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Miniaturización en los componentes electrónicos actuales

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Miniaturización en las nuevas resistencias

Según menciona el distribuidor Rutronik, en las resistencias SMD la tendencia también se perfila hacia las formas constructivas cada vez más pequeñas.

Los componentes con cableado se sustituyen por esta tecnología, siempre que sea posible. Las formas constructivas 0201, 01005 y más pequeñas se utilizan principalmente en el mercado de la telefonía móvil y de las Tablets y, por lo tanto, no afectan de manera inmediata al sector de la distribución. Las redes de resistencias, es decir, hay varias resistencias en una carcasa, también permiten la reducción de la necesidad de espacio en la placa de circuitos impresos. Además, se ofrecen variantes de alta potencia que ofrecen el doble de potencia con la misma forma constructiva de la carcasa. Otra miniaturización también tiene lugar en el sector de las resistencias de medición de corriente SMD. Las nuevas tecnologías de producción permiten mayores cargas con la misma forma constructiva.

Miniaturización en condensadores de tántalo

Miniaturización en los componentes actuales
Figura 3 Tamaños de footprint en mm2 para condensadores de téntalo (fuente Rutronik / Datos AVX)

En el caso de los condensadores de tántalo, que generalmente se incluyen entre los componentes más grandes, se ha podido reducir la forma constructiva en los últimos 20 años hasta tal punto que ya solo necesitan aproximadamente el 25 % del espacio necesario en la placa de circuitos impresos. La optimización constante de la materia prima, el diseño bien pensado del componente y las nuevas tecnologías de producción han permitido en los últimos años una eficiencia de volumen creciente, de manera que se han podido producir capacidades cada vez mayores con la misma forma constructiva, o una carcasa constantemente más pequeña conservando la capacidad (véase la figura 3).

Figura 4 El aumento de la densidad de energía del polvo de tántalo permite la miniaturización (fuente AVX)
Figura 4 El aumento de la densidad de energía del polvo de tántalo permite la miniaturización (fuente AVX)

La mejora representada en la figura 4 de la densidad de energía del polvo de tántalo solo puede llevarse a cabo mediante el desarrollo posterior constante del polvo en cuanto al tamaño de grano y a la calidad. De este modo, aumenta la relación de capacidad/tensión por g de polvo de tántalo. (CV/g)

Miniaturización en condensadores electrolitos

Precisamente los líderes mundiales del mercado japoneses se encargan de seguir impulsando aquí el desarrollo tecnológico y el aumento de la miniaturización.

Figura 5 Comparación de tamaños vs capacidad mediante dos series SMD de Panasonic (fuente Panasonic)

Mediante la optimización de la lámina de aluminio y del electrolito utilizado, por ejemplo, se puede aumentar la capacidad con la misma forma constructiva y se puede alargar varias veces la vida útil.

La forma constructiva más grande mostrada en la figura 5 es entretanto un producto de consumo puro, disponible a través de diferentes fabricantes. En el sentido del liderazgo tecnológico y para cumplir con la demanda del mercado de formas constructivas más pequeñas, resultan imprescindibles los nuevos desarrollos. De este modo, pueden surgir ventajas para los clientes si apuestan por nuevos desarrollos en cuanto a la reducción de las necesidades de espacio en la placa de circuitos impresos o al número reducido de componentes.

Este desarrollo tampoco se detiene ante la conocida vida útil de los condensadores de electrolitos. (véase la figura 6).

Figura 6 Comparación de tamaños vs vida útil mediante tres series SMD de Panasonic (fuente Panasonic)
Figura 6 Comparación de tamaños vs vida útil mediante tres series SMD de Panasonic (fuente Panasonic)

Por lo tanto, actualmente es posible representar vidas útiles considerablemente mayores en la misma forma constructiva, considerando que en general una vida útil mayor se relaciona en la mayoría de los casos con una forma constructiva más grande. O, como ya se ha mencionado anteriormente, con una tensión y una capacidad constantes se puede reducir la forma constructiva. En este caso se hace referencia a que una miniaturización de este tipo no significa obligatoriamente valores técnicos peores de ESR y de corriente de rizado. Como puede verse claramente arriba, incluso es posible mejorarlos a pesar de la forma constructiva más pequeña y a la vida útil mayor. Se trata de un desarrollo del que puede beneficiarse doblemente el cliente, ya que tiene que utilizar un número menor de componentes y, además, estos son aún más pequeños. Por lo tanto, en el caso de los condensadores de electrolitos se aconseja tener continuamente en cuenta los desarrollos actuales para adaptar los nuevos diseños de forma rentable.

Miniaturización en inductancias y temporizadores

En las inductancias, resulta inicialmente contradictoria la combinación de parámetros básicos de alto valor de inductancia con resistencia óhmica baja y volumen reducido. Sin embargo, las innovaciones, como la tecnología multicapa y de moldeado mejoradas, hacen que actualmente esto sea posible. Así, actualmente se ha lanzado al mercado una inductancia de alta frecuencia de lámina fina con las dimensiones inimaginables ultra pequeñas de 0,25 x 0,125 mm (008004) y todo ello con el mismo valor de calidad Q que la serie 01005 con una forma constructiva más grande.

Figura 7 Los cuarzos con formas constructivas más pequeñas no requieren necesariamente un nuevo diseño (fuente Murata Timing Devices)
Figura 7 Los cuarzos con formas constructivas más pequeñas no requieren necesariamente un nuevo diseño (fuente Murata Timing Devices)

Para los cuarzos se consideran las dimensiones de 3,2 x 2,5 mm como estándar, aunque ya se utilizan de manera extendida formas constructivas claramente más pequeñas como 2,0 x 1,6 mm. Algunos fabricantes recomiendan aplicar los tamaños de 2016 en los paneles de las placas de circuitos impresos de 3225. Esto no significa obligatoriamente que deba cambiarse el diseño.

En los osciladores de cuarzo es posible integrar el elemento de cuarzo y el circuito oscilante en carcasas muy pequeñas, gracias a la tecnología MEMS y al diseño optimizado del chip. Además del ahorro de espacio en la placa de circuitos impresos, esta combinación soluciona también problemas de precisión y de calidad.

Los relojes en tiempo real (RTC – Real Time Clock) también están disponibles en el tamaño 3,2 x 2,5 x 1,0 mm con un consumo de corriente extremadamente bajo. Estos resultan especialmente interesantes para aplicaciones móviles de funcionamiento con batería.

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