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Was versteht man unter Löten?

Löten ist, wenn zwei metallische Werkstücke mit Hilfe von geschmolzenen metallischen Bindemitteln (Lot) verbunden werden. Der Trick dabei ist, dass der Schmelzpunkt des Lots immer niedriger ist als der des zu verbindenden Metalls. Liegt er unter 450 °C, spricht man von Weichlöten, liegt er darüber, von Hartlöten. lm Unterschied dazu werden beim Schweißen die zu verbindenden Metalle durch Erhitzen bis zu ihrem eigenen Schmelzpunkt stofflich miteinander "vereinigt". Beim Weichlöten werden die Fugen zwischen den zu verbindenden Metallen meist mit einer Legierung aus Blei und Zinn gefüllt. Wichtig ist, dass sie nach dem Erkalten nicht einfach an der Oberfäche des Fremdmetalls klebt, sondern sich mit ihr vereinigt. Dazu muss es ein wenig davon auflösen und in sich aufnehmen, also Mischkristalle in der sogenannten Diffusionszone bilden. Diese Kunst fällt dem Zinn zu, während das Blei für das Verflüssigen des Lots und die mechanische Stabilität der Verbindung verantwortlich ist. Eine gelötete Verbindung besteht aus fünf Schichten:

  • Grundmetall
  • Mischkristallschicht
  • Erstarrtes Lot
  • Mischkristallschicht
  • Grundmetall
Lötkolben25w.gif

Für die größtmögliche mechanische Stabilität, also die Dauerhaftigkeit einer Lötstelle, ist es wichtig, dass die Mischkristallschicht weder zu dick noch zu dünn sein darf. Ein idealer Wert wäre eine Mischkristalldicke von 0,5 µ, welche bei 220 bis 280 °C und ca. 2 Sekunden Lötzeit zustande kommt. Bei einer zu großen Mischkristallschicht wird die Lötverbindung brüchig und porös, ein geringerer Wert lässt auf schlechte oder keine mechanische Verbindung schließen.

Richtiger Lötkolben

Um das Lot zum Schmelzen zu bringen, ist Wärme erforderlich. Sie zu liefern, ist Aufgabe des Lötkolbens. Je nach Lötstelle und verwendetem Lot werden Temperaturen von 200-450 °C benötigt. Für den Feinelektronik-Bereich liegt die übliche Temperatur zwischen 250 und 350 °C. Um für jeden Lötzweck die richtige Temperatur zu haben, ist die Wärme, die Lötspitze, Spitzenbefestigung, Heizkörper, Griff, Anschlussdrähte, Anschlussleitung und Leistung des Lötkolbens maßgeblich. Entweder man wählt einen, der im gewünschten Temperaturbereich liegt oder man entscheidet sich für eine regelbare Lötstation. Bevorzugt werden im Feinelektronik-Bereich Lötkolben zwischen 5 und 30 Watt, aber auch Lötstationen mit mehr Leistung sind geeignet, wenn sie eine Temperaturregelung haben.

Die richtige Lötspitze ist wichtig

Die Lötspitze ist das eigentliche Herzstück des Lötkolbens. Sie ist verantwortlich für den Wärmefluss vom Heizelement über das Lot zur Lötstelle. Je nachdem, welcher Lötkolben verwendet wird, was und wie oft gelötet werden soll, stehen unterschiedlichste Lötspitzenarten zur Verfügung. Die wichtigsten Gruppen sind vernickelte Kupferlötspitzen, zunderfeste Lötspitzen und ERSADUR-Dauerlötspitzen. Letztlich entscheidet Beschaffenheit und Qualität der Lötspitze über Erfolg oder Misserfolg der Lötung. Sie muss durch die richtige Form, perfekte Wärmeleitung, makellose Beschaffenheit und zuverlässige Beständigkeit für die technischen Voraussetzungen, aber auch für das notwendige Fingerspitzengefühl sorgen. Deshalb kann man bei der Wahl der Lötspitze gar nicht anspruchsvoll genug sein. Besonders gute Erfahrungen haben sich mit der ERSADUR-Dauerlötspitze ergeben.

Dauerlötspitzen.gif

Pflege der Lötspitze

Gute Dauerlötspitzen sind vergleichsweise teuer. Mit der richtigen Pflege erreichen diese aber sehr lange Standzeiten und sind im Effekt preiswerter als Billigspitzen. Damit eine Dauerspitze möglichst lange hält, sind ein paar Kleinigkeiten zu beachten:

  • Vor jedem Lötvorgang die Spitze an einem feuchten Schwämmchen/Lappen von Oxiden und Flussmittelresten befreien
  • Nach dem Lötvorgang und dazwischen die Spitze nicht am Schwämmchen abstreifen. Die Oxidschicht schützt die Lötspitze.
  • Nach dem Löten die Spitze ebenfalls nicht abwischen und einfach erkalten lassen.

Ohne Flussmittel geht nix

Damit sich Lot und Metall möglichst intensiv miteinander verbinden können, werden Flussmittel eingesetzt. Sie sorgen für eine metallisch reine Oberfläche der zu lötenden Teile, befreien von Oxiden sowie löthemmenden Verunreinigungen und verhindern die Bildung

von neuem Oxid beim Löten.
Elektroniklod.gif

Bei Flussmitteln unterscheidet man zwischen säurehaltigen (für Installateurarbeiten, Kunstglasbereich) und säurefreien Produkten (für Elektrik, Elektronik, Kunstglasbereich). In der Elektrotechnik verwendet man meist Röhrenlote (Lötdrähte) mit einer oder mehreren Flussmittelseelen, im Installationsbereich sowie Kühler- und Karosseriebau in der Regel Stangenlote. Im modernen Elektroniklot ist bereits das richtige Flussmittel im Lot enthalten, so dass dieses nicht mehr extern zugeführt werden muss. Lediglich beim Löten bestimmter Bauelemente wie den SMD-Bauteilen, bedarf es zusätzlichen Flussmittels.

Die SMD-Technologie gewinnt zunehmend an Bedeutung. Immer kleinere und hochintegrierte Bauteile stellen wachsende Anforderungen an die Lötausrüstung. Als Werkzeuge braucht man zumindest eine Pinzette mit feiner Spitze zum Positionieren, einen Feinstlötkolben z.B. mit ERSADUR-Dauerlötspitze (ab 0,2mm) und dünnes SMD-Lötzinn (z.B. 0,5mm) mit säurefreier Flussmittelseele.

So gelingt das Löten

Eine wichtige Voraussetzung zum Gelingen einer guten Lötstelle ist absolute Sauberkeit. Leiter und Bauteile müssen frei von Schmutz, Öl und Oxidation sein. Entfernung durch Lösemittel bzw. Flussmittel. Die Lötspitzen (am besten Dauerlötspitzen) sollten vor dem Löten in heissem Zustand mit einem feuchten Schwamm gereinigt werden. Bitte nicht wie Kupferspitzen befeilen, weil sonst die Schutzschicht beschädigt und die Spitze unbrauchbar wird.

Zunächst ist zu überlegen, ob ein geregeltes oder ungeregeltes Gerät am vorteilhaftesten ist. Für Bastelarbeiten, Verzinnen von Drähten und andere einfache Lötarbeiten genügt ein guter 230-Volt-Lötkolben.
Lötstation.gif

In der Elektronik werden heute fast ausschließlich temperaturgeregelte Kleinspannungslötkolben eingesetzt, um Beschädigungen an empfindlichen elektronischen Bauelementen zu vermeiden.

Lötvorgang:

Der Lötvorgang hat drei Phasen:

  • Benetzen
  • Fließen
  • Binden.
Lötbeispiel.gif
Dabei ist die Arbeitstemperatur das wichtigste Kriterium. Hierbei ist die niedrigste Temperatur, mit der die drei Phasen reibungslos ablaufen können, auch die beste Arbeitstemperatur. Dazu ist etwas Erfahrung nötig. Ein temperaturgeregeltes Lötsystem erleichtert die Arbeit deutlich.

Beim Lötvorgang die Lötspitze nach dem Reinigen an die Lötspitze führen und Lötstelle erwärmen. Danach Lötdraht (mit Flussmittelseele) zwischen Spitze und Lötstelle führen und Lötdraht zum Schmelzen bringen. Weiteren Lötdraht zuführen, bis die gesamte Lötstelle benetzt ist. Anschließend Lötspitze sofort entfernen, um das geschmolzene Lot nicht zu überhitzen. Lot erstarren lassen, dabei Erschütterungen vermeiden. Der Lötvorgang sollte innerhalb von zwei Sekunden ausgeführt sein. Beim Löten von Elektronikteilen braucht man mit etwas Übung nur noch eine Sekunde die berühmte Lötsekunde. Mehr als 5 Sekunden sind unzulässig und deuten auf einen zu kalten oder zu leistungsschwachen Lötkolben hin.

Eine gute Elektronik-Lötstelle erkennt man u.a. daran, dass die Konturen des verlöteten Leiters noch sichtbar sind. Das Lot muss den Bauteilfuß ganz umschließen, die Oberfläche muss flach gewölbt und glänzend sein.

Lötpunkt.gif

Praxistipp

Bei der Wahl eines Lötkolbens sollte man nicht versuchen, ein paar Euro durch ein Sonderangebot zu sparen.
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Oft ergibt sich daraus später das Problem, dass keine passenden Lötspitzen erhältlich sind oder dass es keine Dauerlötspitzen für das Gerät gibt. Dauerlötspitzen sind unbedingt zu empfehlen. Der teurere Preis rechnet sich, da die Lötspitzen um ein Vielfaches länger halten, oft Monate oder sogar Jahre. Reine Kupferlötspitzen sind dagegen bereits nach wenigen Wochen kaum noch zu nutzen. Ein Markenlötkolben oder eine Markenlötstation ist daher empfehlenswert.

Quellen

Siehe auch

Weblinks