Tipps zum Löten elektronischer Schaltungen (2 - SMD)

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Verwendung und Löten von SMD-Bauteilen

SMD steht für Surface-Mounted Device, also etwa auf der Oberfläche befestigtes Bauteil. Sicherlich kennen Sie diese winzigen Bauteile ohne Anschlussdraht oder Beinchen, die man in praktisch allen modernen industriell gefertigen Geräten findet. Es gibt sie in vielen Bauformen (Größen). Die kleinsten sind winziger als ein Brotkrümel und mit dem bloßen Auge kaum noch zu erkennen.

Warum überhaupt SMD?

Die SMD-Technik ist eine Erfindung der Industrie und bietet in der Massenfertigung Vorteile gegenüber der Verwendung der klassischen bedrahteten Bauelemente, denn SMD-Bauteile ...

Tatsächlich hat die SMD-Technik eine Revolution hinsichtlich der Miniaturisierung in der Elektronik-Massenfertigung bewirkt. Ohne SMD wären beispielsweise die kleinen MP3-Player und USB-Sticks für alle erdenklichen Zwecke nicht machbar.

Ist SMD ein Thema für den Hobby-Bastler?

Die erwähnten Vorteile betreffen tatsächlich in erster Linie die Massenfertigung. Im Hobby-Bereich sieht es schon etwas anders aus. Hier spielt die Handhabung im wörtlichen Sinne eine Rolle, und die unhandlichen Mini-Bauteile sind nicht jedermanns Sache. Der Preisvorteil im Cent-Bereich spielt gar keine Rolle. Dennoch gibt es Situationen, in denen auch der Hobby-Elektroniker SMD-Bauteile sinnvoll einsetzen kann:

Das Thema ist daher doch interessant genug, um sich näher damit zu beschäftigen. Es kann auch sinnvoll sein, auf einer Platine klassische bedrahtete Bauteile mit einzelnen SMD-Elementen zu kombinieren, um Platz und/oder Geld zu sparen. Vor allem größere SMD-Bauteile mit wenigen Anschlüssen, wie bspw. Spannungsregler oder ELKOs, lassen sich leicht löten, so dass eigentlich nichts gegen ihren Einsatz auch im Hobby-Bereich spricht. Möchte man allerdings ‚Vielfüßer’, also ICs mit mindestens sechs Anschlüssen, in eine Schaltung integrieren, stoßen Konstruktionen auf Lochrasterplatine an ihre Grenzen. Hier braucht man eine präzise gearbeitete (geätzte) Platine für ein solides Ergebnis.

Wenn Sie Blut geleckt haben und in die Handhabung von SMD-Bauteilen einsteigen möchten, lohnt sich bestimmt ein Blick auf unsere Bausätze in SMD-Technik, den Experimentierwürfel in SMD-Technik und das Digitalthermometer in SMD-Technik. Beide wurden sorgfältig auf gute Lötbarkeit von Hand optimiert.

Einstieg ins SMD-Löten

Das Löten von SMD-Bauteilen mit wenigen Anschlüssen, zwischen denen nicht gerade nur wenige Zehntel mm Abstand bestehen, ist relativ einfach. Kandidaten wären hier z. B. Taster, Spannungsregler, Drosseln oder LEDs. Man benötigt eine Lötspitze, die klein genug ist, um die einzelnen SMD-Anschlüsse gezielt bearbeiten zu können, sowie einen möglichst feinen Lötzinndraht – 0,5 mm Durchmesser ist hier eher die Obergrenze. Außerdem ist ein Haltewerkzeug erforderlich, am besten eine Pinzette. Es gibt spezielle SMD-Pinzetten aus hitzebeständigem Kunststoff für diesen Zweck, deren Anschaffung sich aber wohl nur lohnt, wenn man sie häufig einsetzen kann. Um nur sehr gelegentlich mal ein SMD-Bauteil zu verarbeiten, kann man sich notfalls sogar mit einem kleinen Schraubenzieher behelfen. Auf gar keinen Fall sollte man erwägen, SMD-Bauteile während des Lötens mit dem Finger oder Fingernagel in Position zu halten. Die Bauteile werden blitzschnell sehr heiß, und Verbrennungen oder das Verrutschen des Bauelements sind fast schon vorprogrammiert. So geht man zweckmäßig vor:

Eingelöteter SMD-Widerstand

Zunächst auf eins der betroffenen Lötaugen (SMD-Pads) auf der Platine etwas Zinn auflöten.
Das Bauteil aufsetzen und den einen entsprechenden Anschluss mit dem Lötkolben so lange erhitzen, bis sich das zuvor aufgebrachte Zinn verflüssigt und das Bauteil auf die Platine ‚durchsackt’. Sollte die Lage nun zu sehr von der Sollposition abweichen, lässt sie sich unter nochmaligem Erhitzen korrigieren – hierbei aufpassen, dass die thermische Belastung des Bauteils nicht zu groß wird, eventuell Abkühlpausen einlegen.
Das Bauelement hat nun Halt auf der Platine, und die übrigen Anschlüsse können verlötet werden. Zum Schluss lötet man ggf. den erstverlöteten Anschluss noch einmal nach. Wenn das Zinn nicht so fließen will, wie es soll, Löthonig verwenden!

Bewährt hat sich auch die folgende Technik, insbesondere bei kleinen Bauelementen im Randbereich der Platine:
Einfach das Bauteil mit Hilfe einer selbstklemmenden Pinzette genau positionieren und festlöten. So wird nebenher auch eine gewisse Kühlung des Bauelements beim Löten sichergestellt.

Bei SMD-Bauteilen mit mehr und enger benachbarten Pins, etwa ICs, kann man prinzipiell in gleicher Weise verfahren. Hierbei muss man aber in Kauf nehmen, dass sich zwischenzeitlich Zinnbrücken zwischen den Pins bilden, die man mit Hilfe von Entlötlitze wieder beseitigen kann. Unbedingt das Resultat unter einer Lupe kontrollieren!

SMD-Bauteile auf herkömmlicher Platine

Je nach Layout einer gegebenen Platine lässt sich eventuell auch das eine oder andere Bauteil, das eigentlich bedrahtet sein sollte, durch sein SMD-Pendant ersetzen - das spart Material und womöglich etwas Zeit beim Basteln. Insbesondere stehend angeordnete Widerstände sind aussichtsreiche Kandidaten für einen solchen Austausch. Das nebenstehende Foto zeigt einen Platinenausschnitt, auf dem ein Widerstand und ein keramischer Kondensator entgegen dem Bestückungsplan in SMD-Ausführung eingesetzt wurden (beide Bauteile in Bauform 1206). Ganz so adrett wie im Falle optimal passender SMD-Lötpads sieht das Ergebnis naturgemäß nicht aus; aber für die elektrische Funktion macht das keinen Unterschied.


SMD-Transistor auf Lochrasterplatine

Um einfach einmal ohne viel Aufwand Bauelemente in SMD-Ausführung auszuprobieren, lassen sie sich mit etwas Fingerspitzengefühl auch auf Standard-Lochrasterplatinen mit Kupferaugen auflöten. Die Teilchen sollten nur nicht zu klein sein. Widerstände, Kondensatoren und Leuchtdioden in Bauform 0805 (Grundfläche ca. 2,0 mm x 1,25 mm) oder 1206 (3,2 x 1,6) bspw. lassen sich gut auf zwei direkt bzw. diagonal benachbarte Lochraster-Kupferringe löten. Ebenfalls gut zu handhaben sind LEDs der nahezu quadratischen Bauform PLCC2. Mit ruhiger Hand platziert man auch einen Transistor im SOT23-Gehäuse auf der Lochrasterplatine, wie das nebenstehende Foto zeigt. Als ersten Schritt sollte man Drähte (z. B. abgekniffene Anschlussbeinchen aus der Reste-Tüte) durch die vorgesehenen Bohrungen schieben und möglichst knapp verlöten, so dass sich sehr flache Zinninseln bilden. Auf diese lässt sich anschließend das SMD-Bauteil löten. Der jeweils betroffene Anschlussdraht muss hierbei gegenüber der Platine fixiert werden, etwa mit einer "dritten Hand", damit er nicht wieder herausrutscht.

Wer selbst Platinen entwirft, sollte beachten, dass die Bibliotheken der Layoutprogramme ebenso wie die Empfehlungen im Datenblatt der SMD-Bauteile häufig auf maschinelle Bestückung ausgelegt sind. Die Lötpads sind in diesem Fall so klein wie möglich gehalten. Um ein SMD-Bauelement gut von Hand einlöten zu können, sollten die Lötpads das Bauteil außen um 0,5 bis 1 mm überragen. So lassen sich Lötkolben und -zinn problemlos ansetzen.

Viel mehr speziell über das Löten und Entlöten von SMD-Bauteilen unterschiedlicher Größe erfährt man bspw. bei blue-backlight in der Rubrik Anleitungen (Klick erzeugt neues Fenster).

Allgemeine Tipps zur Handhabung von SMD-Bauteilen und die Beschreibung einer leicht abweichenden Löttechnik findet man im QRP-Project (Klick erzeugt neues Fenster).

Ausführliche Informationen zu allen Aspekten von SMD gibt die Wikipedia (Klick erzeugt neues Fenster).

Viel Erfolg!


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