Sie steckt in Autos, Maschinen, Computern und unzähligen Geräten des Alltags: die Leiterplatte. Doch bis aus einer scheinbar unscheinbaren Platine ein funktionierendes Hightech-Produkt wird, sind zahlreiche Arbeitsschritte und unterschiedliche Fachkräfte gefragt. Ein Blick in die Elektronikfertigung zeigt, wie eng Entwicklung, Software, Fertigung und Qualitätsprüfung heute zusammenarbeiten – und welche beruflichen Möglichkeiten sich daraus ergeben.
Platinen: klein, komplex und präzise
Elektronische Geräte präsentieren sich meist als fertiges Produkt – was sich in ihrem Inneren abspielt, bleibt dagegen verborgen. Dabei steckt dort jede Menge Technik: Auf einer Leiterplatte, auch PCB genannt, werden elektronische Bauteile miteinander verbunden. Leiterbahnen aus Kupfer führen elektrische Signale und sorgen dafür, dass Widerstände, Prozessoren, Sensoren und viele weitere Komponenten miteinander kommunizieren können.
Damit das zuverlässig funktioniert, kommt es auf höchste Präzision an. Besonders deutlich wird das bei der sogenannten SMD-Technik. Die Abkürzung steht für „Surface-Mount Device“ – Bauteile, die direkt auf die Oberfläche der Leiterplatte gesetzt werden. Viele davon sind so klein, dass man sie mit bloßem Auge kaum noch unterscheiden kann.
Ein wichtiger Schritt vor der eigentlichen Bestückung ist deshalb der präzise Auftrag der Lötpaste. Sie stellt später die elektrische und mechanische Verbindung zwischen Bauteil und Leiterplatte her.
Eine Schablone mit Präzisionsauftrag
Eine wichtige Rolle spielt dabei die SMD-Schablone. Bei der Bestückung wird die Schablone auf der Leiterplatte ausgerichtet. Durch ihre Öffnungen wird Lötpaste auf genau die Stellen aufgetragen, an denen später elektronische Bauteile sitzen sollen. Anschließend setzt eine Bestückungsmaschine die Komponenten mit hoher Geschwindigkeit und Genauigkeit auf die Platine.
Damit dieser Ablauf funktioniert, ist eine exakt positionierte und präzise gefertigte SMD-Schablone Voraussetzung für den Produktionsablauf. Die Ausrichtung der Schablone ist entscheidend. Verschiebt sie sich gegenüber der Leiterplatte, liegt die Lötpaste nicht mehr exakt auf den vorgesehenen Kontaktflächen. Das kann dazu führen, dass Bauteilanschlüsse beim späteren Lötprozess nicht vollständig verbunden werden oder dass Paste zwischen benachbarte Kontakte gelangt.
Die Lötpaste selbst muss nicht nur auf die exakte Position, sondern auch in der richtigen Menge aufgetragen werden. Wird zu wenig Paste aufgetragen, kann nach dem Löten eine unvollständige oder mechanisch schwache Lötstelle entstehen. Bei einer zu großen Pastenmenge steigt dagegen das Risiko, dass sich die Paste beim Aufschmelzen über benachbarte Kontaktflächen verteilt. Bei sehr kleinen Abständen zwischen den Anschlüssen können dadurch unerwünschte elektrische Verbindungen, sogenannte Lötbrücken, entstehen.
Hier zeigt sich, dass es oftmals kleine, präzise Arbeitsschritte sind, die darüber entscheiden, ob ein Produkt am Ende zuverlässig funktioniert. Dahinter stehen Menschen, die mit ihrem Wissen diese Prozesse möglich machen.
Hinter der Technik stehen unterschiedliche Fachkräfte
Von der ersten technischen Idee bis zur geprüften Baugruppe sind verschiedene Fachkräfte beteiligt. Welche Berufe tatsächlich zum Einsatz kommen, hängt vom Unternehmen und vom jeweiligen Fertigungsschritt ab. Typischerweise reicht das Spektrum von der Entwicklung und Konstruktion über die Produktion bis zur Prüfung und Prozessoptimierung.
Unternehmen, die Leiterplatten herstellen und bestücken, sind für die Produktentwicklung selbst oftmals nicht zuständig. Dort werden die gelieferten Daten allerdings auf Korrektheit und Umsetzbarkeit überprüft. Beispielhaft sind hier einige der Berufe genannt, jeweils mit ihrem Bezug zur Leiterplattenherstellung und -bestückung.
1. Ingenieur/in für Elektrotechnik oder Produktionstechnik
Ausbildung:
- Studienfach Elektrotechnik: Studium mit Bachelorabschluss, Regelstudiendauer 6 bis 8 Semester; anschließend ist ein Masterstudium möglich.
- Studienfach Produktionstechnik: Studium mit Bachelorabschluss, Regelstudiendauer 6 bis 8 Semester; anschließend ist ein Masterstudium möglich.
Entwicklung und Leiterplattendesign: Elektroingenieure entwickeln elektronische Schaltungen und Systeme und können festlegen, welche Bauteile und Funktionen eine Leiterplatte benötigt. Sie arbeiten beispielsweise an Schaltungsentwürfen, beurteilen technische Anforderungen und begleiten die Entwicklung bis zum fertigen Produkt. Je nach Spezialisierung können sie auch an Mikroelektronik, Automatisierung oder Fertigungsverfahren arbeiten. In der Produktion überwachen sie außerdem technische Prozesse und Prüfverfahren.
Fertigungsprozesse optimieren: Produktionstechnisch ausgerichtete Ingenieure beschäftigen sich damit, wie Produkte zuverlässig, wirtschaftlich und reproduzierbar hergestellt werden. In der Elektronikfertigung können sie beispielsweise Bestückungs-, Löt- und Prüfprozesse planen, automatisierte Anlagen einsetzen und Produktionsabläufe anhand von Prozessdaten verbessern.
Auch die Analyse wiederkehrender Fertigungsfehler kann zu ihren Aufgaben gehören. Studiengänge aus dem Bereich Produktions- und Automatisierungstechnik verbinden dafür unter anderem Fertigungstechnik, Elektrotechnik, Mess-, Steuerungs- und Regelungstechnik sowie Robotik und Fabrikautomation.
2. Elektroniker/in für Geräte und Systeme
Ausbildung: Duale Ausbildung, Dauer: 3,5 Jahre
Baugruppen und Fertigungsunterlagen: Elektroniker für Geräte und Systeme können elektronische Baugruppen fertigen, Leiterplatten erstellen beziehungsweise an deren Umsetzung mitwirken, Komponenten montieren und elektrische Größen messen. Außerdem können sie Fertigungs- und Prüfmaschinen einrichten, Fertigungsunterlagen erstellen und bei der Qualitätssicherung mitarbeiten.
3. Maschinen- und Anlagenführer/in
Ausbildung: Duale Ausbildung, Dauer: 2 Jahre
Laufende Produktion: Maschinen- und Anlagenführer richten Produktionsmaschinen ein, bedienen und überwachen sie und kontrollieren die Qualität der gefertigten Produkte. In einem Betrieb der Elektronikfertigung können sie beispielsweise an automatisierten Produktionsanlagen eingesetzt werden.
Je nach Unternehmen kann das die Überwachung von Anlagen für einzelne Fertigungsschritte oder die Kontrolle von Produktionsabläufen umfassen. Bei Störungen oder Qualitätsabweichungen greifen sie ein und leiten die notwendigen Maßnahmen ein.
4. Mechatroniker/in
Ausbildung: Duale Ausbildung, Dauer: 3,5 Jahre
Maschinen und Anlagen betreuen: In der automatisierten Elektronikfertigung arbeiten zahlreiche Maschinen mit mechanischen, elektrischen und elektronischen Komponenten zusammen. Mechatroniker bauen solche Systeme auf, nehmen sie in Betrieb, prüfen sie und halten sie instand.
Bei einer Bestückungs- oder Prüfmaschine können sie beispielsweise Sensoren, Antriebe, Steuerungen und mechanische Komponenten überprüfen und bei Störungen die Fehlerursache eingrenzen.
5. Elektrotechniker/in
Weiterbildung: Staatlich geprüfter Techniker, Fachrichtung Elektrotechnik; Dauer je nach Bundesland und Schulform unterschiedlich, häufig etwa 2 Jahre in Vollzeit.
Prozesse und Technik weiterentwickeln: Die Techniker-Weiterbildung baut für gewöhnlich auf einer einschlägigen Berufsausbildung und Berufspraxis auf. Elektrotechniker können anschließend beispielsweise technische Prozesse planen, Fertigung und Montage organisieren, Prüfverfahren betreuen oder technische Anlagen und Baugruppen weiterentwickeln.
In der Leiterplattenfertigung können sie damit eine Schnittstellenfunktion zwischen praktischer Fertigung, Qualitätssicherung und technischer Planung übernehmen.
6. Fachkräfte der Qualitätssicherung
Weiterbildung: Je nach Unternehmen kommen beispielsweise Elektroniker, Mechatroniker, Techniker oder Ingenieure zum Einsatz, die speziell weitergebildet werden.
Prüfen und Fehler analysieren: Nach dem Bestücken und Löten muss geprüft werden, ob die Baugruppe den technischen Anforderungen entspricht. Fachkräfte kontrollieren beispielsweise Messergebnisse, Prüfberichte und Ergebnisse automatisierter optischer Inspektionen.
Treten wiederholt Fehler an derselben Stelle auf, untersuchen sie gemeinsam mit der Produktion mögliche Ursachen – etwa einen fehlerhaften Pastenauftrag, eine falsche Bauteilposition oder Probleme beim Lötprozess.
Karriere-Check: Berufe rund um die Leiterplatte
| Interesse und Stärke | Berufliche Richtung | Ausbildungsweg und Dauer | Typische Aufgaben |
|---|---|---|---|
| Elektronik verstehen, messen und Fehler finden; Umgang mit CAD-Programmen | Elektroniker/in für Geräte und Systeme | Duale Ausbildung, 3,5 Jahre | Elektronische Baugruppen fertigen und bestücken, elektrische Größen messen, Baugruppen prüfen und Fehler suchen |
| Mechanik, Elektronik und Steuerungen verbinden | Mechatroniker/in | Duale Ausbildung, 3,5 Jahre | Maschinen und Anlagen betreuen, Komponenten prüfen, Steuerungen kontrollieren und Störungen analysieren |
| Maschinen bedienen und Produktionsabläufe überwachen | Maschinen- und Anlagenführer/in | Duale Ausbildung, 2 Jahre | Produktionsmaschinen einrichten, bedienen und überwachen sowie Produktqualität kontrollieren |
| Elektronik und technische Systeme entwickeln | Ingenieur/in für Elektrotechnik | Bachelorstudium meist 6 bis 8 Semester; gegebenenfalls Master | Elektronische Schaltungen und Systeme entwickeln, Bauteile auswählen und Leiterplattenkonzepte begleiten |
| Prozesse planen, automatisieren und verbessern | Ingenieur/in für Produktionstechnik | Bachelorstudium meist 6 bis 8 Semester; gegebenenfalls Master | Produktions- und Fertigungsprozesse entwickeln, automatisieren und optimieren sowie Prozessdaten auswerten |
| Technische Verantwortung übernehmen und Prozesse vertiefen | Staatlich geprüfte/r Techniker/in – Fachrichtung Elektrotechnik | Weiterbildung, häufig 2 Jahre in Vollzeit | Technische Prozesse und Anlagen planen, Prüfverfahren weiterentwickeln und zwischen Entwicklung, Produktion und Qualitätssicherung vermitteln |
Viele Wege führen in die Elektronikbranche
Zusammengefasst kann man sagen, dass eine Karriere in der Elektronikbranche nicht auf einem einzigen Weg verlaufen muss. Der Einstieg kann aus verschiedenen Richtungen erfolgen und durch Weiterbildungen sowie Spezialisierungen ergänzt werden.
Fakt ist: Die Technik wird digitaler, Fertigungsprozesse werden automatisierter – gleichzeitig bleiben Eigenschaften wie Genauigkeit, Verantwortungsbewusstsein, Teamfähigkeit und die Bereitschaft, Probleme systematisch zu lösen, entscheidende Skills in diesem Teil der Arbeitswelt.
