Surface-mounted device

Surface-mounted device (kurz SMD) ist ein Fachbegriff aus der Elektronik und bezeichnet so genannte „oberflächenmontierte“ Bauelemente. Diese Bauelemente (z.B. Widerstände oder Kondensatoren) haben keine Drahtanschlüsse, sondern werden mittels lötfähiger Anschlussflächen direkt auf eine Leiterplatte gelötet.

Platine mit reiner SMD-Bestückung

Aufbau

Während die Anschlussdrähte konventioneller Bauelemente, wie sie bis Ende der 1980er Jahre noch allgemein üblich waren, durch Bestückungslöcher geführt werden und auf der Rückseite der Leiterplatte (oder über Innenlagen) verlötet werden müssen (Durchkontaktierung), entfällt dies bei SMD-Bauelementen. Dadurch werden sehr dichte Bestückungen und vor allem eine beidseitige Bestückung der Leiterplatte möglich und der Platzbedarf der Bauelemente ist geringer. Dadurch können die Geräte kleiner und zugleich wesentlich preiswerter hergestellt werden.

Für Hobbyelektroniker ergibt sich allerdings ein Nachteil, da SMD-Bauteile sich nur sehr schwer ohne Maschinen verlöten lassen. Daher werden im Hobbybereich SMD-Bauteile so weit wie möglich vermieden.

Leiterplatten mit SMD-Bauteilen werden meist auf Lötpaste bestückt und mit dem Reflow-Verfahren gelötet. SMD-Bauteile auf der Unterseite einer mischbestückten Leiterplatte werden zuerst auf die Unterseite geklebt, und danach zusammen mit den herkömmlich bestückten Bauteilen im Wellen- oder Schwallbad gelötet.

Die wichtigsten Vorteile bei der Verwendung von SMDs

• Kleinere Bauteilabmessunge: ergibt höhere Bauteildichte
• Es müssen keine Löcher in die Leiterkarte gebohrt werden: Reduzierung der „drill jobs“
• Einfache Automatenbestückung
• Bei den meisten Bauformen Automatische Optische Inspektion (AOI) aller kritschen optisch prüfbaren Faktoren möglich
• Kleine Positionsfehler bei der Bauteilbestückung werden beim Löten (nur Reflow-Löten) automatisch korrigiert (die Bauteile werden durch die Oberflächenspannung des geschmolzenen Zinns in die richtige Position gezogen)
• Bauteile können auf beiden Seiten der Leiterkarte auch direkt "untereinander" bestückt werden
• Niedriger Anschlusswiderstand und Impendanz (wichtig bei Hochfreqenzbaugruppen)

Nachteile von SMDs

• Bauteile können durch mechanische Belastung eher abgelöst werden als THTs (besonders kritisch bei Steckern, Schaltern etc.)
• Fertigung SMD-bestückter Leiterkarten erfordert geschultes Personal und einen speziellen Maschinenpark
• Bei Bauteilen mit Anschlüssen an der Bauteilunterseite (wie BGAs) können die Lötstellen nicht optisch geprüft werden (Röntgeninspektion notwendig)

Bauformen

SMD-Bauteile gibt es in verschiedenen Bauformen. Diese Formen unterscheiden sich u.a. in den Abmessungen und in der Art, wie die Anschlüsse am Bauteil angebracht sind.

Chip-Bauform

Für Widerstände und Kondesatoren (mit geringer Kapazität) sind rechteckige Bauformen gebräuchlich. Maßgeblich unterscheiden sich diese in der Größe, die z.B. mit 1206 angegeben wird. Dabei steht 12 für die Länge und 06 für die Breite. Vielfach ist die Grundeinheit der Maße noch Zoll. Mittlerweile setzt sich jedoch immer mehr eine metrische Bemaßung der Bauteile durch. Zudem können sich die Namen der Bauformen auch von Hersteller zu Hersteller unterscheiden, da es keinen allgemeingültigen Standard für die Bauteilbenennung gibt.

Typische Bauformen von Widerständen

Zoll		metrisch
Bauform	mil (milli-inch)	Bauform	mm
1206	120 × 60	3216	3,2 × 1,6
0805	80 × 50	2012	2,0 × 1,2
0603	60 × 30	1608	1,6 × 0,8
0402	40 × 20	1005	1,0 × 0,5
0201	20 × 10
01005	10 × 5

Tantalkondensatoren

• Bauform A (EIA 3216-18): 3.2 mm × 1.6 mm × 1.6 mm
• Bauform B (EIA 3528-21): 3.5 mm × 2.8 mm × 1.9 mm
• Bauform C (EIA 6032-28): 6.0 mm × 3.2 mm × 2.2 mm
• Bauform D (EIA 7343-31): 7.3 mm × 4.3 mm × 2.4 mm
• Bauform E (EIA 7343-43): 7.3 mm × 4.3 mm × 4.1 mm

Bei diesen Bauformen sind (wie in den meisten Fällen) die Anschlüsse auf der Schmallseite des Bauteils. Die Bauform ähnelt der für Dioden üblichen SOD Bauform, jedoch sind die Anschlüsse bei den Tantalen direkt am Bauteilkörper (bei SOD treten sie üblicherweise 0.4 mm aus dem Körper hervor). Die Bauteile sind etweder gelb mit oranger Polaritätsmakierung oder schwarz mit weißer Markierung.

SOT

„small-outline-transistor“ mit 3, 5 oder 6 Anschlüssen. Beherbergt meist einen Transistor (oder ein Transtorarry), kann aber auch ein IC eine LED oder ein Diodenarry sein.

• SOT23 3 mm × 1.75 mm × 1.3 mm Bauteilkörper mit drei Anschlüssen
• SOT25 3 mm × 1.75 mm × 1.3 mm Bauteilkörper mit fünf Anschlüssen
• SOT26 3 mm × 1.75 mm × 1.3 mm Bauteilkörper mit sechs Anschlüssen

Weitere Bauformen

Für ICs, Transistoren, Dioden und Kondensatoren gibt es u. a.: BGA (ball grind array), PLCC, SO, SOD, Melf.

Durch die fortschreitende Miniaturisierung der Bauteile wird es inzwischen immer mühsamer, Leiterplatten mit SMD Bauteilen mit dem bloßen Auge bzw. mit Hilfe eines Mikroskops zu kontrollieren, hierzu wurden inzwischen AOI-Systeme entwickelt.

Links

• SMD Codes für Widerstände / Dioden / Transistoren / Elkos entschlüsseln
• SMD-Löten per Hand - und wie es nicht sein sollte
• SMD-Löten und -Entlöten
• SMD-Löten sowie Bauteil-Wegweiser (PDF)

Dieser Artikel basiert auf dem Artikel Surface-mounted device aus der freien Enzyklopädie Wikipedia, teilweise können Textpassagen übernommen worden sein. In der Wikipedia ist eine Liste der Autoren verfügbar. Bitte fügt detaillierte Infos zu den Vorbildern entsprechend in der Wikipedia hinzu, so dass wir uns hier auf die Modellbauaspekte konzentrieren können.