Die Entscheidung „SMT oder THT“ ist eines der am häufigsten wiederkehrenden Dilemmata in Elektronikprojekten — und eines der am meisten unterschätzten. In der Praxis betrifft sie nämlich selten die gesamte Platine. Sie betrifft jedes einzelne Schaltungselement. In einem modernen Hybridprojekt gehen manche Bauteile in SMT, manche in THT — und wo die Grenze gezogen wird, entscheiden fünf konkrete Kriterien, die wir in diesem Artikel behandeln.
Ein Konstrukteur, der ein neues Gerät entwirft, beginnt meist mit der Standardannahme: „Alles kommt in SMT.“ Der Pick-&-Place-Automat ist schneller, die Serienkosten niedriger, die Bestückung wiederholbarer. Das Problem entsteht bei konkreten Bauteilen: dem 230-V-Versorgungssteckverbinder, dem Impulstransformator, dem 470-µF-Elektrolytkondensator, dem Leistungsrelais. Für jedes davon muss man bewusst entscheiden, ob es in SMT verbleibt oder in THT wechselt. Der detaillierte Katalog konkreter Durchsteckbauteile und ihrer Typen hilft zu erkennen, für welche Bauteile Ihres Projekts diese Entscheidung relevant ist.
Inhaltsverzeichnis
- Standardannahme – SMT als Ausgangspunkt
- 5 Entscheidungskriterien – wann ein Element in THT wechseln
- Kriterium 1: Strom und Spannung
- Kriterium 2: Mechanische Belastungen
- Kriterium 3: Masse und Abmessungen des Bauteils
- Kriterium 4: Betriebsbedingungen (Vibrationen, Temperatur, Feuchte)
- Kriterium 5: Gerätelebenszyklus und Serviceanforderungen
- Entscheidungsbaum – schnelles Auswahlverfahren
- Wann SMT dennoch ausreicht – häufige Missverständnisse
- FAQ – Entscheidungsfragen, die wir am häufigsten erhalten
Standardannahme – SMT als Ausgangspunkt
Bevor Sie konkrete Kriterien analysieren, empfiehlt sich eine pragmatische Ausgangsregel: In einem modernen Projekt geht jedes Element in SMT, sofern kein konkreter Grund besteht, es in THT zu verschieben. Das ist das Gegenteil des Denkens vor 20 Jahren, als THT die Standardwahl war und SMT die Ausnahme für Miniaturisierung. Die Technologiewahl beeinflusst auch das Design der Leiterplatte — Leiterbahnführung, Padabstände, Anordnung der Durchkontaktierungslöcher.
Den Gesamtüberblick beider Technologien mit Vergleichskriterien beschreibt der Artikel „SMT vs. THT – wichtigste Unterschiede und wann man welche wählt“. Hier konzentrieren wir uns auf das konkrete Entscheidungsverfahren pro Element.
5 Entscheidungskriterien – wann ein Element in THT wechseln
Für jedes Bauteil, das als THT-Kandidat erscheint, durchlaufen wir fünf Fragen. Es reicht, wenn eine davon „Ja“ lautet — das Element sollte in der Durchstecktechnologie verbleiben. Wenn alle fünf „Nein“ ergeben — ist SMT wahrscheinlich ausreichend.
| Regel der 5 Kriterien im Überblick: 1. Führt das Bauteil >5 A oder arbeitet es bei Spannung >60 V DC / 230 V AC? 2. Wird das Bauteil mechanisch belastet während des Gerätebetriebs? 3. Wiegt das Bauteil mehr als 5 g oder ist es größer als Standard-SMD-Gehäuse? 4. Arbeitet das Gerät unter starken Vibrationen, Thermozyklen oder Feuchte? 5. Überschreitet der Gerätelebenszyklus 10 Jahre mit Serviceanforderung? Wenn auch nur eine Antwort „Ja“ lautet → THT wählen. |
Kriterium 1: Strom und Spannung
Der grundlegendste Faktor. SMT-Pads haben begrenzte Kontaktfläche, was den maximalen führbaren Strom ohne Überhitzung begrenzt. THT mit großen metallisierten Löchern und dicken Anschlüssen bewältigt Ströme, die um Hunderte Male größer sind.
Konkrete Entscheidungsschwellen
- Strom bis 3 A – ohne Frage SMT. Standardpads der meisten Gehäuse bewältigen das problemlos.
- Strom 3–5 A – Grenzzone. SMT erfordert größere Pads, dickeres Kupfer (mind. 70 µm) und durchdachte thermische Leitbahnführung. THT als einfachere Alternative erwägen.
- Strom 5–10 A – meist THT. SMT-Bauteile für diese Ströme existieren, erfordern aber dediziertes Design und dickes Kupfer.
- Strom über 10 A – praktisch ausschließlich THT. Ausnahmen (spezialisierte SMT-Leistungsmodule) sind teuer und nur in sehr spezifischen Anwendungen eingesetzt.
Spannungen – ebenso wichtig
Spannungen über 60 V DC oder 230 V AC gehen praktisch immer in THT. Begründung: SMT erfordert sehr genaue Einhaltung von Isolationsabständen (Kriechstrecke, Luftstrecke), und diese sind für höhere Spannungen deutlich größer als typische SMD-Bauteilabmessungen. Netzsteckverbinder 230 V, Hochspannungskreise in Wechselrichtern, Versorgungsabschnitte in Defibrillatoren — alles standardmäßig THT.
Praktischer Anhaltspunkt: Arbeitet die Schaltung auf Netzspannung 230 V AC, gehen alle Bauteile in diesem Versorgungsabschnitt (Filterkondensatoren, Transformator, Gleichrichterbrücke, Schutzvaristor, Sicherung) in Durchstecktechnologie. Der Niedersspannungsabschnitt nach dem Transformator (5 V, 12 V, 24 V) kann bereits in SMT ausgeführt werden.
Kriterium 2: Mechanische Belastungen
Das zweitwichtigste Kriterium. Wenn ein Bauteil während des normalen Gerätebetriebs mechanisch belastet wird — durch Vibrationen, Stöße, Kabelanschlusskräfte — wird SMT problematisch. Wiederkehrende mechanische Belastungen schwächen Lötverbindungen schrittweise, was bei SMT nach einigen Monaten oder Jahren zum Ausfall führt.
Außensteckverbinder
Jeder Steckverbinder, an den der Benutzer ein Kabel anschließt und trennt, erzeugt Kräfte zehn-, hundert- und tausendmal im Gerätelebenszyklus. Die Netzbuchse eines Laptops, der USB-Port eines Scanners, die RJ-45-Buchse eines Routers — all diese Elemente unterliegen mechanischen Belastungen, denen SMT nicht lange standhält. SMT-Versionen dieser Steckverbinder existieren, werden aber nur in günstigen Konsumergeräten mit kurzem Lebenszyklus eingesetzt.
Benutzergesteuerte Elemente
Taster, Potentiometer, Drehencoder, Schalter — jedes davon wird hundert- oder tausendmal im Gerätelebenszyklus gedrückt, gedreht oder umgeschaltet. Die Druckkraft eines Benutzerfingers beträgt typisch 1–3 N, was für mikroskopische SMT-Pads eine erhebliche Belastung ist. THT mit langen Anschlüssen überträgt diese Belastung in die PCB-Struktur, wo sie sicher abgebaut wird.
Mechanische Vibrationen
Geräte, die unter Vibrationsbedingungen arbeiten (Industriemaschinen, Fahrzeuge, mobile Geräte), erzeugen kontinuierliche Schwingungen, die sich in Lötverbindungen akkumulieren. Für SMT führt das zum „Solder Joint Fatigue“ — Materialermüdung und Verbindungsrisse (eines der Symptome ist eine kalte Lötstelle im SMT). Bei THT bleibt die Verbindung durch die Geometrie des Anschlusses mechanisch vorgespannt.
Kriterium 3: Masse und Abmessungen des Bauteils
Auch die physischen Eigenschaften des Bauteils spielen eine Rolle. Ein schweres Element, das nur durch Lot auf der PCB-Oberfläche gehalten wird (ohne Verankerung), kann sich bereits bei normalen Transporterschütterungen lösen. Ein großes Element hat keine SMD-Entsprechung.
Massegrenzen
- Bis 5 g – jedes Standard-SMD-Bauteil (von 0201 bis große TSSOP-, SO-8-Gehäuse) fällt in diesen Bereich. SMT ohne Einschränkungen.
- 5–20 g – Grenzzone. Große ICs in PLCC-, QFP-176-, BGA-256-Gehäusen fallen hierher und sind in SMT verfügbar, erfordern aber zusätzliche mechanische Befestigung (Wärmeleitkleber, Klammer).
- 20–100 g – praktisch immer THT. Leistungsdrosseln, großkapazitive Elektrolytkondensatoren, Relais — all diese Elemente fallen in diesen Bereich und erfordern mechanische Verankerung in der PCB.
- Über 100 g – THT plus mechanische Befestigung am Gehäuse. Netztransformatoren 50 Hz, große Elektrolytkondensatoren, EMI-Filterdrosseln — alle zusätzlich mit Schrauben oder Schellen befestigt, unabhängig vom Löten.
Abmessungen und SMD-Bauteil-Verfügbarkeit
Nicht jedes Bauteil existiert in SMD-Ausführung. Ein klassischer Netztransformator mit Eisenkern, ein 4.700-µF/50-V-Elektrolytkondensator, ein 30-A-Industrierelais — SMT-Versionen für diese Elemente existieren schlicht nicht oder sind so teuer, dass sie wirtschaftlich unsinnig sind. Die Wahl von THT ist dann keine Projektentscheidung — sie ist eine Notwendigkeit aus der Bauteilversorgungslage.
Kriterium 4: Betriebsbedingungen (Vibrationen, Temperatur, Feuchte)
Die Betriebsbedingungen des Geräts haben fundamentalen Einfluss auf die Montagerechnologiewahl. Ein Gerät, das in einem klimatisierten Büro arbeitet, kann praktisch vollständig in SMT ausgeführt werden. Ein Gerät, das auf 4.000 m Höhe, bei Temperaturen von -40 bis +85 °C und bei dauerhaften Vibrationen arbeitet, erfordert einen anderen Ansatz.
Thermozyklen
Jeder Heiz-Kühl-Zyklus verursacht mikroskopische Ausdehnung und Kontraktion von Bauteil und PCB. Da sie unterschiedliche thermische Ausdehnungskoeffizienten haben, entstehen mechanische Spannungen in den Lötverbindungen. Bei SMT, wo die Verbindung wenig mechanische Reserve hat, führt das nach Zehntausenden von Zyklen zur Materialermüdung. THT hält dank der Elastizität langer Anschlüsse Hunderttausende von Zyklen ohne Schäden aus.
Vibrationen in der Arbeitsumgebung
Anwendungen in Fahrzeugen (Straße, Bahn, Luft), in Industriemaschinen, in mobilen Werkzeugen — all diese setzen die Elektronik dauerhaften Vibrationen aus. Die IPC-A-610-Klasse 3 erfordert eine bestimmte Vibrationsbeständigkeit der Lötverbindungen, die mit THT leichter zu erfüllen ist als mit SMT.
Feuchte und Korrosion
In Umgebungen mit hoher Feuchte oder korrosiven Substanzen (chemische Industrie, maritime Energietechnik) sind SMT-Lötverbindungen stärker korrosionsgefährdet. THT hat durch die Lochmetallisierung einen deutlich größeren „Sicherheitspuffer“ — Korrosion müsste die gesamte Metallisierungslänge erfassen, bevor die Verbindung beschädigt wäre.
Kriterium 5: Gerätelebenszyklus und Serviceanforderungen
Das letzte Kriterium wird oft unterschätzt, hat aber fundamentale Bedeutung für die Produktwirtschaftlichkeit. Ein Gerät mit 2–3-jährigem Lebenszyklus (Konsumerelektronik) kann vollständig in SMT ausgeführt werden — niemand wird es reparieren, bei Ausfall wird das gesamte Modul getauscht. Ein Gerät mit 15–30-jährigem Lebenszyklus (Industrieregler, Bahnsignalisierung, Medizingerät) braucht Servicemöglichkeiten.
Feldreparierbarkeit
Ein Servicetechniker im Feld hat meist nur einen klassischen Lötkolben zur Verfügung. Der Tausch eines SMT-Bauteils, besonders BGA, erfordert eine Reworkstation mit Heißluft, präzise Pastendosierung, einen erfahrenen Bediener. In der Praxis ist ein solcher Feldtausch unmöglich — das Gerät muss ins Servicezentrum, was für kritische Anwendungen kostspielige Ausfallzeiten bedeutet.
THT löst dieses Problem elegant. Ein klassischer 40-W-Lötkolben reicht für den Tausch jedes THT-Bauteils. Ein Techniker mit Grundausrüstung kann Relais, Potentiometer oder Stromanschlussklemme in 15 Minuten tauschen. Für Geräte an schwer zugänglichen Orten (abgelegene Basisstationen, Offshore-Anlagen, Bahnsignalisierung) ist das ein fundamentaler wirtschaftlicher Unterschied.
Langfristige Ersatzteilverfügbarkeit
THT-Bauteile (besonders Standardbauteile — Transformatoren, Relais, Elektrolytkondensatoren) sind jahrzehntelang verfügbar. SMD-Versionen entwickeln sich oft schneller weiter, Gehäuse werden geändert, spezifische Modelle abgekündigt. Für Geräte mit 15+-jährigem Lebenszyklus bedeutet das ein Problem: Der Hersteller kann nach 5 Jahren feststellen, dass der spezifische SMD-Mikrocontroller nicht mehr produziert wird. Für THT ist das Risiko deutlich geringer.
Entscheidungsbaum – schnelles Auswahlverfahren
Für jedes Bauteil, das Sie als THT-Kandidaten vermuten, wenden Sie das folgende Verfahren an. Beantworten Sie der Reihe nach, stoppen Sie beim ersten „Ja“ — das ist bereits ausreichender Grund für THT.
| Frage | Antwort „Ja“ = THT |
| 1. Muss das Bauteil mehr als 5 A führen? | JA → THT |
| 2. Arbeitet das Bauteil bei Spannung >60 V DC oder >230 V AC? | JA → THT |
| 3. Wird das Bauteil mechanisch belastet (Drücken, Kabelanschluss)? | JA → THT |
| 4. Wiegt das Bauteil mehr als 5 g? | JA → THT |
| 5. Arbeitet das Gerät unter Vibrationen oder Thermozyklen >100 Zyklen/Tag? | JA → THT |
| 6. Überschreitet der Gerätelebenszyklus 10 Jahre mit Servicepflicht? | JA → THT |
| 7. Existiert eine sinnvolle SMD-Version dieses Bauteils zu vernünftigem Preis? | NEIN → THT |
Nach Durchlaufen aller sieben Fragen ohne ein einziges „Ja“ — kann das Bauteil wahrscheinlich in SMT verbleiben. Bei mindestens einem „Ja“ — lohnt sich THT. In einem typischen Industrieprojekt erfüllen 10–20 % der Bauteile mindestens eines dieser Kriterien und gehen in THT.
Wann SMT dennoch ausreicht – häufige Missverständnisse
In der Projektpraxis begegnen uns regelmäßig Missverständnisse, die zur unnötigen Wahl von THT führen, wo SMT wirtschaftlicher wäre.
„Alle Spannungsregler müssen in THT sein“
Falsch. Spannungsregler bis 3 A sind heute in SMD-Gehäusen (DPAK, D2PAK) mit hervorragender Wärmeabführung verfügbar. Ein 1-A-LDO-Regler in SOT-223-Gehäuse ist SMT-Standardlösung. Erst Leistungsregler über 5 A mit Kühlkörperkühlung erfordern wirklich THT (Gehäuse TO-220).
„Gleichrichterdioden gehen immer in THT“
Falsch. Schottky-Dioden bis 5 A und Gleichrichterbrücken bis 3 A sind im SMT-Standardangebot (Gehäuse DO-214, DO-220). Erst über diesen Grenzen oder bei spezifischen Anforderungen (hohe Sperrspannung) greift man auf THT zurück.
„Alle Steckverbinder müssen in THT sein“
Falsch. SMT-Steckverbinder sind heute Standard für interne Modul-zu-Modul-Verbindungen (Mezzanine, Board-to-Board, FPC für Displays), wo keine äußeren mechanischen Belastungen vorhanden sind. THT reservieren wir für Außensteckverbinder, zu denen der Benutzer Zugang hat.
„Elektrolytkondensatoren sind immer THT“
Falsch. SMD-Versionen von Elektrolytkondensatoren bis 100 µF/50 V sind verfügbar und bewähren sich in kleinen Schaltkreisen. Über diesen Kapazitätswerten (typisch in Leistungsnetzteilen) ist THT zwar Standard — aber nicht automatisch für jeden Elektrolytkondensator im Projekt. Das bewusste Durchdenken dieser Entscheidung im Layout-Stadium eliminiert einen der typischen PCB-Fertigungsfehler.
BaZeKo hilft bei der Technologiewahl
Seit über 25 Jahren hilft BaZeKo Kunden bei der bewussten Montagerechnologiewahl für jedes Element ihrer Projekte. Im Rahmen der kostenlosen DFM-Analyse vor der Produktion prüfen unsere Technologen die Kunden-BOM und weisen auf Bauteile hin, bei denen ein Technologiewechsel sinnvoll ist — von THT auf SMT (zur Kosteneinsparung) oder von SMT auf THT (für Zuverlässigkeit und langen Lebenszyklus). Diese Beratung ist kostenlos und ermöglicht typischerweise eine 10–30%-ige Projektoptimierung in der Gesamtkostenrechnung.
Wir realisieren das vollständige Volumenspektrum — von Prototypen bis zur Großserienfertigung — im Full-Turnkey-Modell mit PCB-Fertigung, SMT- und THT-Bestückung, Funktionstests und Verpackung. Alle Prozesse gemäß IPC-A-610 und ISO 9001:2015. Mehr zu konkreten THT-Anwendungen in verschiedenen Branchen im Artikel „THT-Durchsteckmontage – Anwendungen und Branchen“.
Zusammenfassung
Die Wahl zwischen SMT und THT betrifft selten die gesamte Platine. In der Praxis betrifft sie jedes einzelne Schaltungselement. Ein bewusster Konstrukteur durchläuft für jeden THT-Kandidaten fünf Entscheidungskriterien: Strom und Spannung, mechanische Belastungen, Masse und Abmessungen, Betriebsbedingungen, Gerätelebenszyklus. Es reicht, wenn eines dieser Kriterien erfüllt ist — das Element geht in THT. Wenn keines erfüllt ist — ist SMT günstiger und ausreichend.
Dieses Verfahren vermeidet beide Extreme: übermäßige SMT-Optimierung (mit Zuverlässigkeitsproblemen) und übermäßige THT-Nutzung (mit Kostenüberschreitungen). In einem typischen Hybridprojekt verbleiben 80–95 % der Bauteile in SMT, 5–20 % gehen in THT — und diese Anteile ergeben sich aus den konkreten Anforderungen jedes Elements.
FAQ – Entscheidungsfragen, die wir am häufigsten erhalten
Muss wirklich jedes Bauteil einzeln analysiert werden?
Ja, aber das Verfahren ist schnell. Für ein typisches Projekt mit 100–200 Bauteilen beschränkt sich die Analyse auf 15–20 Minuten — die meisten Elemente kommen sofort in SMT (Widerstände, Keramikkondensatoren, ICs), und eine detaillierte Analyse erfordern meist nur 10–15 kritische Bauteile. Ein guter EMS-Technologe führt diese Analyse automatisch im DFM durch.
Wie mit gekühlten Spannungsreglern umgehen?
Regler bis 3 A – SMT (Gehäuse DPAK, D2PAK). Regler 3–5 A – Grenzzone, abhängig von Temperatur- und Mechanikbedingungen der Anwendung. Regler über 5 A mit externem Kühlkörper – meist THT (Gehäuse TO-220 oder TO-247). Der Schlüssel ist die Wärmeableitung – erfordert sie einen am Gerätegehäuse angeschraubten Kühlkörper, ist TO-220/THT die natürliche Lösung.
Was mit MOSFETs in Leistungsanwendungen?
Abhängig von Strom und Kühlmethode. MOSFETs bis 30 A mit PCB-Kühlung (ohne externen Kühlkörper) – verfügbar in Gehäusen D2PAK, TO-263, PowerPAK SO-8 (SMT). MOSFETs über 30 A oder mit externem Kühlkörper – meist TO-220 oder TO-247 (THT).
Lohnt es sich, SMT zur Kostensenkung zu erzwingen?
Nur, wenn das Bauteil wirklich alle 5 Kriterien erfüllt. SMT für ein mechanisch belastetes oder hohen Strom führendes Element zu erzwingen „weil günstiger“ ist die häufigste Ursache für Qualitätsreklamationen nach dem Produktlaunch. Ein Feldausfall kostet 10–100× mehr als die Einsparung am Bauteil — das Risiko lohnt sich nicht.
Wann Wechsel von THT auf SMT erwägen?
Erwägen, wenn der Strom unter 3 A gesunken ist, das Bauteil nicht mechanisch belastet wird, das Gerät unter kontrollierten Bedingungen arbeitet und der Lebenszyklus 2–5 Jahre beträgt (Konsumerprodukt). Klassische Szenarien: Regler 1 A von TO-220 → SO-8, Gleichrichterdioden 1 A von DO-41 → SMA, interne PCB-Steckverbinder von Pinheader → Board-to-Board SMT.
Wer sollte diese Entscheidung treffen – Konstrukteur oder EMS-Hersteller?
Zusammenarbeit. Der Konstrukteur kennt die Anwendungsanforderungen (Ströme, Spannungen, Betriebsbedingungen, Lebenszyklus) — er hat die Eingangsdaten. Der EMS-Technologe kennt die Fertigungsrealität, Bauteilversorgung, Kosten pro Technologie — er empfiehlt die optimale Lösung. Die besten Ergebnisse liefert früher Informationsaustausch im Rahmen der DFM-Analyse vor Produktionsbeginn.
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