Ein österreichischer Ingenieur entwickelte 1943 die erste Leiterplatte. Seitdem sind in der Elektronikindustrie viele neue Technologien entstanden. SMD (Surface-Mount Devices) zählt zu den Kerntechnologien. Heute möchten viele Menschen mehr über die Bedeutung von SMD und seine Anwendungsgebiete erfahren.
Elektronische Geräte werden immer kleiner. Dadurch steigt der Bedarf an kleineren Leiterplatten. Ohne diese wären moderne Geräte wie Smartphones oder Computer nicht so klein. Die SMT-Technologie , die SMD-Bauteile verwendet, hat dies ermöglicht.
Im Gegensatz zu herkömmlichen THT-Schaltungen werden SMD-Bauteile direkt auf die Leiterplatte montiert. Es sind keine Bohrungen erforderlich; stattdessen verbinden winzige Lötpads die verschiedenen Anschlüsse eines SMD-Bauteils. Dieses Verfahren ermöglicht es, mehr Bauteile auf kleinerer Fläche unterzubringen.
Was bedeutet SMD? Wofür steht SMD?
SMD steht für Surface Mount Device (Oberflächenmontagebauteil). SMD-Bauteile gibt es in verschiedenen Ausführungen, darunter Widerstände, Kondensatoren, Induktivitäten und mehr. Es handelt sich um kleine elektronische Bauteile, die auf Leiterplatten (PCBs) verwendet werden. Leiterbahnen verbinden die Bauteile und ermöglichen so die Kommunikation und die Ausführung verschiedener Funktionen.
Die Bauteile werden direkt auf die Platine aufgebracht und mit flachen Metallpads verlötet. Im Gegensatz zu herkömmlichen Verfahren sind keine Bohrungen erforderlich. Dieses Verfahren wird als SMT (Surface-Mount Technology) bezeichnet. Es ersetzt ältere Verfahren wie THT in der modernen Leiterplattenfertigung.
SMD steht für Surface-Mount Device (Oberflächenmontagebauteil), SMT für Surface-Mount Technology (Oberflächenmontagetechnologie). Der Montageprozess von SMD-Bauteilen wird als SMT bezeichnet.
SMD-Definition und Kernbedeutung von SMD
SMD bezeichnet mehr als nur einen Bauteiltyp für Leiterplatten. SMDs sind kleine Bauteile mit Lötpads anstelle von Pins. Dadurch lassen sich mehr Bauteile auf kleinem Raum unterbringen. Dies trägt dazu bei, die Leiterplatte klein zu halten und gleichzeitig eine reibungslose elektrische Funktion zu gewährleisten.
SMD steht für einen Bauteiltyp, der auf Design und Montage basiert. SMD ist nicht die Bezeichnung für ein einzelnes Bauteil, sondern bezieht sich auf mehrere elektronische Bauteile mit unterschiedlichen elektrischen Eigenschaften und Funktionen.
SMD kann also Verschiedenes bedeuten. Es kann sich um ein einfaches passives Bauelement oder ein komplexes Halbleitergehäuse handeln. Der Typ bestimmt Größe, Form und Anzahl der Anschlüsse. Selbst Bauteile gleicher Qualität können sich in Größe oder Eigenschaften unterscheiden. Die Qualität eines Bauteils lässt sich durch die Optimierung seines Q-Faktors beeinflussen. Bauteile mit hohem Q-Faktor liefern im Allgemeinen bessere Signale.
SMD-Gehäusegrößen verstehen
Die SMD-Gehäusegröße bezieht sich üblicherweise auf die physische Größe des SMD-Bauteils. Sie gibt an, wie viel Platz die Bauteile auf der Leiterplatte belegen. Üblicherweise werden zwei Größensysteme verwendet: imperiale und metrische.
- Imperial: Imperiale Codes werden in der Standardelektronik verwendet und geben Länge und Breite der Leiterplatte an. Es handelt sich um einen vierstelligen Code. Die ersten beiden Ziffern bezeichnen die Länge, die letzten beiden die Breite der Leiterplatte. Beispielsweise bedeutet ein 0603-Gehäuse 0.06 Zoll × 0.03 Zoll. Gängige Größen sind 0402, 0603, 0805 und 1206. Sie sind in den USA sehr verbreitet.
- Metrisch: Metrische Codes ähneln den angloamerikanischen Codes. Auch sie bestehen aus vier Ziffern, unterscheiden sich aber in der Einheit. Die Maßeinheit ist Millimeter. Die ersten beiden Ziffern geben die Länge, die letzten beiden die Breite an. Beispielsweise bedeutet der metrische Code 1608 1.6 mm × 0.8 mm. In Europa und Asien werden diese Codesysteme häufig verwendet. Prüfen Sie daher vor der Bestellung immer die Angaben.
Gängige SMD-Gehäusegrößen und -abmessungen
SMD-Gehäuse werden üblicherweise anhand ihrer Größe in Zoll und GB (britischen Maßeinheiten) gekennzeichnet. Beide Messsysteme beziehen sich in der Regel auf dasselbe Gehäuse. Sie verwenden jedoch unterschiedliche Nummerierungsverfahren. Die Zoll-Kennzeichnung basiert üblicherweise auf Zoll, die metrische Kennzeichnung hingegen auf Millimetern.
| Imperial | Metrisch | Größe (mm) | Leistung (R) |
| 01005 | 0402M | 04. x 0.2 | 0.031W |
| 0201 | 0603M | 0.6/0.3 | 0.05W |
| 0402 | 1005M | 1.0 x 0.5 | 0.63W |
| 0603 | 1608M | 1.6 x 0.8 | 0.1W |
| 0805 | 2012M | 2.0 x 1.25 | 0.125W |
| 1206 | 3216M | 3.2 x 1.6 | 0.25W |
Welche Packungsgröße sollten Sie wählen?
Sie fragen sich vielleicht, wie Sie die richtige SMD-Gehäusegröße für Ihr Projekt auswählen. Das hängt in der Regel vom Platz auf der Platine, der Bestückungsmethode und den Projektanforderungen ab. Kleinere Gehäuse eignen sich hervorragend für kleinere Platinen. Größere Gehäuse hingegen sind einfacher zu löten und zu prüfen.
- Das 0402-Gehäuse eignet sich ideal für hochdichte Leiterplatten. Für Prototypen ist es jedoch aufgrund seiner extremen Größe ungeeignet.
- Das Gehäuse 0603 ist eine gute Wahl, wenn eine kompakte Bauform erforderlich ist. Dieses SMD-Gehäuse eignet sich möglicherweise für Prototypen.
- 0805 bietet typischerweise ein gutes Gleichgewicht zwischen geringer Größe und einfacher Handhabung. Es ist eine praktische Wahl für die automatisierte Montage.
- 1206 hingegen ist vergleichsweise größer. Dadurch ist es besser sichtbar und handhabbar. Es eignet sich hervorragend für Prototypen, Entwicklungsplatinen und Schaltungen.
Verschiedene SMD-Gehäuse und ihre Größen
Wie bereits erwähnt, sind SMD-Bauteile in vielen Gehäusegrößen und -formen erhältlich. Die Gehäusegröße kann durch die Anzahl der Pins, den Platzbedarf auf der Leiterplatte oder die Gesamtgröße des Bauteils beeinflusst werden. Die folgende Tabelle zeigt einige gängige SMD-Gehäuse und ihre Größen.
| Verpackung | Stifte | Körpergröße (mm) | Pakage | Stifte | Körpergröße (mm) |
| SOT-23 | 3 | 2.9 x 1.3 x 1.0 | HEUTE-23-5 | 5 | 2.9 x 1.6 x 1.0 |
| SOT-89 | 3 | 4.5 x 2.5 x 1.5 | SOT-223 | 4 | 6.7 x 3.6 x 1.8 |
| SOT-252(DPAK) | 3 | 9.9 x 6.5 x 2.3 | SOT-263(D2PAK) | 7 | 10.3 x 8.1 x 2.3 |
| SOD-123 | 2 | 2.8 x 1.8 x 1.0 | SOD-323 | 2 | 1.7 x 1.25 x 0.95 |
| SMA (DO-214AC) | 2 | 4.4 x 2.7 x 2.1 | SMB (DO-214AA) | 2 | 5.0 x 3.6 x 2.2 |
| SMC (DO-214AB) | 2 | 7.9 x 5.9 x 2.4 | SEK-8 | 8 | 3.9 (Körperbreite) |
| SOIC-14/16 | 14-16 | 3.9 (Körperbreite) | TSSOP-8 | 8 | 3.0 (Körperbreite) |
| SSOP-16 | 16 | 5.3 (Körperbreite) | MSOP-8 | 8 | 3.0 (Körperbreite) |
| LQFP-32 | 32 | 7 x 7 | LQFP-48 | 48 | 7 x 7 |
| LQFP-64 | 64 | 10 x 10 | LQFP-100 | 100 | 14 x 14 |
| LQFP-144 | 144 | 20 x 20 | QFN-8 | 8 | 2 x 2 |
| QFN-16 | 16 | 3 x 3 | QFN-32 | 32 | 5 x 5 |
| QFN-48 | 48 | 6 x 6 | QFN-64 | 64 | 8 x 8 |
Gängige Arten von SMD-Komponenten
SMD-Bauteile gibt es in vielen Ausführungen, Größen und mit unterschiedlichen Eigenschaften. Jedes von ihnen erfüllt in ein und demselben elektronischen Schaltkreis eine andere Funktion. Einige SMDs steuern den Stromfluss, andere speichern Energie oder schalten Signale. Manche (Chips) verarbeiten Informationen. Um SMDs zu verstehen, ist es daher unerlässlich, die Funktionsweise jedes einzelnen Bauteils zu kennen.
| Komponentenname | Typische Anwendung | Zu den Arten |
| SMD-Widerstände | Strombegrenzung, Spannungsteilung und Signalsteuerung | Dickschicht-, Dünnschicht-, Metallschicht- und Drahtwicklungszellen |
| SMD-Kondensatoren | Filterung, Energiespeicherung und Rauschunterdrückung | Keramische, Tantal-, Aluminium-Elektrolyt- und Dünnschicht-Elektrolyt ... |
| SMD-Induktivitäten | Filterung, Energiespeicherung und HF-Schaltungen | Drahtgewickelte, mehrlagige, Ferrit- und Leistungsinduktivitäten |
| SMD-Dioden | Gleichrichtung, Spannungsschutz und Signalumschaltung | Schottky-, Zener-, TVS-, Schalt- und LED-Transistoren |
| SMD-Transistoren | Schalten, Verstärken und Signalsteuerung | BJT, MOSFET, JFET und IGBT |
| SMD-ICs | Verarbeitung, Steuerung, Speicher und Signalmanagement | Mikrocontroller, Prozessoren, Speicher-ICs, Verstärker und Logik-ICs |
| Andere SMD-Bauteile | Schaltungsschutz, Zeitsteuerung, Erfassung und Verbindung | Sicherungen, Quarze, LEDs, Sensoren, Thermistoren und Steckverbinder |
Wie werden SMD-Bauteile auf einer Leiterplatte montiert?
Zum Verständnis der SMD-Bezeichnung gehört auch, wie SMD-Bauteile auf einer Leiterplatte montiert werden. Wie der Name schon sagt, werden diese Bauteile direkt auf der Oberfläche der Leiterplatte befestigt. Es müssen keine Löcher gebohrt werden. Für die SMD-Montage werden zwei oder mehr Lötpads benötigt.
Manuelle SMD-Montage
Die manuelle SMD-Bestückung ist knifflig und erfordert Fachkenntnisse. Im Allgemeinen wird für die SMD-Bestückung die automatische Bestückung eingesetzt. Wenn Sie jedoch Prototypen herstellen oder Leiterplatten reparieren, ist die manuelle Methode durchaus praktikabel.
Zuerst Lötpaste oder Flussmittel auf die entsprechenden Lötpads der Leiterplatte auftragen. Die benötigte Menge Lötzinn hinzufügen. Anschließend das SMD-Bauteil an der richtigen Stelle platzieren. Danach das Lötzinn mit einem Heißluftgebläse oder einer Wärmeleitpistole schmelzen. Sobald das Lötzinn geschmolzen ist, positioniert sich das SMD-Bauteil automatisch.
Manche Experten gehen etwas anders vor. Sie platzieren das SMD-Bauteil zunächst auf dem Lötpad. Anschließend schmelzen sie das Lot mit einem Lötkolben und befestigen das SMD-Bauteil an der Leiterplatte. Die richtige Methode hängt von der Größe des SMD-Bauteils und der Erfahrung des Anwenders ab.
Automatisierte SMD-Bestückung
Bei der Massenproduktion ist die manuelle SMD-Bestückung zeitaufwändig. Daher ist ein automatisiertes SMD-Bestückungsverfahren vorzuziehen.
Eine Bestückungsmaschine entnimmt Bauteile von Spulen, Trays oder anderen Zuführungen und platziert sie an den entsprechenden Positionen auf der Leiterplatte. Zuvor wird üblicherweise Lötpaste auf die Lötpads aufgetragen. Die Leiterplatte durchläuft dann einen Reflow-Ofen. Die Hitze schmilzt die Lötpaste und verbindet die Bauteile dauerhaft mit der Leiterplatte.
Fazit
Die Elektronikfertigung hat sich dank SMD-Bauteilen grundlegend verändert. Sie bietet viele Vorteile gegenüber älteren Methoden. Die meisten SMD-Bauteile sind kleiner, sodass mehr davon auf einer Platine Platz finden. SMD ermöglicht zudem die automatisierte Bestückung, was ein weiterer Pluspunkt ist. Aufgrund dieser drei Vorteile spielt SMD heute eine wichtige Rolle in der Elektronikindustrie.
SMD-Bauteile haben jedoch auch Einschränkungen, die Sie kennen sollten. Sehr kleine Bauteile können schwierig zu handhaben, zu prüfen und zu reparieren sein. Manche Bauteile erfordern zudem ein sorgfältiges Leiterplattenlayout und einen geeigneten Lötprozess. Um diese Probleme zu minimieren, sollten Sie die Bauteile sorgfältig auswählen. Gegebenenfalls müssen Sie sogar das Leiterplattenlayout überarbeiten und die Lötmethoden anpassen.
Die Wahl eines SMD-Bauteils hängt daher nicht nur von der kleinsten Bauform ab. Verschiedene Faktoren müssen berücksichtigt werden. Dieser Artikel behandelte die Bedeutung von SMD-Bauteilen, ihre Typen, Anwendungen, Vorteile und Grenzen. Wir hoffen, Sie haben nun ausreichend Informationen zu dieser Technologie. Für weitere Informationen kontaktieren Sie uns gerne.