Löten für Ingenieure und Maker

Wenn man sich für Elektronik interessiert, ist das Löten eine der wichtigsten zu beherrschenden Fähigkeiten. Ob es sich nun um Anschlussdrähte, Schaltungsaufbau oder um Arduino- bzw. Raspberry Pi-basierte Projekte handelt – gute Lötfähigkeiten sind entscheidend für den Erfolg. In diesem Beitrag geben wir wichtige löttechnische Tipps für sichere, effiziente und effektive Resultate an Ihrem Elektronik-Arbeitsplatz.

Löten: Sicherheit geht vor

Alle Lötgeräte sollten immer mit Sorgfalt behandelt werden. Beim Löten werden hohe Temperaturen und z.T. nicht ungefährliche Chemikalien verwendet. Hier einige einfache Sicherheitsvorkehrungen, um Ihnen den Einstieg zu erleichtern:
  • Nicht ROHS-kompatibles enthält in der Regel Blei. Blei ist giftig. Denken Sie daran, sich immer die Hände zu waschen, nachdem Sie mit dem Lot gearbeitet haben.
  • Schutzvorkehrungen sind ein absolutes Muss. Je nach Möglichkeit und Anwendung empfehlen sich sowohl eine Schutzbrille als auch hitzebeständige Handschuhe.
  • Berühren Sie Ihren Lötkolben niemals an einer spannungsführenden Leitung.
  • Belüftung: Ob Sie es glauben oder nicht, das Flussmittel ist hier das größte Problem. Seine Dämpfe können für Ihre Lunge schädlich sein. Glücklicherweise neigt Blei bei Löttemperaturen nicht zum Verdampfen. Achten Sie aber dennoch bei der Verwendung jeder Art von Lötzinn auf eine gute Belüftung Ihres Arbeitsbereichs.
  • Nicht Anfassen! Dies gilt nicht nur für die Spitze, sondern auch für das Heizelement Ihres Lötkolbens. Hier herrschen Temperaturen von teilweise über 400 °C , was schwere Verbrennungen verursachen kann.
  • Legen Sie den Lötkolben immer in seinen Halter ab, egal ob er aus- oder eingeschaltet ist. Ein heißer Lötkolben kann Ihren Arbeitsplatz und mehr beschädigen.

Löten: HandWerkzeuge

Es gibt viele Formen, Größen und Arten von Lötkolben. Die beiden wichtigsten Faktoren bei der Wahl eines Lötkolbens sind sein geplanter Einsatz und wie oft Sie ihn verwenden werden. Dass Sie diesen Text lesen lässt darauf schließen, dass Sie zumindest über einige Elektronik-Erfahrungen verfügen. Daher werden Sie vermutlich einen Lötkolben verwenden wollen, der sich für mehr als einfachste Lötarbeiten eignet.
Erwägen Sie daher von vorneherein die Verwendung einer Lötstation mit einstellbarer Temperatur. Die meisten neuen Stationen verfügen über eine digitale Anzeige zur Anzeige der genauen Temperatur der Lötspitze. Wenig Leistung macht sich auch (und gerade) bei SMDs nicht bezahlt: Je höher die Leistung, desto schneller die Lötgeschwindigkeit und desto geringer die Belastung der Bauteile.
Werfen Sie deshalb zur Orientierung einmal einen Blick auf die vielfältigen digitalen Lötstationen von Elektor. Dort gibt es auch praktische Dinge wie etwa ein Ständer/Abroller für Lötzinn, der mit einer Vielzahl von Werkzeugen geliefert wird. Diese praxisorientierte Ergänzung Ihrer Werkzeugsammlung wird dazu beitragen, Ihren Arbeitsplatz ordentlich zu halten, Abfall zu reduzieren und den Umgang mit Lötzinn durch das praktische Führungsrohr zu vereinfachen.
Elektor Solder Spool
 

Lötfähigkeiten: Zubehör

Traditionelles Lot ist in der Regel eine Mischung aus Blei und Zinn in unterschiedlichen Anteilen. Die Mehrheit der in der Elektronik verwendeten, nicht ROHS-kompatiblen Lote enthält 40 % Blei und 60 % Zinn. Die für industriellen Einsatz vorgeschriebene, moderne und bleifreie ROHS-Alternative hat andere physikalische Eigenschaften als herkömmliches Lot, was spezifische Lötfähigkeiten und Erfahrungen erfordert. Das Material im Kern von Lötzinn ist ein Flussmittel. Mit dieser sauren Chemikalie wird die oberflächliche Oxidation der zu verbindenden Metalle entfernt. Das am meisten eingesetzte Flussmittel ist Kolophonium. Sie können auch eine extra Lötflusspaste auf Kolophonium-Basis verwenden, um bessere Kontakte zu erreichen, was sich insbesondere beim Nachlöten empfiehlt, wenn an den Lötstellen schon zu viel Kolophonium verdampft ist.
Eine Entlötpumpe ist ausreichend, um viele Fehler zu korrigieren. Praktisch unentbehrlich ist aber auch Entlötlitze, ein saugfähiges Geflecht aus feinen Kupferdrähten mit Flussmittel für gründliches Entlöten und Reinigen. Erhitzt saugt es durch einer Art Dochtwirkung das Lötzinn ab und entfernt es so von einer Lötstelle.

Löten: Vorbereitung

Es dauert in der Regel einige Minuten, bis ein Lötkolben die richtige Temperatur erreicht hat. Schalten Sie also Ihre Lötstation rechtzeitig ein und beginnen mit Vorbereitungen:
  • Befeuchten Sie den Lötschwamm mit kaltem Wasser (falls Sie keine Edelstahlwolle etc. zum Abstreifen überflüssigen Lots verwenden). Drücken Sie den Schwamm dann aus, um überschüssiges Wasser zu entfernen.
  • Wischen Sie die Spitze Ihres Lötkolbens auf dem nassen Schwamm oder Metallwolle ab, wenn sie die Arbeitstemperatur erreicht hat. Dadurch werden Rückstände von vorheriger Lötarbeiten entfernt.
  • Benetzen Sie die Lötspitze mit einer kleinen Menge Lot. Dieses „Verzinnen“ muss dann durchgeführt werden, wenn man die Lötspitze gerade abgestreift bzw. gereinigt hat. Diese Maßnahme reduziert die Oxidation und erhöht außerdem den Wärmefluss von der Lötspitze zur Lötverbindung.

Löten: Bedrahtete Bauteile

Stellen Sie sicher, dass Ihr Lötkolben die richtige Betriebstemperatur erreicht hat. Zu hohe Temperaturen gilt es zu vermeiden, aber auch zu niedrige, da sich dann die Aufheizzeit und damit das Beschädigungsrisiko der Bauteile erhöht. Zulange mit zu hoher Temperatur auf Platinen einzuwirken kann zum Ablösen von Leiterbahnen und Pads führen. Hitze ist selten die Antwort: Wenn das Löten nicht richtig klappt, versuchen Sie das nicht mit mehr Hitze zu kompensieren, sondern versuchen Sie es einmal mit leicht geringerer Temperatur.
  • Sauberkeit (der zu lötenden Verbindung) ist oberstes Gebot. Fett und Korrosion des Kupfers durch Fingerabdrücke auf Platinen kann zu schlechten Lötstellen führen. In solchen Fällen zuerst das Fett mit einem sauberen Tuch und etwas Isopropanol (Vorsicht! Das Zeug ist leicht entzündlich) entfernen.
  • Das Lot fließt nur zu entsprechend heißen Teilen einer potentiellen Verbindung. Bei ausreichender Temperatur wird dann durch Kapillarkräfte Lot in die Ritzen/Spalte/Winkel zwischen benetzbaren Metallen gezogen. Versuchen Sie daher, mit der Lötspitze sowohl Pad als auch Bauteilanschluss gleichzeitig zu erhitzen.
  • Führen Sie das Lötzinn von der gegenüberliegenden Seite der Lötspitze heran. Entfernen Sie erst das Lot und dann die Lötspitze, sonst bleibt der Lötzinndraht an der Lötstelle fixiert. Ziel ist eine glänzende Oberfläche der Lötstelle mit nicht zu viel und nicht zu wenig Lötzinn.
  • Bei empfindlichen Bauteilen kann es während des Lötens angebracht sein, Wärme mit einem Kühlkörper oder einfachen Krokodilklemmen aus Metall abzuführen.
  • Ist einmal zu viel Lötzinn auf einer Lötstelle gelandet oder Sie haben mit einer Lötzinnbrücke einen Kurzschluss zwischen Pads hinbekommen, hilft eine Entlötpumpe oder Entlötlitze. Anschließend nochmals leicht nachlöten versteht sich.
  • Falls Sie nicht sowieso eine Lehre zum (rechtwinkligen) Biegen der Anschlussdrähte im vorgesehenen Raster verfügen, tut es auch ein Stück Lochrasterplatine als Ersatz.

Löten: Drähte und Litzen

Wollen Sie zwei Leitungen verbinden, nehmen Sie die beiden Leitungen zwischen Zeigefinger und Daumen und verdrillen die abisolierten Enden. Anschließend erhitzen Sie die Enden und führen Lötzinn auf der gegenüberliegenden Seite der Lötspitze zu. Hier hilft eine Lötzinnhalte besonders effektiv. Die fertige Lötstelle sollte dann mit Schrumpfschlauch isoliert werden. Erhitzen Sie am besten mit einer einstellbaren Heißluftpistole oder zur Not auch mit dem Lötkolben. Neben der elektrischen Isolierung erhöht der Schrumpfschlauch auch die mechanische Belastbarkeit.

Entwickeln, Bauen und Fertigen

Auch wenn hohen Temperaturen vorkommen und Spezialausrüstung sowie Geschick erforderlich sind: Löten ist kein Hexenwerk. Bei allen handwerklichen Tätigkeiten aber gilt der Grundsatz: Übung macht den Meister. Mit etwas Praxis und der richtigen Ausrüstung werden Sie schnell zum Lötkünstler. Mit viel Erfahrung werden Sie von Anfängern und Laien sicherlich um Ihr Können beneidet werden.
Nach der Löterei, wenn Ihr Projekt fertig getestet ist und funktioniert (oder auch gerade wenn nicht), sollten Sie Ihre Erfahrungen mit der Elektor-Community teilen und diskutieren oder sich Unterstützung holen, indem Sie einen kostenlosen Account registrieren (www.elektormagazine.de/labs).
 
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