Wissenswertes rund ums Thema Löten  

Wissenswertes rund ums Thema Löten

Löten ist ein wichtiger Bestandteil der Arbeit mit und an elektronischen Bauteilen. Damit die gewünschten Komponenten fest verbunden werden und Strom problemlos fließen kann, bedarf es zum einen des richtigen Equipments, zum anderen der richtigen Löttechnik. Alles Wissenswerte rund ums Thema Löten in unserem Themenspecial.

Inhaltsverzeichnis
  1. Geschichte des Lötens
  2. Die ersten elektrischen Lötgeräte
  3. Kontinuierliche Weiterentwicklung
  4. Grundprinzipien von Lötgeräten für Elektronik-Anwendungen
  5. Gasflamme heizt Lötspitze
  6. Elektrische Heißluft-Lötstationen
  7. Elektrischer Lötkolben
  8. Lötstation mit Regelung für Lötkolben
  9. Lötpistole
  10. Technik-News zum Thema Löten
  11. How-to zum Thema Löten
  12. Ratgeber zum Thema Löten

Geschichte des Lötens

Der Duden umschreibt „löten“ mit folgenden Worten: „Metallteile mithilfe einer geschmolzenen Legierung miteinander verbinden“. Legierungen haben den großen Vorteil, dass sie stets aus zwei oder mehr Elementen bestehen, die zusammen eine robuste Metallstruktur aufweisen. Zudem schmelzen Legierungen oftmals bei deutlich niedrigerer Temperatur als die zu verbindenden Materialien.

Wie lange auf dieser Welt gelötet wird, ist zwar unklar, aber diese Technik gibt es in ihren Grundprinzipien schon sehr lange. So wurden bereits vor 5000 Jahren im alten Ägypten Gold und Silber miteinander für Schmuckstücke verbunden. Der nächste Innovationsschritt war wohl vor etwa 4000 Jahren die Entdeckung von Zinn als bei niedriger Temperatur schmelzendes Lotmetall. An diesem Grundprinzip wurde dann Jahrtausende lang gefeilt und optimiert. So ist es kein Wunder, dass beispielsweise auch noch heute in vielen Häusern Heizungsrohre aus Kupfer in Löttechnik miteinander verbunden werden.

Die ersten elektrischen Lötgeräte

Als einer der Pioniere für das Weichlöten im Bereich der Elektrotechnik gilt Ernst Sachs. Er meldete 1921 den ersten elektrischen Lötkolben für den Industrieeinsatz zum Patent an und startete die Serienproduktion solcher Produktionshilfen. Das von ihm gegründete Unternehmen heißt ERSA und beinhaltet die Anfangsbuchstaben seines Vor- und Familiennamens.

1941 erhielt dann Carl E. Weller das erste Patent für eine handliche Lötpistole und 1945 begann deren Produktion in den USA in der Nähe von Philadelphia. 1959 begann Weller in Deutschland in Besigheim mit der Produktion von Lötgeräten und heute gilt das Unternehmen als einer der großen Hersteller in dieser Branche. Weller entwickelte bereits 1968 erste Wellenlötmaschinen für die Großserien-Leiterplattenbearbeitung. Aber auch im Bereich der Arbeitsplatz-Lötkolben gab es immer wieder neue Innovationen von Weller. So wurden 1976 erste geregelte Lötkolben und Lötstationen (Magnastat) eingeführt. 1983 folgte die erste Weller-Lötstation mit digitaler Temperaturanzeige. 1992 wurde von Weller erstmals ein Lötrauch-Absaugsystem (Zero-Smog) vorgestellt.

Kontinuierliche Weiterentwicklung

Aber auch ERSA entwickelte seine Löttechniken kontinuierlich weiter. Seit 1993 beherrscht das Unternehmen das Reflow-Lötverfahren (Hotflow) für mit SMD-Bauteilen bestückte Leiterplatten und Dickschicht-Hybridschaltungen. Hier werden prinzipiell winzige Weichlotelemente in einer klebrigen Lötpaste auf die Leiterplatte aufgetragen und anschließend die SMD-Bauelemente auf dieser klebrigen Paste positioniert. Schließlich muss nur noch die Leiterplatte so stark erhitzt werden, dass das Lot in der Lötpaste schmilzt.

Grundprinzipien von Lötgeräten für Elektronik-Anwendungen

Zum Verlöten von Bauteilen muss das „Lötzinn“ mit einer Metallspitze erhitzt werden. Diese Spitze wird in der Regel elektrisch angeheizt, kann aber auch „fremdbeheizt“ werden.

Gasflamme heizt Lötspitze

Die Fremdbeheizung erfolgt bei mobilen Lötgeräten meist mit einer Gasflamme. Die entsprechenden Gaslötkolben werden von einem kleinen Gastank versorgt, der mit Feuerzeuggas oder Butangas befüllt wird.

Die Flamme wird entweder per Feuerzeug oder über einen Piezo-Zünder aktiviert. Die Temperaturregelung eines Gaslötkolbens erfordert etwas Übung und je nach Fabrikat lässt sich die Temperatur zwischen 200 und 400 Grad einstellen – zum Teil auch bis zu 580 Grad.

Für einige Gaslötkolben gibt es zudem spezielle Heißluft-Düsen, die für Nicht-Löt-Zwecke Temperaturen bis 1300 Grad ermöglichen.

Elektrische Heißluft-Lötstationen

Für stationäre Lötarbeitsplätze gibt es auch elektrisch beheizte Heißluft-Lötstationen.

Sie werden vielfach für die Verarbeitung von empfindlichen SMD-Bauteilen eingesetzt.

Dank Mikroelektronik lassen sich elektrische Heißluft-Lötkolben von Lötstationen wesentlich genauer in ihrer Temperatur regeln als Gas-beheizte Geräte.

Allerdings erfordert die Heißluft-Technik, dass die entsprechenden Lötstationen auch mit einer Pumpe zur Erzeugung der Luftströmung ausgestattet sind.

 

 

 

Elektrischer Lötkolben

Die elektrischen Lötkolben beheizen ihre meist auswechselbaren Lötspitzen entweder von innen oder von außen.

Bei sehr einfachen Lötkolben ist die Temperatur der Spitzenbeheizung nicht regelbar.

Etwas komfortablere Geräte nutzen die Temperaturabhängigkeit des Widerstandes ihres Heizdrahtes zur Temperaturbestimmung und Anzeige.

 

 

Lötstation mit Regelung für Lötkolben

Am sinnvollsten sind Lötkolben mit einem Temperatursensor, der möglichst nah an der Lötspitze montiert ist und mit Hilfe einer Solltemperatur-Voreinstellung elektronisch geregelt wird.

Viele moderne Lötstationen haben deshalb heute eine Digitalanzeige für die voreinstellbare Soll-Temperatur und eine zweite Anzeige für die aktuell gemessene Ist-Temperatur.

Gleichzeitig sorgt die Mikroelektronik der Löststation für eine automatische Angleichung des Ist-Wertes an die gewünschte Temperatur.

Generell gilt das Grundprinzip: Je kleiner die Wärmekapazität der Lötspitze ist, umso feiner lässt sich die Ist-Temperatur an die vorgewählte Soll-Temperatur annähern und längere Zeit konstant halten.

Für das Arbeiten mit SMD-Bauelementen sollte also die Lötspitze möglichst klein sein.

Lötpistole

Eine heute kaum mehr verbreitete Bauform von Lötkolben ist die Lötpistole.

Sie verwendet in der Regel eine Heizwendel in Schlaufenform direkt als Lötspitze.

Durch sie fließt dann auch direkt Strom – allerdings ist hierfür meist ein sehr hoher Strom bei sehr niedriger Spannung erforderlich.

Allerdings haben Lötpistolen in der Regel eine sehr kurze Anheizzeit im Sekundenbereich.

Deshalb wird der Strom in der Regel auch nur kurzzeitig für ein paar Sekunden mit Hilfe einer Taste im Pistolengriff eingeschaltet. Zudem sind Lötpistolen für kleinere Elektronik-Lötarbeiten nicht sonderlich geeignet.

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