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SMD-Bauteile

SMD Bauteile

 SMD Bauteile auf Platinen  1-2-do Wissen

SMD steht für surface-mounted device (deutsch: oberflächenmontierbares Bauelement oder Bauelement für die Oberflächenmontage).

Seit einigen Jahren lösen SMD-Bauteile immer mehr konventionell bestückte Bauteile (Durchstecktechnik oder THT [Through Hole Technology]) auf Platinen in Elektro-, Unterhaltungselektronik- und PC-Komponenten ab.

Die Technik bietet für den Hersteller enorme Vorteile, da eine vollautomatische Bestückung möglich ist. Auch werden so immer kleinere Platinen und damit kleinere Geräte möglich. Da weniger Löcher in die Platine gebohrt werden müssen, sinken die Kosten usw.

Des einen Freud, des anderen Leid! An den Techniker oder auch den ambitionierten Bastler stellt die neue Technik leider um einiges höhere Anforderungen an Können, Geschick und das notwendige Werkzeug zum Austausch defekter Bauteile. Ohne regelbare Lötstation sollte man von einem Reparaturversuch die Finger lassen. Zum Austausch von vielpoligen Bauteilen wie ICs mit 20 oder mehr Anschlußbeinchen reicht auch die einfache Lötstation nicht aus. Hier ist Speziallötgerät erforderlich.

2-5 polige Bauteile wie z.B. Sicherungen, Elkos, Widerstände oder Transistoren lassen sich mit einer feinen Lötspitze mit Hilfe der regelbaren Lötstation, das nötige Feingefühl und Sorgfalt vorausgesetzt, austauschen. Wichtig! Einmal ausgelötete Teile nicht wiederverwenden! Immer neue Bauteile einsetzen. Äußerste Vorsicht beim ablösen der SMD-Bauteile, die Lötpads sind sehr empfindlich und lösen sich bei mechanischer Belastung oder zu hoher Temperatur von der Platine ab und das war es dann...

Baugrößen SMD Bauteile auf Platinen  1-2-do Wissen

Aufgrund der Vielzahl von Bauteilen ist hier nur der Widerstand beispielhaft gezeigt.

Auf dem Bild ist zum Vergleich ein Buntstift zu sehen.
Die kleinsten Widerstände haben hier die Baugröße „0402“.
Der Zahlencode beschreibt die Abmessungen in nachkommastellen von einem Inch.
Hier also 0,04“ x 0,02“.
1 Inch = 2,54cm oder 25,4mm
Umgerechnet in mm: 1mm x 0,5mm

Aber selbst diese Winzlinge sind zu groß für moderne Smartphones. Hier kommen „01005“ Bauteile zum Einsatz. Die haben eine Größe von 0,4mm x 0,2mm.

Anschlüsse

 SMD Bauteile auf Platinen  1-2-do Wissen

Viele SMD Gehäuse sind standardisiert, was die Materialbeschaffung deutlich erleichtert. So können Bauteile von verschiedenen Herstellern eingesetzt werden, ohne die Platine neu zeichnen zu müssen.

Sonderformen wie der Leistungs-IC oben Links besitzen auf der Unterseite eine Kühlfläche, welche auf die Platine gelötet wird. Das Kupfer der Platine übernimmt so eine Kühlfunktion.

Alle oben gezeigten Bauteile sind noch, mit einem guten Lötkolben und wenig Kaffee, von Hand lötbar.

BGA

Eine besondere Form der Kontaktierung sind BGA Bauteile. Ab einer gewissen Komplexität haben IC so viele Anschlüsse, dass man diese nicht mehr Außen am IC rausführen kann.

Dafür wurden BGA Gehäuse entwickelt. Hier sitzen die Anschlüsse unter dem IC in Form einer kleinen Lotkugel, welche beim Lötprozess schmilzt und das Bauteil mit der Platine verbindet.

 SMD Bauteile auf Platinen  1-2-do Wissen

BGA Gehäuse gibt es mit 4 Anschlüssen bis hin zu über 1000(!)

Verarbeitung

In der Automatischen Bestückung sind zwei Lötprozesse hervorzuheben:

Lötwelle

Bei dem Wellenlöten werden die Bauteile mit einem kleinen tropfen Kleber auf die Platine geklebt. Die computergesteuerte Bestückung übernimmt der Bestückungsautomat. Die so vorbereitete Platine wird dann mit den Bauteilen nach unten über eine Lötwelle geführt.

Reflow

Beim Reflow-Löten wird zunächst die sogenannte Lötpaste aufgetragen. Die Lötpaste ist Lötzinn in Viskoser form. Das Auftragen passiert wie beim Siebdruckverfahren.
Danach werden die Bauteile automatisiert auf die entsprechenden Positionen in die Lötpaste gesetzt. Anschließend kommt die Platine in einen Ofen, wodurch das Lötzinn der Lötpaste schmilzt.


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