Fehlersuche in Elektronik-Schaltungen/ Löten und Entlöten

Häufig bringen sich Hobbyelektroniker das Löten und Entlöten selbst bei und es kommt deswegen beim Aufbau oder bei der Reparatur von Schaltungen zu weiteren Fehlern. Meist wird zu heiß gelötet. Das erkennst Du spätestens an abgelösten Leiterbahnen, für die dann extra Drahtbrücken nachgelötet werden müssen. Bei zu heißem Löten verbrennt bzw. verdampft das Flussmittel zu schnell und das Lot benetzt die Lötstelle nur schlecht. Lötest Du bei zu niedrigen Temperaturen, wird das Lot nicht weich, fließt nicht ordentlich und der Lötvorgang dauert übermäßig lang, wodurch Bauteile zu stark erhitzt und beschädigt werden können. Das Löten und Entlöten von Schaltungen sollte geübt werden. Solltest Du SMD-Bauelemente löten wollen, so solltest Du das Löten und Entlöten sicher beherrschen.

Für Standardbauteile reicht eine Temperatur von 300°C völlig aus. Dabei sollte darauf geachtet werden, dass der Lötvorgang nicht länger als 1s—3s dauert! Beim Löten sind vor allem die Temperaturtoleranzen der Bauelemente zu beachten. Löten Sie nicht unnötig lang und nicht oberhalb der Toleranz. Bleifreie Lote schmelzen aber erst bei höheren Temperaturen, verglichen mit solchen, die Blei enthalten. Je höher der Schmelzpunkt des Lotes, desto kleiner ist das Temperaturfenster zwischen Schmelzpunkt und Bauteiltoleranz und desto schwieriger der Lötvorgang.

Gesundheitsratschläge

Die RoHS-Richtlinie ist zwar beschlossen, aber man wird als Nichtunternehmer im Laden die herkömmlichen Weichlote trotzdem zu kaufen bekommen. Das sind Verbindungen in denen Zinn und Blei enthalten sind, sowie Silber und Kupfer enthalten sein können.

Nimm das Weichlot nie in den Mund!

Du riskierst damit eine Bleivergiftung. Es gibt Methoden zu löten, bei denen Du das Blei nicht in den Mund nehmen musst. Wenn Du das Weichlot in den Mund nehmen musst, um zu löten, dann lötest Du nicht richtig.

Wasch Dir die Hände!

Nach dem Löten und auch nach dem Säubern des Lötarbeitsplatzes solltest Du Dir die Hände waschen, um Blei- und Flußmittelreste zu entfernen. Auf keinen Fall dürfen essbare Dinge in der Nähe deiner Lötstation lagern oder mit ungewaschenen Händen verzehrt werden.

Atme keine Dämpfe des Flußmittels ein!

Sorge stets für eine korrekte Entlüftung Deines Lötarbeitsplatzes. Kolophoniumdämpfe sind zwar nicht unmittelbar giftig, können aber Zusatzstoffe enthalten und damit die Schleimhäute reizen oder zu allergischen Reaktionen führen. Da sie die Lungenbläschen verkleben, gelten sie auch als möglicherweise krebserregend. Raucher potenzieren die Risiken.

Schütze Deine Augen!

Beim Löten bemüht man sich die Augen offen zu halten, wobei diese durch Lötzinnspritzer geschädigt oder durch die heiße Luft und die Dämpfe zusätzlich angegriffen werden können. Verwende statt dessen eine Schutzbrille oder eine Lampe mit Lupe, durch die Du mit beiden Augen bequem blicken kannst.

Beim Löten weder Essen noch Trinken!

Richtiges Löten

Das Bauteil wird vorher mechanisch fixiert: Entweder durch die Leiterplatte stecken und umbiegen oder den Draht um die Lötöse wickeln, dann abschneiden. Das kann man mit Hand oder Pinzette erledigen. Die Leiterplatte sollte fixiert sein. Die Lötstelle darf während des Erkaltens nicht bewegt werden!

Für das richtige Löten benutzt Du beide Hände. In einer Hand ist der Lötkolben und in der anderen Hand das Lötzinn. Die richtige Reihenfolge:

1. Den zu lötenden Draht mit der heißen Lötkolbenspitze etwa eine Sekunde lang erhitzen
2. von der gegenüberliegenden Seite Lötzinn zuführen und am erwärmten Draht schmelzen lassen
3. wenn genug geschmolzen ist: Lötzinn zuerst entfernen
4. dann erst den Lötkolben zurückziehen
5. die Lötstelle ohne mechanische Bewegung erkalten lassen, sonst gibt es eine „kalte“ Lötstelle

Zu einem gut sortierten Lötarbeitsplatz gehören:

Seitenschneider für Bestückungsarbeiten

• ein Lötkolben (der für das zu lötende Bauteil thermisch geeignet ist),
• Ersatzspitzen,
• ein Schraubendreher oder, je nach Typ, ein Schraubenschlüssel oder Zange (zum Lösen der Lötspitze),
• Lötzinn, möglichst in unterschiedlichen, der Aufgabe angepassten Stärken,
• ein Seitenschneider,
• ein kleiner Schwamm zum Reinigen der Spitze.

Darüber hinaus können nützlich sein:

• eine spezielle Ablage für den Lötkolben (bei Lötstationen in der Regel mitgeliefert),
• weitere Elektronikerzangen,
• eine Metallfeile,
• verschiedene Pinzetten,
• Isopropanol,
• Flüssiges Kolophonium als Flussmittel,
  • in einer Plastikflasche (die man leicht zusammendrücken kann)
  • mit langer dünner Spitze aus Metall oder einem kleinen Pinsel (mit der Du das Kolophonium auf die richtige Stelle aufbringst)
  • Kaufe Dir ggf. dafür eine medizinische Spritze, die Du dafür zerlegst.
• Printhalter

Das richtige Lötgerät

Welches Lötgerät verwendet werden muss, hängt von dem Wärmebedarf und der Größe der zu lötenden Bauteile ab. Niemand wird auf die Idee kommen kleine Elektronikbauteile mit einer Lötpistole zu löten. Für SMD-Bauteile wird nur ein Lötkolben mit einer geringen Heizleistung aber dafür mit einer feinen Lötspitze benötigt.

Herkömmliche bedrahtete Bauteile verlangen durch ihre Größe nach einer höheren Heizleistung und einer je nach Art des Bauteils dickeren Spitze, um die Hitze möglichst schnell von der Lötspitze in die Lötstelle zu leiten. Dafür gibt es sehr verschiedene Spitzen zum Auswechseln. Je größer das Bauteil ist und je mehr Metall es hat (auch große Masseflächen auf Platinen zählen hierzu), desto dicker muss die verwendete Spitze sein, auch um das Bauteil nicht länger erwärmen zu müssen, als unbedingt nötig. Das richtige Lötgerät für jeden Einsatzzweck gibt es nicht. Am vielseitigsten einsetzbar ist sicher eine hochwertige Lötstation, für den nur gelegentlichen Einsatz aber zu teuer und außerdem nicht sehr gut transportabel.

Besonderheiten bei einfachen Lötkolben

konventioneller Lötkolben

Einfache Lötkolben haben oft unbeschichtete, reine Kupferspitzen, die durch das Lötzinn schnell angegriffen werden. Die Metallfeile brauchst Du, wenn die Lötspitze langsam hohl wird, damit Du die Lötspitze zurechtfeilen kannst. Den Schraubendreher brauchst Du, um die Lötspitze nach Bearbeitung wieder positionieren zu können. Ein Vorrat an Ersatzspitzen ist empfehlenswert. Stelle Dich nur auf einen oder zwei Typen Spitze ein. Man kann mit einer drei bis vier Millimeter breiten Spitze auch SMD-Bauelemente löten. Spezialspitzen, insbesondere extrem dünne Spitzen verschleißen sehr schnell und führen oft zu kalten Lötstellen.

• Vorsicht mit der Anschlussleitung, sie führt 230 V Netzspannung und wird einem Lötversuch nur kurzzeitig widerstehen können. Sollte es doch einmal passieren, unbedingt das Kabel oder den Lötkolben ersetzen.

• Werden mehrere Lötstellen kurz nacheinander gelötet, schafft es der Lötkolben nicht die Spitze bei allen Lötstellen genügend schnell nachzuheizen. Dadurch ist die erste meist zu heiß und die letzte zu kalt gelötet.

• Ungeregelte Lötkolben gibt es mit sehr unterschiedlichen Leistungen. Ein guter Kompromiss im Elektronikbereich sind Geräte mit etwa 25 bis 30 Watt Aufnahmeleistung. Mit etwas Übung lassen sich damit feine und mittlere Lötarbeiten sauber ausführen. Sie sind aber beispielsweise von Leiterplatten mit großen Masseflächen oder etwas dickeren Lautsprecherleitungen überfordert, was zu sehr langen Lötzeiten führt, manchmal scherzhaft „Braten“ genannt.

Besonderheiten bei professionellen Lötstationen

Lötstation Fa. WELLER

Professionelle Lötstationen sind temperaturgeregelt und haben meist beschichtete Lötspitzen. Behandele diese Spitzen mit etwas Vorsicht.

• Die Spitze sollte weder mit einem Schraubendreher gereinigt, noch abgeschliffen oder schlagartig abgekühlt werden (z. B. nicht unter fliessendes Wasser halten oder mit zu feuchtem Schwamm arbeiten), weil das der Beschichtung der Spitze schadet. Eine gut behandelte Spitze kann selbst bei Dauergebrauch jahrelang halten. Bei schlechter Behandlung bekommt die Beschichtung der Dauerlötspitzen Haarrisse und sie verschleißen dann ebenso schnell wie reine Kupferspitzen.

• Vorteilhaft bei den Lötstationen gegenüber dem Handlötkolben ist die Trennung vom Stromnetz. Auf der Leitung von der Lötstation zum Lötkolben ist nur eine relativ geringe und für Menschen ungefährliche Spannung.

• Die Temperatur sollte für bleihaltige Lote zwischen 300 °C und 380 °C eingestellt sein. Bleifreie Lote erfordern höhere Temperaturen, gegebenenfalls Datenblatt besorgen und auch wirklich lesen.

Besonderheiten bei Lötpistolen

Lötpistole

Lötpistolen haben eine sehr kurze Anheizzeit, weil die Spitze direkt durch einen hohen Strom erhitzt wird. Sie sind nicht für einen Dauerbetrieb ausgelegt. Schwer und recht unhandlich wegen des eingebauten Trafos und meist ungeregelt, sind sie nicht für feine Lötarbeiten geeignet, aber gut für Arbeiten mit relativ dicken Kupferlitzen, beispielsweise bei der Verdrahtung von Lautsprecherboxen. Für die allgemeinen Lötarbeiten an Platinen sind sie bis auf Einzelfälle mit sehr dicken Drähten eher ungeeignet und daher auch unüblich.

Die Spitze ist nicht bei allen Modellen auswechselbar. Wird sie beschädigt, muss in einem solchen Fall das ganze Gerät ersetzt werden.

Besonderheiten bei Gaslötkolben

Der größte Vorteil der Gaslötkolben ist die Unabhängigkeit von elektrischen Energiequellen und der Entfall der Zuführleitung. Darüber hinaus weisen sie eine kurze Anheizzeit aus. Dafür benötigen solche Geräte immer eine sauerstoffhaltige Umgebung, ein Betrieb im Vakuum oder in Schutzgasen ist nicht möglich.

Wegen der schwierigeren Regelbarkeit werden Gaslötkolben oft zu heiß. Auch wenn die Erwärmung der Lötstelle indirekt über eine Lötspitze (wie bei herkömmlichen Lötkolben auch) erfolgt und die heissen Flammgase, die die Spitze von hinten erwärmen, seitlich abgelenkt werden, so können sie doch noch andere in der Nähe befindliche Bauteile zerstören. Der Einsatz solcher Lötkolben muss daher mit einiger Vorsicht erfolgen.

Lötzinn-Sorten

Bleihaltig

Legierungen mit ungefähr 60 % Zinn und 40 % Blei waren bis zum Inkrafttreten der RoHS-Richtlinie Industriestandard.

Viele Bastler haben noch größere Vorräte, die sie auch noch einsetzen können und dürfen, wenn die Schaltungen für den Eigenbedarf sind. Ich kann nur empfehlen, für den Eigenbedarf so lange wie möglich bleihaltiges Lötzinn zu verwenden. Das Verlöten mit bleifreiem Lot ist deutlich schwieriger. Insbesondere Anfängern kann nur geraten werden, die ersten Versuche mit bleihaltigem Lot zu machen. Später können Sie ja immer noch zum bleifreien Löten wechseln, wenn Sie die Technik beherrschen.

In der Industrie dürfen bleihaltige Lote immer noch bei Reparaturen für Geräte verwendet werden, die vor dem 1. Juli 2006 auf den Markt gebracht wurden.

Außerdem ist das bleihaltige Löten noch bei sicherheitsrelevanten Geräten (Sicherheitstechnik, Medizintechnik, Avionik, Bahntechnik, Wehrtechnik) vorgeschrieben, da man noch nicht mit Sicherheit weiß, wie sich bleifreies Lötzinn auf Dauer verhält. In der Messtechnik ist es erlaubt.

Bleifrei

Unter bleifrei versteht man im Allgemeinen Legierungen mit etwa 95 % Zinn, etwa 5 % Silber und eventuell Kupfer. Diese Legierungen werden als SAC (für Stannum (Zinn), Argentum (Silber), Cuprium (Kupfer)) Lote bezeichnet.

Da bleifreie Legierungen einen höheren Schmelzpunkt haben, muss mit höheren Temperaturen gearbeitet werden, was unter anderem zu stärkeren Flussmittelrauch führt.

Bleifreies Lötzinn ist wegen des enthaltenen Silbers tendenziell teurer als bleihaltiges.

Wismuthaltig

Auf gar keinen Fall mit bleihaltigem Lot mischen, weil dann die Schmelztemperatur auf einen Wert unter 100 Grad sinken kann.

Des Weiteren ist Wismut eigentlich ähnlich giftig wie Blei, aber nicht durch  RoHS verboten.

Zu beachten bei bleifreiem Lot

Die Löttemperatur ist höher als bei bleihaltigem Lot. Die höhere Temperatur im Prozess verringert irreversibel die Haftung zwischen dem Platinenmaterial und der Kupferbeschichtung. Insbesondere bei mehrfachem Löten (Reparaturen!) wird diese Haftung schlecht bis zur Ablösung. FR4 ist deutlich weniger, aber auch, als andere Platinenmaterialien betroffen. Als Vorsichtsmassnahme bei mechanisch belasteten Bauteilen (z.B. Stecker) auf THT zurückgreifen oder die SMD Pads vergrößern und so die Kraft etwas in der Fläche verteilen. Vorteilhaft sind dabei auch Steckersockel, die eine zusätzliche mechanische Befestigung in der Platine mit einer Schraube oder Niete ermöglichen.

Bleifreies Lot ist deutlich spröder als bleihaltiges. Das führt bei Vibrationen, mechanischen Verspannungen und vor allem bei Kälte zu Brüchen. Beobachtet man diese Probleme z.b. an seiner Outdoorausrüstung im Winter, empfielt es sich, diese bleihaltig neuaufzubauen/nachzulöten.

Dick und dünn

Auch der Querschnitt des Lötdrahtes sollte den zu lötenden Bauteilen angepasst sein. THT- oder Standardbauteile, auch größere SMD-Bauteile löten sich am besten mit einem Lötdraht von 1-1,2mm. Kleine und mittlere SMD-Bauteile lötet man besser mit 0,5mm Löhtdraht.

Flussmittel

Kolophonium gefüllter Draht

Der Lötdraht ist im allgemeinen hohl, und hat eine Kolophoniumfüllung (Kolophonium ist gereinigtes Baumharz). Die Funktion des Kolophoniums ist die einer Säure, die aber erst bei der Lottemperatur aktiv wird, und dann das Löten behindernde Oxidschichten auflöst. Sie ist allerdings nicht sehr stark, so daß trozdem die Lötstelle schon vorher gut gereinigt sein sollte.

Kühlt die Lötstelle nach dem Löten ab, wird das Harz wieder inaktiv. Es wird so inaktiv, das es unter normalen Umständen wie eine bräunlich-transparente Lackschicht wirkt, und die Lötstelle schützt. Daher muss das Kolophonium nur entfernt werden, wenn es aus anderen Gründen stört.

Kolophonium kann mit Alkohol abgewaschen werden. Des Weiteren kann mit Kolophonium und Isopropanol (Alkohol) eine Kolophoniumlösung als zusätzliches Flußmittel hergestellt werden. Diese kann z.B. in einer kleinen 100mL Flasche mit Pipette (aus der Apotheke) bereitgehalten werden, und gegebenenfalls von Hand aufgetragen werden (z.B. wenn SOIC von Hand gelötet wird).

Kolophonium lässt sich auch etwas in Glyzerin auflösen. Das ergibt eine breiige Masse, die nicht richtig fest wird (Löthonig?). Dieses Flussmittel kann in der Elektronik durchaus verwendet werden, sollte aber anschliessend mit Alkohol abgewaschen werden, da die klebrige Masse überhall hin verschleppt werden kann, und z.B. an Steckern zu Kontaktproblemen führen kann.

Lötfett, Lötwasser und Elektronik

Was für Elektronik auf KEINEN Fall verwendet werden sollte, ist Lötfett und Lötwasser. Dabei handelt es sich um Hilfsmittel um Dachrinnen oder kupferne Wasserrohre zu löten. Diese enthalten Säuren, die auch in kaltem Zustand noch aggresiv sind, und elektronische Schaltungen über kurz oder lang (Stunden bis Tage) zerstören können. Müssen solche Hilfsmittel in Notfällen doch verwendet werden, ist die Lötstelle anschliessend peinlichst davon zu reinigen.

Lötpasten für SMD

Wieder ein anderes Kapitel sind Lötpasten für SMD Lötungen. Diese stellen ein Gemisch aus Lötzinnkugeln in einem pastösen Flussmittel dar. Die Lotpasten werden entweder mit einem Dispenser oder per Siebdruck auf die SMD Pads aufgetragen, in die wieder die SMD Bauteile plaziert werden. Dann wird das ganze erwärmt, wobei das Lot wieder flüssig wird. Daher der Name "Reflow-Prozess". Die Flussmittel sind hierbei auch Harze, die durch Zusatzstoffe "aktiviert" sind. Diese Zusatzstoffe sind ebenfalls agressiv, teilweise auch im wiedererkalteten Zustand, werden dabei aber in das Harz eingebettet und dadurch inaktiv. Daher können solche Flussmittelrückstände, die nach dem Löten eine Art transparenten Lack bilden, auf der Platine verbleiben. In der Werbung werden solche Flussmittel als "no Clean" bezeichnet. Es bleibt der Sicht des Anwenders überlassen, ob er das als "muss nicht gereinigt werden" oder "kann nicht gereinigt werden" interpretiert. Bei Störungen im Lötprozess (zu kalt / zu warm) oder Feuchtigkeit kann der Einschluss des Aktivators in der Harzmatrix misslingen. Das Flussmittel bildet dann einen weisslichen Schleier, der u.U. sogar leitend sein kann. Dieser Schleier muss unbedingt entfernt werden.

Sonstiges zu Flussmitteln / Tipps

Grundsätzlich können sehr viele organische Säuren als Flussmittel zum Weichlöten verwendet werden. Praktikabel sind aber nur wenige.

So kann z.B. Stearin aus echten Stearinkerzen durchaus als gutes Flussmittel in Härtefällen verwendet werden. Allerdings sind die wenigsten Kerzen aus Stearin, sondern aus Paraffin oder einen Paraffin-Stearin-Gemisch, das nicht zu empfehlen ist.

Auch Ballistol eignet sich aufgrund seines Ölsäuregehaltes bedingt als Flussmittel. Allerdings bleibt die Ölsäure immer aggressiv, so dass die Rückstände unbedingt entfernt werden müssen. Ein spezieller Anwendungsfall ergibt sich aber beim Weichlöten von Aluminium mit normalem verbleitem Lötzinn. Man reinige die Aluminiumoberfläche zum Schluss nach sorgfältiger Vorreinigung mit einem feinen Schmirgelpapier, welches man mit Ballistol getränkt hat. Das Schmirgelpapier bricht die harte Aluminiumoxidschicht auf, und das Ballistol verhindert, dass sich sofort an der Luft eine neue Oxidschicht bildet, und dient gleichzeitig als Flussmittel. Die Lötstelle muss allerdings anschliessend gut gereinigt werden. Problematisch kann auch der Eintrag von Schmirgel und Abrieb in die Lötstelle sein. In dem Falle nach dem Schmirgeln mit ballistolgetränktem Schmirgelpapier mit einem ebenfalls ballistolgetränkten, aber ansonsten sauberen Zellstofftuch (oder Q-Tipp) abwischen. Zu beachten ist, dass sich NICHT jede Aluminiumlegierung überhaupt weichlöten lässt.

Auch Salicylsäure bzw. Acetylsalicylsäure kann als Flussmittel verwendet werden.

Allgemein

Den Seitenschneider brauchst Du, um das Bauelement korrekt zu kürzen. Mit den Elektronikerzangen biegst Du die Anschlüsse von Bauelementen zurecht, sofern das notwendig ist. Die Pinzetten benötigst Du, um empfindliche Bauelemente zu halten. Bauelemente mit weniger als fünf Millimetern Länge solltest Du niemals mit den Fingern halten. Das hat ganz praktische Gründe.

Der Vorgang des Lötens ist vergleichsweise einfach, braucht jedoch Übung. Hast Du eine neue Leiterplatte in Händen, so reinige sie mit einem Tuch und etwas Isopropanol, um etwaige Verschmutzungen der verzinnten Kontakte zu säubern. Anschließend lege Dir die Bauteile nach Bauteilhöhe, Bauteilgröße und Bauteilart zurecht. Niedrige Bauteile werden immer zuerst gelötet, danach die großen. Um ein Bauelement einzulöten, schau Dir die Stelle an, wo es hingehört. Überprüfe die Richtung des Bauelements. Tupfe etwas vom flüssigen Kolophonium auf die zu lötende Stelle, so dass ein dünner Kolophoniumfilm auf der verzinnten Leiterbahn entsteht. Setze das Kolophonium sparsam ein. Je nach Größe des Bauelements und zu verzinnender Fläche solltest Du etwas Lötzinn auf die Spitze des Lötkolbens aufnehmen, lieber etwas weniger; man kann, wenn mehr benötigt wird, mehr Lötzinn auftragen. Anschließend positioniere das zu lötende Bauelement an der Stelle und halte es fest. Mit der anderen Hand führst Du die Lötspitze, so dass beide Stellen (Leiterbahn und Bauteil) etwas vom aufgenommenen Lot bekommen können, heran. Das Flussmittel verdampft nun und sorgt dafür, dass es von der Lötspitze abfließt. Nimm nun die Lötspitze weg. Wenn es sich um eine Lötstelle mit Bohrung handelt, dann führe die Spitze einmal um den Bauteilanschluss, damit es von allen Seiten korrekt verlötet ist. Fixiere das Bauelement am zweiten Anschluss. Wenn Du mehr Lötzinn benötigst, kannst Du es nun mit dem Lot in der einen Hand, die zuvor das Bauelement hielt, gezielt an die Lötstelle heranführen. Setze das Lot dosiert ein. Bei SMD-Bauelementen reicht das einmal aufgenommene Lot meist für mehrere Lötstellen. Auf einer Lötstelle muss nur so viel Lot sein, damit das Bauteil zuverlässig Kontakt hat und die Lötstelle bedeckt ist. Es braucht keine Lötberge oder Lötklumpen, um zuverlässig Kontakt zu erhalten. Auf diese Art kannst Du auch SMD-Bauelemente löten.

Zu beachten

Gelötete Drähte nicht abschneiden, weil dabei mechanische Spannungen entstehen. Auch verliert der kupferne Anschlussdraht die schützende Zinnschicht. Beides kann zu späteren Ausfällen führen. Lässt sich ein Abschneiden nach dem Einlöten nicht vermeiden, die Lötstelle noch einmal kurz mit ganz wenig Lötzinnzugabe erhitzen.

Nach dem Löten sollte kein Kupfer zu sehen sein, weil Kupfer oxidiert und damit die Verbindung verschlechtert.

Größere Bauteile, wie beispielsweise schwere Printtrafos oder Kühlbleche, und Stecker sollten nach Möglichkeit zusätzlich mechanisch befestigt werden. Dies kann durch Schrauben oder Nieten geschehen, in Einzelfällen auch durch Kleben.

Bevor du den Lötkolben abschaltest, reinige die Spitze mit dem feuchtem Schwamm und verzinne dann die Spitze. Das Lot schützt die Spitze vor Oxidation.

Der Schwamm sollte feucht und nicht nass sein. Ist der Schwamm zu nass, kühlt die Spitze sehr schnell ab, was der Beschichtung und damit der Spitze selbst schadet.

SMD

Grabsteineffekt

Gut gelötet

Es gibt viele verschiedene Techniken, die sich nur im Detail unterscheiden.

Wenn es mit dem Löten mit dünnen Spitzen nicht klappen will, sollte man es zunächst mit einer grösseren Spitze probieren anstatt die Temperatur zu erhöhen. In der Regel ist nämlich nicht die Temperatur das Problem, sondern der Wärmeübergang. Des Weiteren leiden Lötkolbenspitzen unter höheren Temperaturen, womit sich nach und nach die Fähigkeit Zinn anzunehmen verschlechtert.

• Widerstände, Kondensatoren, Leuchtdioden ...

1. Verzinnen eines Pads
2. erwärmen und Bauteil „festkleben“

   (das Bauteil sollte direkt auf der Platine aufliegen)

3. andere Seite festlöten
4. erste Seite nachlöten

 Grabsteineffekt

• ICs, Stecker, Buchsen

1. zwei Pins des ICs an den Ecken mit den Pads verlöten
2. optische Kontrolle, ob die Pins korrekt auf den Pads aufliegen
3. alle Beinchen mit Flussmittel benetzen
4. Lötkolbenspitze verzinnen und mit diesem Zinntropfen an der Spitze an den Pins zügig entlangziehen

Sollte es zwischen Pins oder Pads zu ungewünschten Verbindungen gekommen sein: Lötkolben am Schwamm abwischen, etwas Flussmittel auf diese „Zinnbrücke“ geben und mit dem Lötkolben das Zinn „wegziehen“. Überschüssiges Zinn haftet dann an der Lötspitze.

Praktische Hinweise:

• kleine SMD-Kondensatoren immer erst unmittelbar vor dem Einlöten auspacken.

Einerseits wegen der Möglichkeit des Verlierens, andererseits weil Kennwerte wie die Kapazität nicht angeschrieben oder schwerlesbar ist.

• Außerdem ist es nicht ratsam SMD-Bauelemente auf Vorrat kaufen - Kaufen Sie nur die SMD-Bauelemente, die sie innerhalb eines halben Jahres auch verarbeiten. Die Bauteilkontaktflächen neigen zu Oxidation, was zu schlechten Löt-Kontaktstellen und damit zu fehlerhaften Lötstellen führen kann. Bei manueller Verlötung mit dem Lötkolben ist das aber im allgemeinen kein Problem. Da der "Einzelkauf" von SMD-Widerständen und Kondesnstoren aufwändig ist, man aber überlagerte Bauteilspulen mit tausenden von Bauteilen u.U. geschenkt bekommt, ist es ratsam, ob man nicht seinen eigenen Prozess darauf anpasst. Für Einzelstücke und Kleinstserien nur Bauteile, die schwer zu verlöten sind, wie ICs in den Reflow Ofen stecken und die Bauteile mit nur zwei oder drei Pads von Hand verlöten.

• 
  Gut
• 
  Schlecht
• 
  Schlecht
• 
  Ganz schlecht

Richtiges Entlöten

Lötsauglitze

Entlötpumpen

Entlötvorgang mit Heißluft

Bevor Du ein Bauteil entlötest, solltest Du überlegen, ob das Bauteil oder die Platine Schaden nehmen darf. Viel Wärme vom Lötkolben bekommt weder dem einen noch der anderen. An den Platinen können sich beispielsweise die Leiterbahnen lösen.

Einem defekten Bauteil (z. B. IC oder Stecker) kannst Du die Anschlussdrähte abknipsen, bevor Du daran gehst, diese einzeln auszulöten.

Mach das aber nur, wenn du dir ganz sicher bist, dass genau das der Fehler ist. Aber auch wenn das sicher der Fehler ist, kann es sich lohnen den kompletten IC "zu bergen" um die Ursache zu finden.

Bei Bauteilen mit wenigen Anschlüssen kannst Du die Lötpunkte erwärmen und das Bauteil dann vorsichtig herausziehen. Bei Bauteilen mit vielen Anschlüssen musst Du nach dem Erwärmen das flüssige Lötzinn absaugen oder alle Lötstellen gleichzeitig erwärmen. Das flüssige Lötzinn absaugen ist möglich mit:

• Lötsauglitze
• Entlötpumpe
• professionellen Absaugenpumpe (z. T. mit Fußschalter oder einem Knopf am Entlötkolben selbst)

Sollte nicht alles Zinn heraus gehen, kannst Du mit Flussmittel oder frischem Lötzinn nachhelfen.

Zum Auslöten kompletter ICs indem man alle Lötstellen gleichzeitig erwärmt gibt es:

• spezielle Köpfe für Lötkolben
• Heissluftföhn (z.T. mit speziellen Düsen)

Ein Tipp zum Wiedereinlöten: Flüssiges Lötzinn mag kein Graphit. Deshalb kannst Du mit einem feinen Bleistift die Bohrung eines Lötauges "freistechen".

Bei kleinen SMD Bauteilen ist am besten eine Entlötzange zu verwenden. Ist keine oder nur eine zu grosse vorhanden, kannst du eine relativ grosse Lötkolbenspitze nehmen und relativ viel Zinn und dann beide Pads gleichzeitig heizen. Wenn das Zinn dann schön flüssig ist, bleibt das SMD Bauteil entweder an der Lötkolbenspitze kleben oder du kannst es zumindest von den Pads "wegschieben". Dieses Bauteil sollte man danach wegwerfen. Eine Wiederverwendung kann zu Fehlern in Baugruppen führen, in denen diese ausgelöteten Bauteile wiederverwendet werden. Bedenke, dass die Kontaktstellen am SMD aufgrund der Temperatur, Dauer und der Kräfte an den Kontaktstellen leiden.

Kontrolle der Lötstellen

Allgemein:

• die Form der Lötstelle
• Benetzungswinkel
• alle Lötstellen gelötet?
• keine Zinnbrücken

Bleihaltiges Lot:

• die Lötstelle muss glänzen, matte Lötstellen sind meist kalte Lötstellen

Bleifreies Lot:

• Alle Lötstellen sehen Matt aus

Reinigen der Lötkolbenspitze

Reine Kupferspitzen müssen abgeschliffen beziehungsweise abgefeilt werden, wenn das Zinn ein Loch oder eine Vertiefung in die Spitze "gefressen" hat.

Bei beschichteten Spitzen gibt es verschiedene Reingungsverfahren:

• Schwamm

  leicht feucht (nicht nass!)

  Das Wasser verdampft und entzieht der Spitze schlagartig Hitze, wodurch Spannungsrisse in der Beschichtung entstehen können.

• Metallwolle

  Diese kann, je nach Hersteller, aus einer Stahl- oder Bronzelegierung bestehen. Meist wird eine Bronzelegierung verwendet, da diese durch ihre geringere Härte eine Beschädigung an der Spitze ausschließt.