Elettronica di base: capacitori parte III

Elettronica di base: capacitori parte III

In questo articolo parleremo del “packaging” dei capacitori e daremo un’occhiata ai capacitori SMD.

Packaging dei condensatori o capacitori
Con il termine package, in elettronica, si indica il contenitore di alcune tipologie di componenti. La forma e le dimensioni del package possono esser differenti, il materiale può essere di plastica, di metallo o di ceramica. Le principali caratteristiche che bisogna considerare per il " confezionamento " (packaging) dei capacitori sono la temperatura di lavoro, i tipi di reofori e le varie tipologie di montaggio.

Tipi di reofori
I reofori si dividono principalmente in:
Reofori assiali: Si estendono dalle stremità, lungo l’asse o qualunque altra parte assiale del capacitore. Non si estendono dai lati.


Capacitore elettrolitico in alluminio con reofori assiali – Foto concessa da Tedss

Reofori radiali: Sono l’opposto di quelli assiali. Si estendono dai lati e non dalle estremità.


Capacitore con reofori radiali – Foto concessa da CKE

Reofori volanti: Si estendono orizzontalmente.


Capacitore con reofori volanti – Foto concessa da LCR

Reofori a Tab: I dispositivi con reofori a Tab vengono progettati per essere montati direttamente in uno zoccolo della scheda.


Configurazione con reofori a Tab – Foto concessa da WCI

Reofori a vite: Alcuni capacitori hanno i reofori progettati per essere bloccati con delle viti.

Reofori ad ala di gabbiano :Vengono largamente usati sia per la forma che per il basso costo dello stampaggio. Sono flessibili e resistenti sia alle espansioni che contrazioni termiche. La loro integrità, nei punti in cui vengono saldati alla scheda, è facile da ispezionare.


Configurazione di reofori ad ala di gabbiano – Foto concessa dalla WCI

Reofori a J: Sono molto comuni perchè il materiale necessario per il circuito stampato è minore di quello richiesto dall’utilizzo dei reofori ad ala di gabbiano, ma sia l’ispezione che la formatura sono più difficoltose.


Configurazione con reofori a J – Foto concessa da WCI

Tecnologia a montaggio superficiale (Surface Mount Technology – SMT): I capacitori, o altri dispositivi in genere, che utilizzano la SMT non hanno reofori ma sono pad mounted, ossia vengono montati direttamente su delle piazzole di rame (dette appunto " pad") che si trovano sulla superficie del circuito stampato.

Tipologie di montaggio
Le principali tipologie di montaggio sono:
Tecnologia ad assemblaggio tradizionale (Through Hole Technology – THT): Con la THT i componenti vengono montati sul circuito stampato inserendo i reofori nei buchi presenti sul circuito stesso e quindi saldandoli sul lato opposto.

Anche se i collegamenti meccanici della THT sono più forti rispetto a quelli della SMT (Surface Mount Technology), le schede sono però molto più costose per via dei fori che bisogna aggiungere. Inoltre nelle schede a multistrato, negli strati che si trovano sotto il primo, l’area utile per le piste che trasportano i segnali è ridotta poichè i buchi devono passare attraverso tutti gli strati fino al lato opposto. Per questo motivo, oggigiorno, la THT è stata quasi totalmente sostituita dalla SMT, ma viene ancora utilizzata per i capacitori elettrolitici o per i semiconduttori che richiedono un montaggio estremamente forte.

Tecnologia a montaggio superficiale (SMT): Nella SMT i componenti vengono montati saldandone i terminali direttamente a contatto con la superficie della scheda. I componenti SMT hanno una superficie piatta che viene saldata su una piazzola piatta di rame (detta " pad ") che si trova sulla superficie del circuito stampato. Generalmente la piazzola di rame del circuito stampato è coperta con un flussante, ossia una pasta che prepara la superficie metallica alla saldatura.

I componenti SMT vengono posizionati con estrema precisione su questa pasta e vi rimangono fino a quando una temperatura molto elevata fonde la pasta e salda i terminali dei componenti alla piazzola di rame del circuito stampato. Nelle linee di produzione i robot pick and place montano velocemente e accuratamente i componenti SMT, riducendo notevolmente i costi. Per questo motivo la SMT ha sostituito la THT.

Montaggio a bullone: Il capacitore, in questo caso, viene montato imbullonandolo sul posto. Generalmente si usa un dado per bloccare il bullone.
Montaggio a staff: Le staffe, che sono dei supporti che servono per tenere un oggetto sollevato, sono necessarie per il montaggio dei capacitori. Le staffe possono essere aggiunte in un secondo tempo oppure il capacitore può esserne già fornito.
Montaggio a barra: I capacitori vengono montati su delle barre e quindi necessitano di speciali staffe.
Concludiamo questo articolo dando un’occhiata ai capacitori SMD.

Capacitori SMD
I capacitori SMD sono i componenti più usati dopo i resistori SMD. I principali capacitori SMD sono quelli ceramici, quelli al tantalio e quelli elettrolitici.

Capacitori SMD ceramici
Un capacitore SMD ceramico è un blocco rettangolare di dielettrico ceramico dove sono contenuti diversi elettrodi pregiati. Gli elettrodi interni sono connessi ai due terminali. I materiali dielettrici grezzi vengono mescolati molto accuratamente, quindi scaldati a temperature molto elevate, approssimativamente 1100°C ÷ 1300°C, ed infine vengono aggiunti altri materiali per ottenere le proprietà elettriche richieste. I principali contenitori dei capacitori ceramici SMD sono: 0603, 0805,1206, 1210, 2010 e 2512. Le loro caratteristiche vengono riassunte nella tabella sottostante. 

L = Lunghezza B = Larghezza D = Spessore C = Larghezza del materiale avvolto

N.B. L-B-D-C sono in mm.


Capacitore ceramico multistrato SMD – Foto concessa da Trigon Components

Capacitori SMD al tantalio
I capacitori SMD al tantalio si usano qualora si richiedano livelli di capacità più alti di quelli forniti dai capacitori SMD ceramici. A causa del differente processo di costruzione e delle differenti caratteristiche che vengono loro richieste i capacitori SMD al tantalio utilizzano dei contenitori differenti che si possono sintetizzare nella seguente tabella:

Dimensioni
L = Lunghezza B = Larghezza D = Spessore

N.B. L-B-D-C sono in mm.


Capacitori SMD al tantalio – Foto concessa da Kexin Industrial

Capacitori SMD elettrolitici
Vengono usati in molti campi per la loro alta capacità e per il basso costo e sono generalmente contrassegnati con il valore e con la tensione di lavoro. Esistono diversi modi per contrassegnarli : un codice, per esempio, usa una lettera seguita da tre numeri. La lettera indica la tensione e i tre numeri indicano la capacità (espressa in µFarad). I primi due numeri sono quelli significativi, il terzo è il moltiplicatore. Nella tabella sottostante ci sono le lettere e il loro voltaggio.


Capacitore SMD V-chip elettrolitico ad alluminio – Foto concessa da Vertical Technology

Leggi anche: Elettronica di base: Resistori parte II

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