Was bedeutet SMD?

SMD ist die Abkürzung des englischsprachigen Begriffes „Suface-mounted device“, was übersetzt oberflächenmontiertes Bauteil bedeutet. Oft wird der Begriff „SMD“ verwendet, wenn von der Elektronikfertigungs-Branche im Allgemeinen gesprochen wird. 

Im Speziellen bedeutet SMD jedoch die Technologie des maschinellen Setzens und anschließenden Verlötens von Bauteilen auf eine bzw. mit einer Leiterplatte. Die Bauteile haben lotfähige Anschlussflächen oder -beinchen, über die der Kontakt hergestellt wird. Diese Technologie wird englisch auch als „surface-mounting technology“ (zu Deutsch: Oberflächenmontage) bezeichnet, woher die Abkürzung SMT stammt. Umgangssprachlich meint SMD und SMT aber meist dasselbe. 

SMD vs. THT

Im Gegensatz dazu gibt es die THT-Technologie: Dabei werden die Drahtanschlüsse der Bauteile durch Kontaktlöcher in der Leiterplatte gesteckt und müssen dann, allerdings in einem anderen Verfahren wie bei der SMT, ebenfalls verlötet werden. 

Häufig bieten Elektronikfertiger und EMS-Dienstleister beide Verfahren an. 

Der SMD-Prozess

Der SMD-Prozess ist heute zumeist eine hochautomatisierte Produktionslinie: Sämtliche Prozessschritte werden getrackt und geprüft. Automatische Regelschleifen greifen, um den Prozess stabil zu halten. 

SMD-Kernprozesse

m Kern geht es in der SMD darum, Bauteile maschinell auf eine Leiterplatte zu setzen und diese Bauteile mit den Leiterbahnen zu verlöten.  Dafür braucht es drei zentrale Schritte: Drucken – Bestücken – Löten 

Drucken:  

Zuerst wird mit einem Siebdrucker oder Schablonendrucker Lotpaste auf die Leiterplatte aufgebracht. Dafür wird eine Schablone über der Leiterplatte platziert und mittels eines Rakels Lotpaste durch die Löcher in der Schablone auf die „Pads“ (Anschlussstellen) gedrückt. Ein anderes Verfahren ist das Dispensen, das jedoch meist nur punktuell eingesetzt wird.   

Bestücken:  

Der Bestücker setzt nun mit sogenannten „Nozzeln“ verschiedene Bauteile (Chips, Widerstände, Kondensatoren, etc.) auf die entsprechenden Pads, die aus dem ersten Schritt mit Lotpaste benetzt sind. 

Löten:  

Anschließend fährt die Leiterplatte in den Lötofen (Dampfphase oder Reflow) ein, wo sie verschiedene Temperaturzonen durchläuft. Die Lotpaste wird dabei erhitzt und das Lot schmilzt – es entsteht eine leitende Verbindung. 

Erweiterter SMD-Prozess: 

Weil bei diesen drei Kernprozessschritten zahlreiche Fehler passieren können, befinden sich heute Kontrollsysteme in der SMD-Linie:  Drucken – Lotpastenkontrolle (SPI) – Bestücken – Bestückkontrolle (AOI und/oder AXI) – Löten – Kontrolle (AOI und/oder AXI) 

SPI-Systeme (Solder Paste Inspection Systeme) kontrollieren den korrekten Auftrag der Lotpaste im Drucker. Automatische optische Inspektionssysteme (AOI) und Röntgeninspektionssysteme (automated x-ray inspection, AXI) prüfen, ob die Bauteile vom Bestücker richtig platziert wurden und ob das Lot beim Lötprozess korrekt angeflossen ist. 

Um eine solche Produktionslinie vollautomatisch zu betreiben, werden außerdem meist noch Magazin-Eingabe und Magazin-Ausgabe-Systeme am Anfang bzw. Ende der Linie platziert. Nach den Kontrollsystemen können Puffer-Magazine eingebaut werden, in die schlecht produzierte Leiterplatten aussortiert werden. 

Um die Rückverfolgbarkeit (Traceability) jeder Leiterplatte zu gewährleisten, können ein Lasermarkierungssystem sowie Barcodescanner in die Linie integriert werden. Der Laserbeschrifter steht dann am Kopf der Linie, damit jede Leiterplatte noch vor dem ersten Prozessschritt eine eindeutige Seriennummer erhält. Mit dieser Seriennummer werden alle Produktionsdaten verknüpft.

Nachgelagerte Prozessschritte: 

Weil Platinen häufig in sehr kleinen elektronischen Geräten (Kopfhörer, Sensoren, etc…) verbaut sind, werden mehrere Baugruppen auf einem Mehrfachnutzen gefertigt: Das heißt viele Schaltungen sind nebeneinander platziert, um die SMD-Linie möglichst effizient zu nutzen. Dieser Nutzen muss abschließend vereinzelt werden. 

Manchmal sind dem SMD-Prozess auch noch elektrische Funktionstests nachgelagert.