SMD Bestückung in Schweizer Qualität
SMD Bestückung: so kommen die Bauteile auf Ihre Leiterplatte
Bei der SMD Bestückung setzen wir die Bauteile direkt auf die Oberfläche der Leiterplatte. SMD steht für Surface Mounted Devices, also oberflächenmontierte Bauteile. Anders als bei der Durchsteckmontage braucht es dafür keine Bohrungen. Die Bauteile halten über ihre Lötflächen, die auf den Kupferpads der Platine liegen. Heute sitzt der grösste Teil der Elektronik auf diese Weise auf der Leiterplatte.
In diesem Beitrag zeigen wir Ihnen, wie die SMD Bestückung in unserem EMS-Betrieb abläuft. Vom Schablonendruck bis zur Kontrolle nach dem Löten gehen wir jeden Schritt durch. Den grösseren Zusammenhang finden Sie in den Grundlagen der Leiterplattenbestückung.
Warum sich die Oberflächenmontage durchgesetzt hat
SMD-Bauteile sind deutlich kleiner als ihre bedrahteten Gegenstücke. Auf derselben Fläche finden dadurch mehr Funktionen Platz, und die Platine kann auf beiden Seiten bestückt werden. Weil keine Drähte durch Bohrungen geführt werden müssen, entfällt ein ganzer Arbeitsschritt. Vor allem aber lässt sich das Setzen der Bauteile vollständig automatisieren. Das macht die Fertigung wiederholbar, vom ersten bis zum letzten Stück einer Serie.
Für Sie als Auftraggeber heisst das: Gleiche Baugruppen kommen in gleicher Qualität zurück, auch wenn zwischen zwei Aufträgen Monate liegen.
Wie die SMD Bestückung bei uns abläuft
Alles läuft bei uns auf einer Bestückungslinie. Damit meinen wir den Maschinen-Verbund, der Bauteile auf die Leiterplatte setzt und verlötet. Jede Station übernimmt einen Arbeitsschritt. Ein Fördersystem trägt die Platine von einer Station zur nächsten. Wie das in der Maschine aussieht, zeigt das Video in gut zweieinhalb Minuten.
Schablonendruck: zuerst kommt die Lotpaste
Am Anfang steht der Schablonendruck. Bei SMD drucken wir die Lotpaste durch eine dünne Schablone auf die Pads der unbestückten Leiterplatte. Die Schablone gibt vor, wo Paste hingehört und wo nicht. Sitzt hier etwas daneben, zeigt es sich später an der Lötstelle. Den Druck kontrollieren wir deshalb, bevor die Platine weiterfährt.
Tape and Reel: wie die Bauteile in die Maschine kommen
Die Bauteile kommen auf Bauteilrollen zu uns, im sogenannten Tape and Reel Verfahren. Jedes Teil liegt in einer eigenen Tasche eines Blister-Gurts. Die Rollen hängen seitlich an der Maschine, und der Automat führt den Gurt Schritt für Schritt nach. So steht jedes Bauteil genau dort bereit, wo der Bestückungskopf es abholt.
Platzieren: Kamera und Unterdruck
Der Bestückungskopf fährt in mehreren Achsen über die Platine. Er saugt das Bauteil mit Unterdruck aus dem Gurt an. Eine integrierte Kamera prüft Lage und Ausrichtung, bevor der Kopf das Teil absetzt. Die Position hat das Programm vorher berechnet. Damit die Maschine die Leiterplatte selbst richtig erkennt, orientiert sie sich an Passermarken auf der Platine.
Löten und Kontrolle
Sind alle Bauteile gesetzt, fährt die Platine in den Reflow-Ofen. Dort schmilzt die Lotpaste und verbindet Bauteil und Pad. Danach kommt die Baugruppe an einen Inspektionsplatz. Erst wenn die Lötstellen dort bestehen, gilt sie als fertig bestückt. Währenddessen zieht die Linie bereits die nächste unbestückte Leiterplatte aus dem Schablonendruck nach.
Für welche Projekte sich das bei uns lohnt
Mit unseren Bestückungslinien fertigen wir auch mittlere Losgrössen für unsere Kunden. Weil wir in der Schweiz produzieren, bleiben die Wege kurz und die Lieferzeiten planbar. Ihre Fertigungsdaten behandeln wir vertraulich. Viele Kunden legen Wert darauf, weil in diesen Daten ihr Know-how steckt.
Allerdings eignet sich nicht jedes Bauteil für die Oberfläche. Grosse Steckverbinder oder mechanisch belastete Teile kommen oft in Durchsteckmontage auf die Platine. Wie das in Serie von Hand läuft, zeigt unser Beitrag zur Handbestückung von THT-Serien.
Vor dem ersten Stück steht bei einer neuen Baugruppe das Einrichten. Aus den Bestückungsdaten entsteht das Programm für die Maschine. Dazu kommen die passende Schablone und das Rüsten der Bauteilrollen. Programm und Schablone lassen sich für Folgeaufträge wiederverwenden. Bei einem Wiederholauftrag fällt dieser Aufwand deshalb deutlich kleiner aus.
Haben wir Ihr Interesse geweckt? Fragen Sie uns an, wir unterstützen Sie gerne in der Umsetzung. Was wir in der Leiterplattenbestückung sonst noch für Sie übernehmen, finden Sie auf unserer Seite zur Leiterplattenbestückung.
SMD Bestückung im Detail
In der Praxis
Wie läuft der Schablonendruck bei SMD ab?
Beim Schablonendruck für die SMD Bestückung liegt eine Metallschablone passgenau auf der Leiterplatte. Eine Rakel streicht die Lotpaste darüber und drückt sie durch die Öffnungen auf die Pads. Wie viel Paste ankommt, hängt von der Dicke der Schablone und der Grösse der Öffnungen ab. Die Schablone gehört deshalb zu den Fertigungsunterlagen jeder Baugruppe. Stimmen Schablone und Leiterplatten-Version nicht überein, sitzt die Paste daneben.
Warum kommen SMD-Bauteile auf Bauteilrollen?
Bauteilrollen sind die übliche Lieferform für die SMD Bestückung. Auf dem Gurt liegt jedes Teil geschützt und in derselben Ausrichtung. Deshalb passt das Tape and Reel Verfahren bei SMD so gut zur Maschine, denn sie greift immer an derselben Stelle zu. Lose Bauteile lassen sich zwar ebenfalls verarbeiten, brauchen aber mehr Vorbereitung. Für eine Serie lohnt es sich daher, die Bauteile auf Rolle zu beschaffen.
Wie genau setzt die Maschine die Bauteile?
Präzisions-SMD-Bestückung heisst in der Praxis: Das Bauteil landet mittig auf seinen Pads. Dafür prüft eine Kamera jedes Teil im Kopf, bevor es abgesetzt wird. Die Bauteilplatzierung bei SMD folgt den Koordinaten aus den Konstruktionsdaten. Passermarken auf der Leiterplatte gleichen kleine Abweichungen der Platine aus. So bleibt die Platzierung auch bei feinen Bauformen wiederholbar.
Qualität & Prüfung
Woran erkennt man eine zuverlässige SMD Bestückung?
Zuverlässigkeit zeigt sich zuerst an den Lötstellen. Sie sind vollständig benetzt, ohne Brücken zum Nachbarpad und ohne verschobene Bauteile. Dazu kommt eine nachvollziehbare Dokumentation. Sie hält fest, welche Bauteil-Charge verbaut wurde und wann die Prüfung lief. Solche Angaben helfen, wenn später eine Frage zu einer Baugruppe auftaucht.
Was bedeutet SMD Zuverlässigkeit bei einer Fertigung in der Schweiz?
Für die SMD Zuverlässigkeit zählt, was nach der Auslieferung passiert, denn die Baugruppe soll im Gerät jahrelang arbeiten. In der Schweiz fertigen wir nah bei unseren Kunden. Rückfragen zur SMD Bestückung klären wir direkt und ohne Zeitverschiebung. Unser Qualitätsmanagement ist nach ISO 9001:2015 zertifiziert, für die Herstellung elektronischer Baugruppen ebenso wie für die Kabelkonfektion.
Lohnt sich die SMD Qualitätsbestückung in der Schweiz auch für Ihre Stückzahl?
Unsere Bestückungslinien sind auch auf mittlere Losgrössen ausgelegt. Ob sich eine SMD Qualitätsbestückung in der Schweiz für Ihre Stückzahl rechnet, hängt vom Aufwand für das Einrichten ab. Dazu gehören Programm und Schablone, aber auch das Rüsten der Bauteilrollen. Bei einer Anfrage rechnen wir das für Ihr Projekt durch.
Häufige Fragen
Was ist der Unterschied zwischen SMD und THT?
SMD-Bauteile sitzen auf der Oberfläche, THT-Bauteile stecken mit Drähten in Bohrungen. Die SMD Bestückung erlaubt kleinere Bauteile und eine dichtere Belegung der Platine. THT hält mechanischen Belastungen dagegen oft besser stand, etwa bei Steckverbindern. Viele Baugruppen kombinieren deshalb beide Verfahren auf einer Leiterplatte. Einen Überblick über die gängigen Bauformen gibt der Artikel zu oberflächenmontierten Bauelementen bei Wikipedia.
Was brauchen wir von Ihnen für eine SMD Bestückung?
Für den Start benötigen wir die Leiterplattendaten, etwa im Gerber-Format. Dazu kommen die Stückliste und die Bestückungsdaten mit den Positionen der Bauteile. Welche Angaben zur Leiterplatte wir brauchen, zeigt das PCB-Info-File in unserem Downloadbereich. Je vollständiger die Unterlagen sind, desto schneller können wir starten.
Was prüfen wir nach dem Löten?
Nach dem Reflow-Ofen kommt die Baugruppe an den Inspektionsplatz. Dort kontrollieren wir die Lötstellen und die Lage der Bauteile. Bei der SMD Bestückung hilft dabei die automatische optische Inspektion, kurz AOI. Eine Kamera vergleicht die Baugruppe mit dem Sollbild und meldet jede Abweichung. Mehr zu den Verfahren lesen Sie in den Grundlagen der Prüftechnik.
Weitere Themen
