Lot und Lötkolben
Richtig löten auf dem Raspberry Pi und Co.
Kurzer Rückblick: Schon vor mehr als 5000 Jahren wurden im alten Ägypten und in den hellenistischen Stadtstaaten Metalle, vorrangig Gold und Silber, miteinander verbunden. Vor 4000 Jahren fand die heute als Weichlöten bekannte Methode weite Verbreitung. Immerhin waren die alten Römer damit sogar in der Lage, bis zu 400 Kilometer lange Wasserleitungen aus Bleirohren zusammenzufügen.
Man spricht bei Temperaturen bis 450 Grad Celsius von Weichlöten und darüber von Hartlöten. Die moderne Weichlöttechnik begann mit der Erfindung des ersten elektrischen Lötkolbens durch Ernst Sachs, der dafür 1921 auch ein Patent erhielt und in Berlin die Firma Ersa für elektrische Lötkolben gründete.
Aufgrund der industriellen Lötverfahren in der Elektronikfertigung kommt Handlöten heute nur noch bei Einzelstückbau, Nachbestückung, Reparatur und Wartung vor. Und natürlich im Do-it-yourself-Bereich, der seit rund zwei Jahren wieder enorm an Bedeutung zunimmt.
- Lot und Lötkolben
Eine klassische Lötstation für Elektronikbauteile. Teurere Stationen verfügen noch über eine manuelle Temperaturregelung. - Lot und Lötkolben
Das Lot gibt es in verschiedenen Qualitäten. - Lot und Lötkolben
Das Typenschild verrät die Zusammensetzung des Lots. - Lot und Lötkolben
Ein unentbehrlicher Helfer bei Lötarbeiten - die Entlötpumpe. - Lot und Lötkolben
Mit der Entlötpumpe kann das heiße Lot einer Lötstelle abgesaugt werden. - Lot und Lötkolben
Kalte Lötstelle: Schlechte Verbindungen entstehen, wenn das noch weiche Lot erschüttert wird oder nicht heiß genug war und die Kontakte nicht benetzt hat. - Lot und Lötkolben
Schwierig zu löten, die SMD-Bauteile auf einer Platine. - Lot und Lötkolben
Eine Alternative zur Entlötpumpe ist die sogenannte Entlötlitze. - Lot und Lötkolben
Die Entlötlitze besteht aus feinmaschigem Kupferdraht, der das heiße Lot von der Lötstelle aufnimmt. - Lot und Lötkolben
Dieses Hilfsmittel wird auch als die "Dritte Hand" bezeichnet. - Lot und Lötkolben
Die "Dritte Hand" kann die Elektronikplatine halten und mit der Lupe kann man die Lötstelle beim Lötvorgang kontrollieren. - Lot und Lötkolben
Bleifrei: Lötdraht, der ab Juli 2006 im Handel ist, muss frei von Bleilegierungen sein. Nur bei Restbeständen gibt noch bleihaltige Lotdrähte.
Ausrüstung: Was Sie zum Löten brauchen
Wer mit dem Löten beginnen will, braucht einen Handlötkolben oder eine Lötstation, die Temperaturen zwischen 320 und 360 Grad Celsius liefern. Zum häufigen Löten von Bausätzen und Schaltungen ist eine temperaturgesteuerte Lötstation am besten geeignet. Zum einen wird die eingestellte Temperatur in einem engen Bereich kontrolliert, und zum anderen ist die Bedienung gerade für Anfänger komfortabel. Um metallische leitfähige Verbindungen herzustellen, dient das Lot. Dabei handelt es sich um eine Legierung mit niedrigen Schmelzpunkt (180 bis 230 Grad Celsius). In der Regel enthält der Lotdraht in seiner Mitte als sogenannte Seele bereits das Flussmittel. Dies sind Baumharze wie Kolophonium oder künstliche Harze, die zum Benetzen der Lötstelle und zum Binden von Oxidprodukten sowie Verschmutzungen wichtig sind.
Zum Löten wird der heiße Lötkolben zusammen mit dem Lotdraht mit ruhiger Hand an die Lötstelle gebracht. Das sich schnell verflüssigende Lötzinn stellt dann innerhalb sehr kurzer Zeit die Verbindung her. Die gesamte Lötstelle muss gut benetzt und mit genügend Zinn versorgt sein. Das ist erkennbar daran, dass nach dem Abkühlen die Konturen der verbundenen Teile noch erkennbar sind, das Lot jedoch Leiterbahn und Pin völlig umschließt und die Oberfläche nicht porös, körnig oder brüchig ist.
Die heute verwendeten bleifreien Lote führen zu glatten, leicht matten Oberflächen an der Lötstelle. Während der Übergangsphase vom flüssigen in den erstarrten Zustand darf die Lötstelle keinesfalls bewegt werden. Praktikertipp: Anblasen der Lötstelle verkürzt die Abkühlzeit. Sogenannte "kalte Lötstellen", die keinerlei Zuverlässigkeit aufweisen, sondern nur schlecht zusammengefügte Verbindungen sind, die bei der geringsten Bewegung versagen, müssen unbedingt vermieden werden. Im Idealfall dauert ein Lötvorgang maximal zwei bis drei Sekunden, optimal wäre etwa eine Sekunde. Dafür ist aber viel Übung nötig.
Zeiten über vier bis fünf Sekunden weisen auf einen schlecht vorgeheizten Lötkolben oder eine zu niedrig eingestellte Lötstation hin und müssen unbedingt vermieden werden. Zu lange Lötzeiten können außerdem erhebliche Schäden zur Folge haben. Ablösen der Kupferleiterbahn von der Leiterplatte (Delamination) und Defekte an der Schaltung durch überhitzte Bauelemente werden durch kurzes, flottes Löten vermieden.
Weil sich zudem gegen elektrostatische Entladung äußerst empfindliche Halbleiter wie MOS-ICs auf Baugruppen befinden, müssen Lötgeräte gut geerdet sein (ESD-sicher) und eine antistatische Arbeitsumgebung sowie ein Potenzialausgleich hergestellt werden. Auch die Hände entladen oder per hochohmigem Band erden. Für einzelne Arbeiten in empfindlichen Schaltungen können Praktiker auch kurz Lötkolben oder Lötstation vom Netz trennen und rasch kleine Lötarbeiten durchführen. Die in der Lötkolbenspitze gespeicherte Wärmeenergie reicht dafür im Allgemeinen aus.