales laterales.

Manufactura: El material crudo dieléctrico es finamente molido y cuidadosamente mezclado. Luego es calentado a temperatura entre los 1100 y 1300 °C para alcanzar la composición química requerida. La masa resultante se vuelve a moler y se agregan materiales adicionales para alcanzar las propiedades eléctricas necesarias.

La siguiente etapa del proceso consiste en mezclar el material finamente molido con un aditivo solvente y vinculante, esto permite obtener hojas finas mediante laminado.

Capacitores de Tantalio SMD

Los capacitores de tantalio son ampliamente usados para proveer valores de capacitancia mayores a aquellos que pueden obtener en los capacitores cerámicos. Como resultado de diferentes formas de construcción y requerimientos los encapsulados son distintos. Los siguientes vienen especificados en las normas de la EIA

• Tamaño A 3.2 mm x 1.6 mm x 1.6 mm (EIA 3216-18)
• Tamaño B 3.5 mm x 2.8 mm x 1.9 mm (EIA 3528-21)
• Tamaño C 6.0 mm x 3.2 mm x 2.2 mm (EIA 6032-28)
• Tamaño D 7.3 mm x 4.3 mm x 2.4 mm (EIA 7343-31)
• Tamaño E 7.3 mm x 4.3 mm x 4.1 mm (EIA 7343-43)

Capacitores Electroliticos SMD

Los capacitores electrolíticos son  cada vez más usados en los diseños SMD. Sus muy altos valores de capacitancia combinado con su bajo costo los hace particularmente útiles en diferentes áreas.

A menudo tienen en su parte superior marcado el valor de capacidad y tensión de trabajo.

Se usan dos métodos básicos, uno consiste en incluir su valor de capacidad en microfaradios (mF), y el otro emplea un código. Si estamos en presencia del primer método un código de 33 6V indicaría un capacitor de 33 mF con una tensión de trabajo de 6 voltios.

También estos capacitores se identifican por su dimensiones, por ejemplo los de tipo 0805 tienen una largo de 8 mm y un ancho de 5mm. Puede ocurrir que no tengan ninguna marcación sobre su cuerpo porque el fabricante los identifica por el tamaño y el color. Otros fabricantes los marcan con un sistema codificado o de código reducido debido a su pequeño tamaño.

La codificación del valor consiste en una letra seguida por un número,  ver la tabla inferior y el número que corresponde a la cantidad de ceros que se deben agregar al valor, obteniéndose el resultado en pF.

Letra	Mantisa	Letra	Mantisa	Letra	Mantisa
A	1.0	J	2.2	S	4.7
B	1.1	K	2.4	T	5.1
C	1.2	L	2.7	U	5.6
D	1.3	M	3.0	V	6.2
E	1.5	N	3.3	W	6.8
F	1.6	P	3.6	X	7.5
G	1.8	Q	3.9	Y	8.2
H	2.0	R	4.3	Z	9.1

Tabla para la lectura de capacitores cerámicos

Ejemplos:

• S4 indica 47nF ( 4.7 x 104 pF = 47.000 pF )
• A2 indica 100 pF ( 1.0 x 102 pF )
• A3 indica 1 nF ( 1.0 x 103 pF = 1000 pF )

Recomendacion

Los capacitores cerámicos SMD requieren un trato muy especial porque es suficiente con tocarlos con un soldador sobrecalentado para alterar su valor o fisurarlos. Inclusive muchas veces son afectados por un inapropiado proceso de soldadura (shock térmico) que los afecta de modo tal que suelen fallar algunos meses después de su salida de la planta de producción.

Curso de reparación de celulares.