Ratgeber
Lötstationen lassen sich in vielen Bereichen einsetzen, um zwei elektronische Komponenten durch eine intermetallische Verbindung zusammen zu löten. Beispielsweise lassen sich Bauteile auf Platinen oder Leiterplatten befestigen. Im Bereich der Forschung und Entwicklung ist das Löten eine viel genutzte Technik, um bei der Entwicklung und Verbesserung von Prototypen zeitnah handeln zu können. Auf diese Weise sind die Stücke schnell für die nächsten Prozessschritte und für Tests bereit.
Weil elektronische Bauteile kleiner und Platinen enger bestückt sind, hat dies zur Folge, dass Lötarbeiten umfangreicher und komplizierter werden. Lötstationen müssen daher gerade bei der Entwicklung neuer Teile zuverlässig und genau funktionieren, um Testergebnisse nicht zu verfälschen oder den Entwicklungsprozess nicht negativ zu beeinflussen. Besonders wichtig für den professionellen Einsatz sind ein schnelles Anheizen, eine Standby- oder Abschaltfunktion sowie eine unkomplizierte Handhabung.
Digital, analog und Heißluft
In der Regel eignen sich für Chipkarten, Microcontroller, Platinen und andere elektrische Bauteile herkömmliche analoge oder digitale Lötstationen. Der einzige Unterschied zwischen analogen und digitalen Lötstationen liegt in der Temperaturregelung. Analoge Geräte besitzen einen Drehregler, um die Temperatur einzustellen ohne dass der Nutzer die präzise Gradzahl kennt. Dies bedeutet, dass es viel Fingerspitzengefühl und Erfahrung braucht, wenn man auf das Grad genau arbeiten muss.
Exakt einstellen lässt sich die Temperatur bei digitalen Lötstationen durch ein Display und Knöpfe. Auf diese Weise ist eine exakte Temperaturregelung möglich. Außerdem bleibt die Temperatur während des gesamten Arbeitsvorgangs und in Lötpausen weitgehend konstant.
SMD-Bauelemente sind empfindlich und können durch das Löten mit einer herkömmlichen Lötstation Beschädigungen erleiden. Besser geeignet ist eine Heißluft-Lötstation, die das Lot durch eine Heißluftdüse erhitzt. Neben reinen Heißluft-Lötstationen, die kostspieliger sind, bieten Hersteller mittlerweile kombinierte Geräte an, die neben einem herkömmlichen Lötkolben auch eine Heißluftdüse beinhalten.
SMD-Bauelemente werden mit Heißluft gelötet.
Auch hier gibt es verschiedene Heißluft-Düsen.
Löt- und Entlötstation
Mit vielen Lötstationen lassen sich zwei Komponenten zusammenlöten und entlöten. Dieser Vorgang ist mühsam, denn das Entlöten dauert deutlich länger als das Löten. So müssen die Bauteile die Hitze des Lötkolbens länger aushalten und Beschädigungen sind möglich.
Handhabung
Zunächst kommt es auf ein paar grundsätzliche Gegebenheiten der Lötstation an.
Akku- oder Netzbetrieben: Lötstationen, die akkubetrieben sind, weisen eine höhere Flexibilität auf. Sie sind an jedem beliebigen Standort unabhängig der Stromversorgung einsetzbar. Allerdings ist dies nur bis zu einem Zeitraum von etwa einer Stunde möglich. Netzbetriebene Lötstationen hingegen sind zwar weniger flexibel in der Standortwahl, laufen jedoch ohne zeitliche Beschränkungen.
Bequemes Greifen: Der Abstand zwischen Griff und Spitze am Lötkolben ist nicht zu unterschätzen. Möchten Sie beispielsweise auf Platinen mit eng bestückten Widerständen und Transistoren löten, sorgt ein kurzer Abstand zwischen Lötspitze und Griff für ein präzises Arbeiten. Sind größere Komponenten mit einer groben Spitze zu löten, sollte der Abstand weiter sein. Grund ist die höhere Temperatur, die diese Lötarbeiten erfordern. Diese muss wegen der größeren zu lötenden Fläche längere Zeit beibehalten werden.
Flexibles Kabel: Ein weiteres Element, was die Handhabung einer Lötstation vereinfacht, ist das Kabel, das Lötkolben und Station verbinden. Je dünner und leichter es ist, desto flexibler ist die Lötspitze zu bewegen, ohne dass die Position der Komponenten verändert werden muss.
Weitere Elemente für eine einfache Handhabung der Lötstation:
- Gut lesbares Display bei digitalen Lötstationen, das beispielsweise Soll- und Ist-Temperatur oder den Aufheiz-Status anzeigt
- Speicherung von mehreren Temperatureinheiten, die per Knopfdruck einstellbar sind
- Die richtige Lötspitze: In der Regel sind Lötspitzen mit einem Durchmesser von 2 Millimetern bei einer Lötstation enthalten. Allerdings reicht die Spannbreite von 0,2 bis 35 Millimeter, sodass für jede Lötarbeit eine passende Lötspitze zu finden ist. Diese sollten einfach zu wechseln sein.
Analoge Lötstation.
Digitale Lötstation mit Display.
Leistung
Von der Leistung des Werkzeugs hängt beispielsweise die Dauer der Anheizzeit ab. Die Leistungsstärke von Lötstationen reicht von 10 bis 900 Watt. Für kleinste Lötarbeiten eignen sich Lötstationen mit 10 Watt. Die Mehrheit der Geräte besitzt 50 bis 80 Watt und erreichen Temperaturen zwischen 150 bis 450 Grad Celsius. Höherwertige Geräte verfügen über eine maximale Temperatur von 600 Grad Celsius.
Im Elektronikbereich sind 50 bis 60 Watt meist ausreichend, um alltägliche Anwendungsfälle zu bearbeiten. Für kleinste Lötarbeiten sind oft sogar Geräte mit 10 Watt ausreichend. Beim Löten von Materialien mit höherer Wärmeleitfähigkeit wie Kupfer oder Blech empfiehlt sich eine Lötstation mit mehr als 60 Watt.
Temperatur
Welche Temperatur zum Löten nötig ist, hängt vom Schmelzbereich des Lotes ab. In der Regel genügen Werkzeuge mit einem Temperaturbereich von 150 bis 450 Grad Celsius. Die Lötspitze sollte eine etwas höhere Temperatur erreichen, um Temperaturverluste auszugleichen. Ein Beispiel: Das Lötzinn Sn99Cu1+ML schmilzt ab einer Temperatur von 227 Grad Celsius. Zu beachten ist bei der Wahl des richtigen Werkzeugs, dass die Lötspitze abkühlt, sobald sie das Lötmaterial berührt. Daher haben sich in der Praxis Lötstationen mit einer Temperatur von 350 Grad Celsius bewährt. So bleibt die Temperatur konstant oberhalb des Schmelzpunktes, ist aber nicht zu heiß. Dann bestünde die Gefahr, dass die Teile, die zu verlöten sind, beschädigt werden. Außerdem verbrennt das Flussmittel des Lotes bei längerer Einwirkdauer. Die Komponenten wären nicht mehr funktionsfähig.
Darüber hinaus sollte die Abweichung in der Temperaturgenauigkeit möglichst gering ausfallen. So sind Schwankungen von bis zu ±10 Grad Celsius durchaus üblich.
Anheizzeit
Je höher die Leistung des Werkzeugs ist, desto schneller geht das Aufheizen vonstatten. Besonders leistungsfähige Geräte mit 150 Watt heizen beispielsweise in 9 Sekunden von Raumtemperatur auf 350 Grad Celsius auf. Herkömmliche Lötstationen mit 60 Watt schaffen es in 40 bis 70 Sekunden auf diese Betriebstemperatur.
Wenn das Werkzeug mehrmals am Tag benötigt wird, empfiehlt sich eine Lötstation mit entsprechend hoher Leistung. Auf diesem Weg geht nur wenig Zeit für den Aufheizvorgang verloren. Dies ist auch von Vorteil, wenn sich trotz häufigem Gebrauch ein dauerhafter Betrieb oder Standby-Zustand nicht lohnt. So ist das Gerät innerhalb kurzer Zeit einsatzbereit.
Stand-by-Funktion und Abschaltautomatik
Empfehlenswert sind Lötstationen, die automatisch in den Standby wechseln oder abschalten. In der Standby-Funktion kühlt die Lötspitze auf 100 bis 150 Grad Celsius ab. Heizkörper und Lötspitze verschleißen weniger schnell. Zudem lässt sich so Energie sparen.
Noch sicherer sind Geräte mit Abschaltfunktion. Wird der Lötkolben längere Zeit nicht genutzt, wird die Stromzufuhr automatisch unterbrochen. Neben dem niedrigeren Energieverbrauch und Verschleiß verringert sich die Gefahr von Verletzungen oder dem Ausbruch eines Brands.
Absaugung
Die Gesundheitsschäden, die durch Lötdämpfe entstehen, stuft der Gesetzgeber als gesundheitsgefährdend ein. Sie dürfen deshalb nicht unterschätzt werden. Nachdem sich keine Schwermetalle wie Blei mehr in den Lötmaterialien befinden, sind es nun die Flussmittel, die sich durch die Hitze zersetzen und unangenehme Dämpfe freisetzen.
Zudem ist der Lötdampf, der sich auf Bauelemente und Platinen absetzt, qualitätsmindernd. Hier helfen Filter-Systeme, die Partikel und Gas aus der Luft absaugen.
Achtung: Anders als im privaten Bereich sind Absaugvorrichtungen in gewerblichen und industriellen Anlagen Pflicht (VBG 15). Die Filter der Anlagen sind regelmäßig auszutauschen.
Potentialausgleich
Wichtig bei der Arbeit mit elektrischen Bauteilen ist deren Empfindlichkeit gegenüber statischen Entladungen. Viele Lötstationen haben daher eine Buchse oder einen Anschluss, über den sie geerdet werden, wodurch für Potentialausgleich gesorgt ist.
Luftmenge bei Heißluft-Lötstationen
Bei Heißluft-Lötstationen und Versorgungseinheiten, die das Löten mit Heißluft ermöglichen, ist die Luftmenge von Bedeutung. Diese gibt an, wie viel Liter Luft pro Minute maximal ausgestoßen werden. Die Menge reicht von 2,5 bis 120 Liter pro Minute. Wichtig ist, keinen zu großen Ausstoß der Luftmenge zu wählen, da sonst Teile der zu verlötenden Komponenten davonfliegen und Schaden nehmen könnten.
Unser Praxistipp: Pflege von Löt- und Entlötspitzen
Damit die Lötspitze nicht zu schnell durch Oxidation und Ablagerungen verschleißt, lohnt sich ein pfleglicher Umgang. Diese Tipps verhindern den vorzeitigen Verschleiß:
- Vor dem Gebrauch die Lötspitze mit einem feuchten Schwamm oder besser mit einer feinen, trockenen Messingwolle reinigen.
- Die Löttemperatur sollte angemessen sein. Eine übermäßig hohe Temperatur führt zu einer stärkeren Beanspruchung der Lötspitze.
- Nach den Lötarbeiten die Spitze mit Lötspitzenreiniger säubern.
Ob Weichlöten oder Hartlöten hängt von der Schmelztemperatur des Lotes ab. Liegt diese unterhalb von 450 Grad Celsius, spricht man vom Weichlöten. Diese Methode eignet sich für die Bearbeitung von elektronischen Teilen, die keine starke Hitze vertragen, um sie vor Beschädigungen zu schützen.
Beim Hartlöten muss das Lot stärker erwärmt werden. Die Lötspitze erreicht Temperaturen von über 450 Grad Celsius. Gerade bei Materialien wie Stahl, Kupfer, Messing oder Silber sowie bei Verbindungen, die eine starke Beanspruchung durch Hitze und Mechanik erfahren, ist das Hartlöten geeignet.
Darüber hinaus erreicht das Hochtemperatur-Lötverfahren oftmals eine Temperatur bis 900 Grad Celsius und ist beim industriellen Löten im Einsatz.
Es gibt diverse Lötmittel für das Weich- und Hartlöten. Zu beachten ist, dass die Elektronik-Industrie seit 2006 nur noch bleifreie Lote verwenden darf (EG-Richtlinie 2002/95/EG). Blei ist nur in wenigen Ausnahmefällen in elektronischen Geräten zugelassen. Als Ersatz dienen Zinnlegierungen mit Kupfer und Nickel oder mit Kupfer und Silber.
Unser Praxistipp: Richtiges Löten für Einsteiger
Wenn Sie noch keine Erfahrung mit dem Löten haben und sich zunächst einmal umfangreich einlesen möchten, empfehlen wir unseren Ratgeber "Richtig Löten" >. Dort erhalten Sie detailierte Informationen, beispielsweise zu den Themen Hartlöten und Weichlöten, zu den häufigsten Fehlern und zu den Materialien.
Dritte Hand
Diese stabile Klemmverbindung mit mindestens zwei Kroko-Klemmen ist individuell verstellbar. So haben Sie beide Hände frei, um Lötkolben und Lot zu halten. Oftmals befindet sich eine Lupe an der Dritten Hand, um auch kleinere Lötstellen gut sehen zu können.
Entlötsaugpumpe und Entlötlitze
Sind Bauteile auszutauschen, gibt es zwei mögliche Hilfsmittel: die Entlötsaugpumpe und die Entlötlitze. Nachdem das Lot wieder flüssig ist, saugt es die Entlötsaugpumpe wie ein Staubsauger ein. Die Pumpe ist manuell per Knopfdruck zu bedienen und für größere Mengen Lot geeignet. Die Entlötlitze ist ein Drahtgeflecht aus Kupfer, das in erhitztem Zustand geringe Mengen an flüssigem Lot aufsaugt. Die sauberste, aber auch teuerste Variante ist eine elektrische Pumpe, die das überflüssige Lot aufnimmt.
Lötspitzenreiniger
Durch einen chemischen Prozess entfernt das Reinigungsmittel Rückstände von Flussmittel und Lot. Gleichzeitig verzinnt es die Lötspitze. Eine weitere Möglichkeit, um die Lötspitze zu reinigen, ist der Trockenreiniger aus Messingwolle. Wird die Lötspitze regelmäßig gereinigt, verschleißt sie weniger schnell und ist länger einsatzbereit.
Flussmittel
Das Lötmaterial enthält oft ein Flussmittel. Auf diese Weise fließt es in die kleinsten Öffnungen hinein, sodass die Komponenten gelötet, nicht nur zusammengeklebt werden. Flussmittel gibt es auch gesondert zu kaufen.
Lötvorheizplatten
Die Verkleinerung der Bauteile, die engere Bestückung von Platinen sowie die höheren Löttemperaturen, die aufgrund der bleifreien Lote nötig sind, machen das Löten oftmals kompliziert. Heizplatten helfen dabei, hitzeempfindliche Bauteile zu schonen und Schäden zu vermeiden. Die Vorheizplatten erwärmen die Platinen nämlich von der Unterseite, wodurch die Betriebstemperatur des Lötkolbens deutlich gesenkt werden kann.
Hier erhalten Sie auch als Löt-Profi hilfreiche Tipps zum Thema Löten.