Dicas para usar os adaptadores SMD para DIP em seus projetos

Introdução

O uso de componentes SMD (Surface-Mount Device – Dispositivo de montagem em superfície) é cada vez mais comum em projetos eletrônicos modernos devido ao seu tamanho compacto e à eficiência de montagem. No entanto, nem sempre é prático ou possível soldar esses componentes diretamente em uma placa de circuito impresso (PCI) feita em casa ou mesmo em uma protoboard. Para contornar essa limitação, os adaptadores de SMD para DIP (Dual In-line Package – Pacote Dual In-line) são uma solução conveniente.

Neste tutorial, vamos compartilhar dicas sobre como utilizar esses adaptadores, facilitando a transição entre o mundo dos componentes SMD e DIP.

O que são Componentes SMD e quais são os Principais Tipos de Encapsulamento

Os componentes SMD são dispositivos eletrônicos projetados para serem montados diretamente sobre a superfície de uma placa de circuito impresso, sem a necessidade de perfurações. Essa técnica de montagem superficial tornou-se a mais popular na fabricação de eletrônicos modernos, substituindo, em muitos casos, a montagem através de furos (THT – Through-Hole Technology).

A principal vantagem dos componentes SMD é a redução no tamanho e no peso dos circuitos, o que permite designs mais compactos e econômicos. Além disso, a montagem automatizada e a alta densidade de componentes por área aumentam a eficiência na produção em massa de dispositivos eletrônicos.

Principais Tipos de Encapsulamento SMD:

Existem diversos tipos de encapsulamento SMD, cada um otimizado para diferentes tipos de componentes. Abaixo estão os mais usados e quais componentes utilizam:

1. Resistores e Capacitores SMD
   • Encapsulamento 0805, 0603, 0402: Esses números referem-se às dimensões do componente em polegadas (ex.: 0805 significa 0,08 x 0,05 polegadas). Quanto menor o número, menor o componente. Resistores e capacitores são frequentemente encontrados nesses formatos, sendo extremamente compactos.
     

     Capacitores SMD

2. Transistores e Diodos SMD
   • SOT-23, SOT-223: Encapsulamentos SOT (Small Outline Transistor – Transistor de contorno pequeno) são comuns para transistores e diodos. O SOT-23, por exemplo, é amplamente utilizado devido ao seu tamanho reduzido e facilidade de montagem.
     

     Diodo SMD

3. Circuitos Integrados (CIs) em geral
   • SOIC (Small Outline Integrated Circuit – Circuito Integrado de Contorno Pequeno): Este encapsulamento tem pinos dispostos em duas fileiras paralelas e é uma versão SMD do tradicional DIP. É usado para diversos tipos de CIs.
     

     CI SOIC

   • TSSOP (Thin Shrink Small Outline Package – Pacote de Contorno Pequeno e dimensões reduzidas): Mais fino que o SOIC, o TSSOP é usado para CIs de alta densidade com um número maior de pinos.
     

     CI TSSOP

   • QFP (Quad Flat Package – Pacote de plano quádruplo): Possui pinos em todos os quatro lados do componente, geralmente usados para microcontroladores e CIs com alta contagem de pinos.
     

     CI QFP

   • QFN (Quad Flat No-Lead – Plano quádruplo sem solda): Similar ao QFP, mas sem pinos visíveis. Em vez disso, utiliza pads (áreas planas de conexão) para soldagem, oferecendo maior densidade e melhor dissipação de calor.
     

     CI QFN

4. Memórias e Processadores
   • BGA (Ball Grid Array – Matriz de esferas): Usado em componentes com muitos pinos, como processadores e memórias, o BGA tem as conexões dispostas na parte inferior do encapsulamento em formato de matriz de esferas de solda. Este tipo de encapsulamento requer equipamentos especializados para montagem e reparo.

CI BGA

O que são Adaptadores SMD para DIP?

Os adaptadores SMD para DIP são pequenas placas PCI que permitem que componentes SMD sejam soldados nela e assim convertidos em para formato DIP, facilitando a inserção em placas de prefuradas ou protoboards. Eles vêm em vários formatos, adaptados para diferentes tipos de componentes, como resistores, capacitores, integrados, transistores, entre outros e encapsulamentos.

Principais vantagens dos adaptadores SMD para DIP

1. Facilidade de Prototipagem: Você pode usar componentes SMD em projetos que utilizam protoboards, sem precisar criar uma PCI customizada;
2. Compatibilidade com Equipamentos Legados: Componentes SMD podem ser usados em projetos mais antigos que exigem formato DIP;
3. Recuperação de Componentes: Se você encontrar componentes SMD que não têm versão DIP disponível, os adaptadores oferecem uma maneira de utilizá-los de maneira mais prática;
4. Maior Disponibilidade de Componentes: Alguns componentes só são fabricados como SMD, logo só é possível utilizá-los em projetos manuais com o auxílio dos adaptadores.

Alguns exemplos de adaptadores

Dicas para Utilizar os Adaptadores SMD para DIP

1. Escolha o Adaptador Certo para o Componente

Como vimos, existem tipos diferentes de encapsulamento SMD, logo também há muitos tipos de adaptadores SMD para DIP, dependendo do componente que você irá utilizar. Para escolher o adaptador correto devemos verificar a quantidade de pinos do componente e o tipo de encapsulamento. Por exemplo, para CIs, você encontrará adaptadores com diferentes números de pinos, espaçamento e encapsulamento.

• Componentes SOIC/SOP: Esses são encapsulamento comuns para CIs. Existem adaptadores disponíveis para os formatos de 8 a 28 pinos.
• Componentes QFN/QFP: São encapsulamento de alta densidade de pinos e requerem mais cuidado na escolha do adaptador.

2. Ferramentas Adequadas para Soldagem

A soldagem de componentes SMD pode ser desafiadora devido ao tamanho reduzido dos terminais. Por isso, invista em ferramentas adequadas:

• Estação de Solda de Precisão com soprador: Uma estação de solda com controle de temperatura e uma ponta fina são essenciais para evitar danos ao componente ou ao adaptador;
• Pinça Anti-estática: Para manusear os pequenos componentes sem o risco de danos eletrostáticos;
• Solda Fina e Fluxo: Utilize solda de diâmetro fino e fluxo de solda para facilitar a adesão nos terminais do SMD;
• Lupa ou Microscópio: Utilize uma lupa ou Microscópio para melhor visualização do componente e dos terminais.

3. Aplicação Correta de Fluxo

Antes de soldar os terminais do componente no adaptador, aplique fluxo de solda na área. Isso ajuda a evitar a formação de pontes de solda e melhora a qualidade da soldagem.

4. Posicionamento Preciso

Alinhe o componente SMD com os terminais do adaptador com precisão. Para chips com muitos terminais, como CIs com pacotes QFP, o alinhamento correto é crucial para evitar curtos-circuitos.

• Dica: Use uma lupa ou microscópio para garantir o alinhamento perfeito, especialmente para componentes com pinos finos e espaçados.

5. Soldagem dos Terminais

Comece soldando dois pinos opostos do componente para fixá-lo ao adaptador. Isso evitará que o componente se mova durante a soldagem dos outros pinos. Após isso, solde cuidadosamente os demais terminais.

• Dica para CIs: se houver muitos pinos próximos, adote a técnica de “drag soldering” (Soldagem por arrasto), onde você arrasta o ferro de solda levemente pelos pinos, aplicando solda de forma contínua. Use fluxo para evitar pontes entre os pinos.

6. Teste e Verificação

Após soldar o componente no adaptador, verifique se todos os terminais estão bem conectados e sem curtos-circuitos. Use um multímetro para confirmar a continuidade entre os pinos e o adaptador.

7. Montagem na Protoboard ou PCI

Após a soldagem, o adaptador transforma o componente SMD em um formato DIP. Agora, você pode facilmente conectá-lo a uma protoboard ou soldá-lo em uma placa de circuito impresso tradicional.

• Cuidado: Verifique o espaçamento dos pinos e a compatibilidade com sua protoboard, pois alguns adaptadores podem ter espaçamentos diferentes dos convencionais.

Vídeo mostrando um dos métodos de soldagem

Aplicando fluxo de solda

Soldando com ferro de solda com ponta fina

É possível também realizar a soldagem com soprador térmico. Para isso segue um passo-a-passo:

• Limpeza da PCI: Certifique-se de que a área onde o componente será montado esteja limpa. Use álcool isopropílico e uma escova antiestática para remover poeira e resíduos.
• Aplicação de Solda: Aplique um pouco de solda nos pads do adaptador SMD com o ferro de solda. Aplique uma quantidade adequada, o suficiente para cobrir os pads sem excesso.
• Posicionamento do componentes: Com a solda aplicada, use a pinça anti-estática para posicionar o componente SMD sobre os pads. Alinhe os terminais do componente com precisão sobre os pads de soldagem.
• Configure a Temperatura do soprador: Defina a temperatura do soprador térmico entre 150°C e 200°C. Isso é geralmente suficiente para derreter a solda sem danificar o componente ou a PCI.
• Fluxo de Ar: Ajuste o fluxo de ar para um nível moderado. Um fluxo muito forte pode deslocar o componente de sua posição, enquanto um fluxo muito fraco pode não ser eficiente para derreter a solda.
• Uso do soprador: Posicione o soprador térmico a uma distância de aproximadamente 3 a 5 cm do componente. Comece a aplicar o ar quente, movendo o soprador lentamente ao redor do componente para aquecer a área de forma uniforme. Evite focar o calor diretamente em um único ponto por muito tempo para não sobreaquecer o componente. À medida que a solda derrete, o componente será automaticamente puxado para o lugar correto.

Dica: Use a pinça para manter o componente no lugar.

• Verificação: Após a solda derreter e o componente estar firmemente posicionado, remova o calor e deixe o componente esfriar naturalmente. Use uma lupa ou microscópio para inspecionar as conexões. Verifique se todos os terminais estão bem soldados e se não há pontes de solda (curtos-circuitos) entre os pinos.

Finalização

Após soldar o componente será necessário soldar os pinos para auxiliar na fixação em placas de circuito impresso (PCI) ou mesmo em protoboards. O resultado deve ser parecido com a imagem a baixo.

Materiais Necessários

• 1x Adaptador SMD para DIP
• 1x CI LM393 SMD
• 1x Resistor 1K 1/4W
• 1x Led Difuso 5mm Vermelho
• 2x Potenciômetro Linear 10KΩ
• 1x Barra de Pinos Macho 1×40 – 180º
• 1x Ferro de Soldar Hikari Power-30
• 2x Protoboard 400 Pontos
• Jumpers
• Fluxo para solda
• Multímetro Digital IT Blue LE-1945 (opcional)
• Pinça a Vácuo Mecânica FK-939 ou Pinça Metal Antiestática Reta ESD-10 (opcional)

Testando o adaptador para o LM393

Para testar o LM393 que montamos no adaptador vamos utilizá-lo como um comparador de tensões, com dois potenciômetros controlando as tensões de entrada e um LED indicando o resultado da comparação. O LED acenderá quando a tensão de uma das entradas for maior do que a da outra.

O objetivo é montar um circuito comparador onde dois potenciômetros determinam as tensões de entrada do LM393. O LED será acionado quando a tensão de um dos potenciômetros for maior que a do outro. Esse tipo de circuito pode ser usado em aplicações de detecção de variação de sinais analógicos, como em controles de nível de volume, temperatura ou luz entre outros.

Esquemático

Resultado e Demonstração

O resultado do projeto do comparador você pode conferir no vídeo abaixo. No vídeo podemos visualizar que o LED vermelho acenderá quando a tensão na entrada não-inversora (pino 3 do LM393) for maior que a tensão na entrada inversora (pino 2 do LM393). Variando os potenciômetros podemos observar o comportamento do LED. Quando a tensão do potenciômetro conectado à entrada não-inversora superar a tensão do outro potenciômetro, o LED será acionado, indicando que a condição de comparação foi atingida.

Conslusão

Os adaptadores SMD para DIP são uma ferramenta essencial para qualquer projetista eletrônico profissional ou amador que precise utilizar componentes SMD em protótipos ou em projetos que exigem compatibilidade com DIP. Seguindo essas dicas, você conseguirá fazer a transição entre os dois formatos de maneira eficiente e sem complicações. Com prática e as ferramentas corretas, a soldagem de componentes SMD em adaptadores se tornará uma tarefa simples e rápida, abrindo caminho para projetos mais avançados e compactos. Conte-nos mais sobre suas experiências com soldagem e com componentes SMD na caixa de comentários.

Para mais materiais como esse, continue acompanhando as postagens semanais do blog e não deixe de visitar nossa loja. Lá você encontra todos os componentes necessários para desenvolver esse e muitos outros projetos!

Que a força esteja com você!

NÃO ENTREM EM PÂNICO!

Até mais!

Referências

Referências utilizadas no artigo:

• https://www.electronicsforu.com/resources/dip-smd-qfp-bga-ic-packages
• https://www.ultralibrarian.com/2021/02/25/sot-package-types-for-surface-mount-components-ulc
• https://www.youtube.com/watch?v=uzT2TVfBPAg
• https://jlcpcb.com/blog/understanding-and-utilizing-breakout-boards-in-electronics-projects
• https://soldered.com/learn/breakout-boards-what-are-they-and-why-you-should-use-them/?srsltid=AfmBOooQWpnALHo7rfI4l-HGz2hSbR_-G46M4DvzUHp8Dy3Jc1gpqoO5
• https://www.newtoncbraga.com.br/como-funciona/20686-a-soldagem-de-componentes-smd-art5102.html

Sobre o Autor

Saulo Aislan Graduando em Tecnologia em Telemática pelo IFPB – Campus de Campina Grande – PB. Tenho experiência com os microcontroladores da família Arduino, ESP8266, ESP32, STM32 e microprocessador Raspberry Pi. Tenho projetos na áreas de IoTs voltada para a indústria 4.0, agroindústria e indústria aeroespacial civil utilizando LoRa, Bluetooth, ZigBee e Wi-Fi. Atualmente estudando e desenvolvendo em FreeRTOS para sistemas em tempo real com ESP32 e LoRaWan para Smart City e compartilhando alguns projetos no blog da Eletrogate.