DIY-MedTech Löten - Team Alligators

Ziel des Kurses
Die Grundlagen des Lötens kennen und verstehen. In der Lage sein einfache Print-Platte zu Löten, sowie die Lötstelle auf Korrektheit zu beurteilen. Ein weitere Meilenstein ist das Erlangen der Grundkenntnisse des Entlöten einer fehlerhaften Lötstelle.

Grundlagen und Definition von Löten
Löten ist ein stoffschlüssiges Fügen und Beschichten von Werkstoffen mithilfe eines geschmolzenen Zusatzmetalls, dem Lot. Die Grundwerkstoffe werden vom Lot benetzt, ohne geschmolzen zu werden. Durch das Löten enstehen unlösbare, stoffschlüssige Verbindungen, die fest, dicht und leitfähig sind, wobei bei diesem Kurs die leitfähigkeit im Vordergrund stehen. Beim Löten werden grundsätzlich drei verschieden Lötverfahren unterschieden, das Weichlöten, das Hartlöten und das Hochtemperaturlöten siehe Kapitel Lötverfahren.

Lötverfahren
Beim Weichlöten liegt die Arbeitstemperatur die Arbeitstemperatur unter 450°C. Das Weichlöten wendet man an, wenn dichte oder leitfähige Verbindungen erforderlich sind und an die Belastbarkeit keine hohen Ansprüche gestellt werden oder wenn die zu lötenden Bauteile wärmeempfindlich sind. Das Löten von elektronischen Bauteilen, was der Inhalt zu diesem Kurs bildet, gehört zu den gängigsten Verfahren des Weichlötens. Die Funktionsweise und Anwendungen sind im Kapitel Löten elektronischer Bauteile beschrieben.

Beim Hartlöten liegt die Arbeitstemperatur über 450°C. Hartlötverbindungen weisen gegenüber Weichlötverbindung grössere Festigkeit auf als Weichlöten, aber geringere als Weichlötverbindungen auf. Hartlötverbindungen sind ebenfalls bei entsprechenden Einsatz vom Lot leitfähig für Wärme und Strom. Häufig verwendete Werkstoffe für Hartlöten sind Stahl, Kupfer und Messing.

Hochtemperaturlöten ist ein Löten unter Schutzgas oder im Vakum mit Loten, deren Arbeitstemperaturen über 900°C liegt.

Löten elektronischer Bauteile
Das gängigste Verfahren ist das Löten mittels von Lötstationen. Die Lötstationen erlauben einen universellen Einsatz des Lötwerkzeugs, da hier die Lötspitzentemperatur in weiten Grenzen sehr genau und stabil einstellbar ist. Der Arbeitstemperaturbereich liegt zwischen 180-350°C. Beim im Kurs verwendeten Lötzinn vom Typ Sn99Cu1+ML liegt die ideale Löttemperatur bei ca. 300 °C. Grundsätzlich gilt es dabei zu beachten, dass die Löttemperatur über der Schmelztemperatur des Lots liegt, jedoch sollten zu hohe Löttemperaturen verminden werden, da dadurch ein starkes Überhitzen der elektronischen Bauteile resultieren kann.

Schrittweise Anleitung für erfolgreiches Löten
1. Um zwei Metalle zu verlöten werden sie an der Lötstelle auf die richtige Arbeitstemperatur gebracht. Dazu wird das Lötgerät verwendet. Hat die Lötspitze des Lötgerätes die richtige Temperatur, dann dauert das ca. 2 bis 3 Sekunden.

2. Danach wird das Lötzinn kurz hinzugeführt (ca. 1 bis 3 Sekunden). Das Lötzinn beginnt im Optimalfall zwischen die Metalle zu fließen. Dabei steigt ein kleiner Rauchfaden auf und es knistert etwas an der Lötstelle. Je nach Größe der Lötstelle dauert das zwischen 2 bis 5 Sekunden. Sauber fließendes Lötzinn glänzt silbrig. Hat sich das Zinn verteilt, wird das Lötgerät entfernt.

3. Danach kühlt die Lötstelle ab. Haben die Metalle eine mechanische Verbindung und werden keiner Erschütterung (Verwackeln, Zittern) ausgesetzt glänzt die Lötstelle silbrig. Falls die Lötstelle nicht den Anforderungen entspricht kann diese mit entlöten entfernt werden.

4. Überflüssiges Lötzinn an der Lötspitze sollte umgehend mittels eines nassen Schwammes entfernt werden

Entlöten von Lötstellen
Falls ein Bauteil fälschlicherweise nicht korrekt platziert ist oder die Lötstelle ungenügend ist, gibt es die Möglichkeit die Lötstelle zu entlöten. Meistens reicht ein erneutes erhitzen der Lötstelle aus, sodass die Bauteile durch herausziehen entfernt werden können. Ist dies nicht der Fall lassen sich Lötstellen nur mit viel Mühe und Aufwand wieder entfernen. Grundsätzlich gibt es zwei verschiedene Verfahren zum Entlöten, mittels einer Lötlitze oder einer Lötpumpe.

Entötlitze Die Entlötlitze ist ein feines Drahtgeflecht aus Kupfer, das in erhitztem Zustand Lötzinn aufsaugt. Dazu muss sich die Entlötlitze zwischen Lötstelle und Lötspitze befinden. Das Entlöten mit der Entlötlitze entfernt das Lötzinn nahezu rückstandfrei.

Entlötpumpe Das zweite Hilfsmittel ist die Entlötpumpe. Sie wird durch Druck gespannt, auf die erhitzte und flüssige Lötstelle aufgesetzt und ausgelöst. Sie erzeugt einen kurzzeitigen Staubsaugereffekt, bei dem sie das heiße und flüssige Lötzinn nach oben in sich hineinzieht. Die Lötstelle ist dann mit einem leichten Zinn-Rückstand frei gelegt. Die Kontaktstellen lassen sich im Regelfall voneinander lösen. Doch Vorsicht, beim Betätigen der Entlötpumpe entsteht ein Rückstoß, der die Leiterplatte beschädigen kann. Deshalb ist mit der Entlötpumpe vorsichtig umzugehen.

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