Leiterplattenbestückung aus Deutschland

Die SMT-Bestückung (Surface-mounted Technology) umfasst das automatisierte Bestücken von Leiterplatten mit elektronischen Bauteilen ohne Drahtanschlüssen. Für den Bestückungsprozess werden dabei keine Kontaktbohrungen auf den Platinen benötigt, da SMD-Komponenten direkt mit der kupferkaschierten Oberfläche der Leiterplatte verlötet werden. Dabei verringert sich auch der Platzbedarf der Bestückungselemente, weshalb hohe Packungs- und Verbindungsdichten garantiert sind und auch eine beidseitige Bestückung der Leiterplatte möglich ist. Typische Anwendungen sind das Bestücken von Platinen mit kleinen Bauteilen oder untypischen Bauteilgeometrien.

BGA-Bestücken bezeichnet die Bestückung von Multilayern mit Bauteilen in Kugelgitteranordnung. Das Kürzel BGA steht dabei für „Ball Grid Array“ und bezeichnet elektronische Baugruppen mit einer spezielle Gehäuseform für integrierte Schaltkreise und mit verdeckten Bauteileanschlüssen an der Unterseite. Diese Anschlüsse sind als Lotperlen in einem gleichmäßigen Flächenraster angebracht und werden durch Reflow-Löten in einem Lötofen mit den Kontaktpads der Leiterplatte verlötet.

Das kombinierte Bestücken von Leiterplatten mit THT- und SMD-Bauteilen in einem Arbeitsgang wird als Mischbestückung bezeichnet. Dabei werden die SMDs ein- oder beidseitig im Reflow-Verfahren mit der Platine verlötet und das Anbringen der THT-Bauteile erfolgt abhängig von Anzahl, Verteilung und Gewicht mit dem am besten geeigneten Lötverfahren.

LEDs sind moderne Leuchtmittel und verdrängen in vielen Bereichen die konventionelle Lichttechnik, weshalb die LED-Bestückung zu einem wichtigen Teilbereich der SMD-Fertigung geworden ist. Der Bestückungsprozess erfolgt vollautomatisiert auf CNC-gesteuerten SMD-Linien. Eine besondere Herausforderung ist das dabei das Wärmemanagement, da ein großer Anteil der elektrischen Leistung als Wärme abgegeben wird. Typische Anwendungen sind die Bestückung von überlangen Platinen als Leuchtstoffröhren-Ersatz im Bereich der Lichtwerbung oder für Produkt- und Konturenbeleuchtungen.

Der Bestückungsplan ist eine Servicedokumentation mit allen kundenspezifischen Passangaben für die Position und Polarität aller elektronischen Bauteile. Dabei müssen die einzelnen Bauteileumrandungen mit den Bauteilenamen und deren Polarität sowie die Konturen der Leiterplatte klar gekennzeichnet sein, um die Platine genau nach den vorgegebenen DIN- und ISO-Normen bestücken und prüfen zu können.

SMD-Schablonen sind detailgenaue Lötpläne und dienen als Schablone für alle nachfolgenden Lötarbeiten. Dabei wird die Schablone vor der eigentlichen Bestückung mit den lasergeschnittenen Löchern exakt über den Lötpads positioniert und anschließend mit der Leiterkarte zusammengepresst. SMD-Schablonen verfügen über optimale Passgenauigkeiten im Toleranzbereich von ± 2µm, weshalb Leiterplatten auch mit kleinsten Komponenten durch Lotpastendruck bestückt werden können. Typische Beispiele sind Klebeschablonen zum Überkopf-Löten, Schablonen für Schnellspannsysteme oder Stufenschablone, welche den Lotpastendruck von mehrlagigen Multilayern ermöglichen.

EMS steht für Electronic Manufacturing Services und bezeichnet einen Fertigungsdiensleister für die Herstellung elektronischer Baugruppen. Der Schwerpunkt dieser EMS-Dienstleister liegt dabei auf der Lohnbearbeitung von Leiterplatten, welche im Auftrag von Kunden entwickelt, designt, bestückt und geprüft werden.

Je nach Anforderung erfolgt das Bestücken von Leiterplatten mit SMD-, BGA- oder THT-Bauteilen, welche automatisiert oder von Hand mit der Platine verlötet werden. So verfügen THT-Bauteile über Drahtanschlüsse zur manuellen Durchsteckmontage, während THT-Komponenten in THR-Form an die maschinelle Bestückung und thermischen Belastungen eines Reflow-Prozesses angepasst sind. SMD-Elemente besitzendagegen anstelle von Drahtanschlüssen lötfähige Anschlussflächen, welche ein direktes Verlöten auf der Platine ermöglichen. BGA-Bauteile sind elektronische Bauteile mit einer speziellen Gehäuseform für integrierte Schaltungen, bei welchen alle Anschlüsse für die nachfolgende SMD-Bestückung auf der Unterseite angebracht sind. Typische Bestückungselemente sind Dioden, Widerstände, Kondensatoren, IC-Chips, Steckerleisten, Mikrocontroller.

Das Bestücken von Leiterplatten mit SMD-Bauteilen erfolgt auf CNC-gesteuerten Bestückungsautomaten. Diese Maschinen positionieren und verlöten in automatisierten Arbeitsschritten die Leiterplatten mit den elektronischen Bauelementen, welche als Blister-Gurte auf Rollen, Tabletts mit Vertiefungen oder als Gurt-Belt über eine Bauteilversorgungsstation der Maschine für den Bestückungsprozess zur Verfügung gestellt werden. Im Anschluss nimmt der Mehr-Achsen-Bestückungskopf mit einem Saugsystem die bereitgestellten SMD-Bauteile auf und platziert diese über den Lötpads der Leiterplatte, welche nach dem Verlöten über ein Fördersystem abtransportiert wird.