Was ist Löten?
Löten ist eine Technik zum Verbinden von Metall und anderen Materialien durch Verschmelzen einer Legierung namens Lot.
Zuvor werden Öl und andere Verunreinigungen entfernt und Flussmittel aufgetragen, um die Haftung des Lots zu verbessern. Die zu verbindende Stelle wird dann auf etwa 300 °C erhitzt, um das Lot zu schmelzen und zu verbinden.
Anwendungen des Lötens
Das Löten wird vor allem an Schaltkreisen elektrischer Produkte verwendet. Zu den spezifischen Anwendungen gehören:
- Prototyping von Leiterplatten
- Herstellung von elektrischen und elektronischen Schaltungen
- Verbinden von Metallrohren und Kupferrohren
- Herstellung von Buntglas
- Herstellung von Zubehör und Modellen
Obwohl dieses Fügeverfahren hauptsächlich für industrielle Anwendungen eingesetzt wird, kann es auch für die Herstellung von Zubehör verwendet werden. Auch bei der Herstellung von Glasmalerei wird es seit langem eingesetzt.
Funktionsweise des Lötens
Beim Löten wird Lötzinn durch Hitze zum Schmelzen gebracht, um Materialien miteinander zu verbinden. Für das Handlöten werden Lötzinn, Lötkolben und Flussmittel verwendet.
1. Lot
Lötzinn ist eine Legierung aus Metallen wie Zinn. Es zeichnet sich durch einen niedrigeren Schmelzpunkt als andere metallische Werkstoffe aus und schmilzt leicht, wenn es erhitzt wird.
2. Lötkolben
Ein Lötkolben ist ein spezielles Werkzeug mit einer an der Spitze angebrachten Heizung. Die Heizung erhitzt die Spitze des Lötkolbens auf eine Temperatur, bei der das Lot schmilzt. Die Wärmequelle für die Heizung kann entweder eine elektrische oder eine Gasquelle sein. Die Spitze des Lötkolbens muss regelmäßig ausgetauscht und abgeschabt werden, da das Lötzinn an der Spitze klebt und nach längerem Gebrauch verbrennt.
3. Flussmittel
Flussmittel ist ein speziell für das Löten entwickelter Beschleuniger. Es wird verwendet, um die Ausbreitung des Lotes zu verbessern und gleichzeitig Verunreinigungen von der Oberfläche des Materials zu entfernen. Manchmal werden säurehaltige Stoffe wie Salzsäure verwendet, aber im Wesentlichen werden Kiefernharz und Kunstharze eingesetzt. Sie dienen auch dazu, die Oxidation der Materialoberfläche zu verhindern.
Arten des Lötens
Neben dem Handlöten gibt es verschiedene andere Lötverfahren. Die Wahl des Lötverfahrens hängt davon ab, ob es sich um eine Kleinserie handelt, wie z. B. bei Prototyping-Bauteilen, oder um eine Massenproduktion als Industrieprodukt.
1. Handlöten
Wie im Abschnitt über das Prinzip erläutert, handelt es sich bei diesem Verfahren um Handlöten. Es wird hauptsächlich für die Herstellung von Leiterplatten-Prototypen und für Experimente verwendet. Neben der Temperaturkontrolle gibt es viele weitere Arbeitsvorkehrungen und Qualifikationen, wie z. B. die Zertifizierung als Löter und Elektroniker für Betriebstechnik.
2. Eintauchlöten
Nachdem die elektronischen Bauteile und Steckverbinder auf der Leiterplatte montiert sind, wird das Lot von der Unterseite der Leiterplatte in ein geschmolzenes Lotbad, die sogenannte Tauchwanne, geblasen. Diese Methode wird für die Massenproduktion verwendet.
3. Reflow-Löten
Bei diesem Verfahren werden elektronische Bauteile auf eine Leiterplatte montiert und dann unter Wärmeeinwirkung mit Rahmlot gelötet. Cremelot ist ein mit feinem Flussmittel vermischtes Lot in Form einer Creme mit hoher Viskosität. Da Cremelot vorab auf die Leiterplatte aufgetragen werden kann, zeichnet es sich durch eine hohe Klebegenauigkeit aus.
Wie das Tauchlot wird es für die Massenproduktion elektronischer Schaltungen usw. verwendet. Bei der Oberflächenmontage, auch SMT genannt, kann eine Reihe von Arbeitsschritten vom Auftragen des Cremelots über die Montage der Chips bis zum Durchlaufen des Reflow-Ofens nacheinander durchgeführt werden.
Weitere Informationen zum Löten
1. Bleifreies Lot
Lötmaterialien müssen einen niedrigen Schmelzpunkt und eine gute Kompatibilität mit haftenden Metallen aufweisen. Legierungen aus Blei und Zinn werden seit langem verwendet, aber die Giftigkeit von Blei ist zu einem Problem geworden. In den letzten Jahren wurden daher unter dem Gesichtspunkt des Umweltschutzes bleifreie Lote entwickelt.
Zu den weit verbreiteten Lötmitteln gehören insbesondere Zinn-Silber-Kupfer- oder Zinn-Wismut-Systeme. Es gibt auch Lote auf Zinn-Gold-Basis. Sie haben jedoch den Nachteil, dass sie teurer sind als Blei, weil sie ein selteneres Metall verwenden. Ein weiterer Nachteil ist, dass viele Materialien einen höheren Schmelzpunkt als bleihaltige Lote haben und mehr Energie benötigen.
2. Rohrverbindungen durch Löten
Für die Verbindung von Kupferrohren und Wasserleitungen kann Löten verwendet werden. Hartlöten ist eine weitere Technik, bei der Metall geschmolzen wird, um Rohre miteinander zu verbinden; der Unterschied zwischen den beiden Verfahren ist die Verbindungstemperatur.
Beim Löten wird das Lot bei Temperaturen unter 450 °C verbunden, beim Hartlöten dagegen bei Temperaturen über 450 °C. Beim Hartlöten werden daher Metalle wie Kupfer oder Silber verwendet.
Aufgrund der niedrigeren Temperaturen wird das Löten mit einem Brenner oder ähnlichem erhitzt, während das Hartlöten mit einem Gasbrenner oder ähnlichem erfolgt.