PCB-Löten ist eine Technik, bei der zwei kleine Teile mithilfe von Lötzinn auf der Oberfläche einer elektrischen Leiterplatte verbunden werden. Dies ist ein notwendiger Prozess, um elektrische Bauteile auf eine Leiterplatte (PCB) zu übertragen und damit die gewünschte Leistung zu erzielen. Jeder, der mit elektrischen Schaltungen arbeitet, muss wissen, wie man Leiterplatten lötet. Lassen Sie uns die verschiedenen Arten des PCB-Lötens und die Lötschritte im Detail besprechen!
Arten von SÄltere
Hier sind die verschiedenen Arten des PCB-Lötens:
1. Zinn/Blei (Sn/Pb) STelefongebühren sparen ALloyds
Die Zinn-Blei-Verbindung vervollständigt eine Lötplatine mit einem niedrigeren Schmelzpunkt. Zwei Teile werden durch Schweißen mit Hilfe des gleichen Grundmetalls integriert. Da Kupfer und andere Lötkomponenten jedoch hohe Schmelztemperaturen haben, erhöht sich die Temperatur des Materials auf Lot kann eine schwierige Aufgabe sein. Aus diesem Grund vereint die Zinn-Blei-Mischung erfolgreich zwei Metalle, Kupfer und Messing.
Elektrische Verbindungen zwischen empfindlichen Bauteilen wie Widerständen und Kondensatoren lassen sich mit Lot mit niedrigem Schmelzpunkt herstellen. Eine häufig zum elektrischen Löten verwendete Legierung ist 60/40 Sn-Pb. Eine andere Legierung, 63/37 Sn-Pb, wird hauptsächlich in der Elektrotechnik verwendet und schmilzt bei 188 °C (370 °F).
2. Bleifrei STelefongebühren sparen s
Viele bleifreie Lotlegierungen haben das konventionelle Eutektikum Sn-37Pb bereits angepasst, wobei einige davon große Aufmerksamkeit erregten. Zinn (Sn) ist der Hauptbestandteil bleifreier Lote, mit geringen Mengen an Legierungsmetallen wie Silber (Ag), Kupfer (Cu), Zink (Zn), Indium (In) usw. Es gibt bleifreie Lote für ternäre und binäre Systeme. Mehrere bekannte binäre Systeme wurden bereits untersucht, darunter Sn-Ag, Sn-Cu, Sn-Zn, Sn-Bi und Sn-In. Sn-Ag-Cu, Sn-Ag-Bi und Sn-Zn-Bi sind Beispiele für ternäre Systeme.
3. Flussmittel CErz STelefongebühren sparen s
Drahtlot mit Flussmittel in der Drahtmitte wird üblicherweise als Flussmittelkernlot bezeichnet. Drahtlot weist üblicherweise eine Flussmittelkonzentration von 2 bis 3 Gewichtsprozent auf.
Um die Lötverbindung zu verbessern, schmilzt das Flussmittel zunächst und reinigt die Metalloberflächen. Flüssiges oder gelförmiges Flussmittel wird stets zusammen mit flussmittelgefülltem Drahtlot verwendet. Dieses zusätzliche Flussmittel verbessert das Löten zusätzlich, insbesondere auf anspruchsvollen Oberflächen.
Viele elektrische Anwendungen, darunter die Reparatur von bedrahteten, gemischten und oberflächenmontierten Bauteilen, werden als Flussmittelkernlot bezeichnet. Es ist die beste Wahl für kommerzielle Handlötanwendungen.
Flussmittelgefülltes Lot sorgt für eine erstklassige Verbindung und reinigt Metalloberflächen während des Schmelzprozesses, was das Drahtlöten vereinfacht. Durch die Minimierung von Hohlräumen stärkt Flussmittel die Lötstellen und verbessert Kontakt und Verbindung. Bestimmte Flussmittelfülllote, wie sie beispielsweise von FCT Assembly angeboten werden, eignen sich zum Löten von Metallen wie Messing, Nickel und oxidiertem Kupfer, die sich in der Vergangenheit als schwierig erwiesen haben. Typische Lotlegierungen ermöglichen die Herstellung von flussmittelgefülltem Drahtlot ohne die Verwendung sauberer oder wasserlöslicher Flussmittel.
4. Silber ALloyds SÄltere
Silberlegierungslote bestehen aus Kupfer, Silber und anderen Metallen und verschmelzen verschiedene Elemente. Aufgrund ihres hohen Schmelzpunkts eignen sie sich am besten für Anwendungen, die Festigkeit und Haltbarkeit erfordern, wie z. B. im Sanitärbereich, in der Elektronik und in der Schmuckherstellung.
Silberlote gibt es in verschiedenen Formen mit jeweils einzigartigen Eigenschaften. Cadmiumfreies Silberlot ist in vielen Anwendungen die sicherere Option, da Cadmium ein giftiges Metall ist, das die menschliche Gesundheit schädigen kann.
Die wichtigsten Vorteile von Silbersoldaten liegen in ihrer Widerstandsfähigkeit gegenüber Verschleiß und Verfall. Dies führt zu einer verbesserten Lötqualität und einer verlängerten Lebensdauer.
Bei der Auswahl der Silberlote sollten die Art des zu verbindenden Metalls, die gewünschte Verbindungsart und der Temperaturbereich berücksichtigt werden.
Temperatur zum Löten von Elektronik
Das Erreichen der richtigen Temperatur beim Löten von Elektronik ist entscheidend für dauerhafte und zuverlässige Verbindungen. Typische Temperaturen variieren je nach Lotart:
• Bleihaltiges Lot: 180–190 °C (356–374 °F)
• Bleifreies Lot: 217–227 °C (423–440 °F)
• Silberlegierungslot: 250 °C (482 °F) oder höher
Durch die Aufrechterhaltung einer konstanten Temperatur beim Löten von Elektronik wird eine Überhitzung und Beschädigung der Lötkomponenten verhindert.
Verschiedene Arten von PCB-Löttechniken
Hier sind die verschiedenen Arten von PCB-Löttechniken:
1. Weichlöten
Die Verbindung kleiner Elemente mit der größeren Leiterplatte erfolgt durch Weichlöten, die am häufigsten verwendete Löttechnik. Unter den hohen Temperaturen der Wärmequelle beginnen diese winzigen Bauteile, die typischerweise eine niedrige Verflüssigungstemperatur aufweisen, zu zerfallen. Um das Element nicht nur zu schmelzen, muss ein weiteres Verfahren angewendet werden, um es mit der Platine zu verbinden. In diesem Fall wird ein Füllmetall verwendet, üblicherweise eine Zinn-Blei-Legierung.
Der Schmelzpunkt dieser Legierung muss über 752 °C liegen, was sie zu einem wichtigen Element macht. Sie dient als Bindeglied zwischen Bauteil und Platine, hält beide fest zusammen und ist während des gesamten Lötprozesses unerlässlich. Die dafür benötigte Hitze wird üblicherweise durch einen Gasbrenner erzeugt, der die Legierung auflöst und die Bauteile mit der Platine verbindet.
2. Hartlöten
Beim Hartlöten werden zwei verschiedene Metallelemente miteinander verbunden, indem ein festes Lot in die Löcher des Bauteils verteilt wird, die bei hohen Temperaturen freigelegt werden. Dieser Prozess erzeugt eine stärkere Verbindung. Silberlöten und Hartlöten sind die beiden kleinen Unterprozesse, die den größeren Prozess des Hartlötens umfassen.
Wie der Name schon sagt, wird beim Silberlöten eine Silberlegierung, typischerweise Cadmium-Silber, als raumfüllendes Metall verwendet. Dieses Verfahren wird angewendet, um winzige Teile auf einer Leiterplatte zu fixieren und herzustellen. Silber bietet eine frei fließende Einzigartigkeit, ist aber normalerweise nicht das beste Material zum Füllen von Hohlräumen. Aus diesem Grund werden typischerweise spezielle Flussmittel verwendet, um zuverlässiges Silberlöten zu gewährleisten.
Hartlöten ist ein Lötverfahren, bei dem zwei unedle Metallanschlüsse mithilfe eines flüssigen Füllmaterials verbunden werden. Dieses Füllmaterial zieht ein Gefäß durch die Verbindungsstellen der Platine und erzeugt nach dem Abkühlen durch Diffusion und atomaren Magnetismus eine Verbindung. Dadurch werden die beiden Enden durch eine stabile Verbindung verbunden. Beim Hartlöten wird üblicherweise Messing als Füllmaterial verwendet.
Erforderliche PCB-Lötausrüstung
Zum Löten von Leiterplatten werden verschiedene Werkzeuge benötigt. Lassen Sie uns besprechen, welche Art von Lötmittel für Leiterplatten verwendet wird:
1. Lötkolben
Dieses langlebige Werkzeug liefert die zum Schmelzen des Lots erforderliche Wärmequelle. Lötkolben haben meist die Form eines Bleistifts und bestehen aus verschiedenen Komponenten, die zusammen ein komfortables, anwendbares und einfaches Werkzeug bilden.
Es gibt auch größere Lötkolben, die meisten sind jedoch eher mittelgroß. Diese Lötkolben werden häufig eingesetzt, wenn für präzisere Anwendungen, wie beispielsweise die Schmuckherstellung, zusätzliche Wärme benötigt wird. Außerdem kühlen Lötkolben deutlich schneller ab. Unabhängig von Größe und Form bestehen alle Lötkolben aus den gleichen wichtigen Teilen:
TIPP: Stellen Sie sich das als die Mine an der Spitze des Bleistifts und die Oberfläche des Lötkolbens vor, die mit dem Lot in Berührung kommt. Dieser Bereich dient zum Schmelzen des Lots. Die Spitze hat eine Eisenbeschichtung über einem Kupferkern. Eine saubere Spitze ist wichtig für gutes Löten. Spitzen sind außerdem umrüstbar und sollten je nach Art der Arbeit angepasst werden.
• Zauberstab: Der Griff des Bügeleisens ist der Teil, den Sie festhalten. Normalerweise ist der Stab gepolstert, damit Sie sich festhalten und gleichzeitig vor der Hitze des Bügeleisens geschützt sind.
• Lötlitze: Stellen Sie sich den Lötdocht als Radiergummi vor, wenn die Spitze Ihres Lötkolbens aus einer Bleistiftmine besteht. Der Lötdocht entfernt überschüssiges Lot, das beim Flechten von Kupferdrähten nicht mehr benötigt wird. Um überschüssiges Lot zu entfernen, können Sie auch Lötsauger verwenden.
• Rest: Obwohl sie nicht Teil des Bügeleisens selbst ist, ist die Bügeleisenablage ein notwendiges Zubehör, mit dem Sie das Bügeleisen ablegen und Ihre Hände frei haben. Wenn Sie das heiße Bügeleisen direkt auf Ihren Tisch, Ihre Arbeitsfläche oder Ihren Arbeitsplatz stellen, schützt die Bügeleisenablage es vor Beschädigungen.
2. Lötflussmittel
Lötflussmittel ist ein Reinigungsmittel. Beim Löten erfüllt es drei Funktionen in einem und ist daher ein wichtiges Element für jede Arbeit:
1. Es entfernt jeglichen Rost vom Element, das Sie löten.
2. Dadurch wird verhindert, dass zusätzliche Luft mit der Substanz in Kontakt kommt, und weiterer Rostbildung vorgebeugt.
3. Es verbessert die einzigartige Tropfqualität des Lots.
3. Lötpaste
Lötpaste ist eine graue Substanz, die Kitt ähnelt. Die verschiedenen Anschlüsse von Chipgehäusen werden mithilfe dieser Paste mit den Anschlussenden auf einer Leiterplatte verbunden.
Wie lötet man eine Leiterplatte?
Befolgen Sie die folgenden Schritte zum Löten der Leiterplatte:
1. Lötkolben verzinnen
Das Verzinnen ist ein wichtiger Bestandteil der Lötkolbenvorbereitung. Es schützt die Spitze nicht nur vor unnötigem Abrieb, sondern trägt auch zur Wärmeübertragung vom Lötkolben zur Lötfläche bei. Um die Lötkolbenspitze scharf zu halten und ihre Lebensdauer zu verlängern, verzinnen Sie sie vor und nach jedem Gebrauch.
Bevor Sie mit einem neuen Projekt beginnen, wischen Sie die Lötkolbenspitze nach dem Aufheizen mit einem feuchten Schwamm ab. Tauchen Sie die saubere Lötkolbenspitze in das Lot, um sie vollständig zu bedecken. Für eine vollständige Bedeckung werden viele Lötkolben benötigt, die wahrscheinlich abtropfen. Nachdem das Lot gleichmäßig um die Spitze gelaufen ist, ist die Lötkolbenspitze einsatzbereit.
2. Bereiten Sie die Leiterplatte oder andere Oberfläche vor
Beim Löten einer Leiterplatte oder anderer Bereiche ist es ratsam, mit einer sauberen Oberfläche zu beginnen. Reinigen Sie Ihren Bereich mit einem Industriereinigungstuch oder Acetonreiniger, um Staub und andere Rückstände zu entfernen, die das Löten beeinträchtigen könnten. Druckluft beschleunigt zusätzlich die Oberflächentrocknung und hilft beim Entfernen winziger Partikel.
3. Positionieren Sie die Komponenten
Bei den meisten Lötarbeiten müssen mehrere Elemente gleichzeitig in mehreren Durchgängen gelötet werden. Um zu vermeiden, dass der Bereich ungleichmäßig aufliegt und durch ein schweres Element belastet wird, empfiehlt es sich, mit den kleineren Elementen zu beginnen und mit den größeren abzuschließen.
Wählen Sie zunächst die Kleinteile aus, mit denen Sie arbeiten möchten, und platzieren Sie sie anschließend an der richtigen Stelle auf der Oberfläche. Setzen Sie beim Anbringen von Bauteilen an einer Leiterplatte diese in Durchgangslöcher ein. Biegen Sie die Anschlüsse unter der Platine leicht, um die Elemente an ihrem Platz zu halten, falls sie sich lösen.
4. Erhitzen Sie die Verbindung
Zum Löten die Lötstelle erhitzen, damit die Hitze des Lötkolbens auf die Platine übertragen wird. Berühren Sie dazu die Bauteilleitung und die Platine mit der Lötkolbenspitze, die etwas Lötzinn enthält. Die Spitzen beider Teile müssen aufeinandertreffen, damit das Lötzinn gut haftet und erhitzt wird. Halten Sie den Lötkolben nur wenige Sekunden lang auf der Lötstelle, da übermäßige Hitze zur Blasenbildung führt. Um eine Überhitzung in dieser Phase zu vermeiden, gehen Sie vorsichtig vor.
5. Löten Sie die Verbindung
Die Lötstelle ist nun zum Löten vorbereitet. Der Lötfaden sollte nicht mit dem Lötkolben in Berührung kommen, auch wenn Sie ihn nahe an der Verbindung halten. Stattdessen sollte die heiße Lötstelle das Lot direkt aufnehmen. Wenn die heiße Lötstelle vollständig und ausreichend erhitzt wurde, sollte das Lot schmelzen und frei fließen können. Berühren Sie die Lötstelle so lange mit dem Lötfaden, bis sich ein kleiner Hügel bildet.
Lassen Sie die Lötstelle abkühlen und legen Sie Lötkolben und Lötlitze beiseite. Der Bereich muss während des Abkühlens flach und ruhig bleiben, da Bewegungen zu einer matten, körnigen Oberfläche führen.
6. Überprüfen Sie die Verbindung und kürzen Sie die Leitungen
Sobald die Lötstelle abgekühlt ist, überprüfen Sie sie visuell auf ihre einwandfreie Funktion. Sobald die Lötstelle zufriedenstellend ist, schneiden Sie den überschüssigen Draht und die Leitung direkt über der Lötstelle ab. Die fertige Lötstelle sollte einen glänzenden, glatten Kegel bilden. Zum Abschluss löten Sie die restlichen Teile und entfernen überschüssiges Flussmittel von der Oberfläche.
Fazit
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass PCB-Löten der Prozess des Fügens und Bildens stabiler Metallverbindungen ist. Kenntnisse über verschiedene Lötarten, verschiedene Lötschritte und die richtige Temperatur für das Löten von Elektronik sind der Schlüssel zu effektiven PCB-Löttechniken. Mit dem richtigen Werkzeug, Sicherheitsvorkehrungen und Erfahrung können Sie professionelle Lötverbindungen herstellen. Von einfachen Heimwerkerprojekten bis hin zur Reparatur von Bildsensoren können Experten und Laien mit dem Erlernen von PCB-Löttechniken viele elektronische Projekte und Reparaturen sicher bewältigen.
