Was ist ein Lötbad?
Ein Lötbad (englisch: Solder bath) ist ein Behälter (Tank), der geschmolzenes Lötzinn enthält oder damit gefüllt ist und ein Gerät oder eine Einrichtung mit einer Heizung, um das Lötzinn in einem geschmolzenen Zustand im Behälter zu halten.
Lötbäder werden auch als Löttöpfe bezeichnet. Je nach Form und Menge des zu lötenden Objekts können sie unterschiedlich groß sein, von Tischgeräten für den Einsatz in Labors bis hin zu großen Geräten für den Einsatz in Fertigungsstraßen.
Es gibt zwei Arten von Lötbädern: stationäre Typen, bei denen das Lot im Bad verbleibt und Düsenbäder, bei denen sich eine Düse im Inneren des Bades befindet und das Lot in Düsen herausfließt.
Anwendungen von Lötbädern
Obwohl einige Lötarbeiten von Hand ausgeführt werden, wird das Löten in einem Lötbad verwendet, wenn große Mengen relativ einfacher Gegenstände effizient und mit stabiler Qualität gelötet werden sollen.
Lötverfahren, die Lötbäder verwenden, eignen sich für Bereiche wie das Löten von Leitungen und die Montage von Bauteilen auf gedruckten Schaltungen. Im Gegensatz zum Handlöten, das von Hand durchgeführt wird, dient das Lötbad-Löten dazu, große Mengen relativ einfacher Gegenstände effizient und in gleichbleibender Qualität zu löten.
Funktionsweise von Lötbädern
Ein Lötbad besteht aus einem Behälter, in dem geschmolzenes Lot aufbewahrt wird und einer Heizung, die das Lot in geschmolzenem Zustand hält. Der Aufbau ist einfach: Es wird Wärme zugeführt, um das Lot in einem geschmolzenen Zustand zu halten. Die meisten Lötbäder, die als Produktionsanlagen eingeführt werden, sind jedoch mit einem Förderer ausgestattet, der die Temperatur des Lötbads im Detail steuern und das Objekt zum Lötbad transportieren kann.
Es gibt zwei Arten von Lötbädern: stationäre Typen, bei denen die Lötlösung im Bad stehen bleibt und Jet-Typen, die mit Düsen zum Herausspritzen des Lots ausgestattet sind. Das Lot im Lötbad oxidiert, wenn es lange Zeit in geschmolzenem Zustand der Luft ausgesetzt ist, wobei Oxide entstehen. Oxide verschlechtern die Benetzbarkeit des Lotes mit dem zu lötenden Grundwerkstoff und sind eine Hauptursache für Lötfehler.
Es ist daher wichtig, ständig geschmolzenes, nicht oxidiertes Lot zuzuführen, um eine gute Lötung zu gewährleisten. Aus diesem Grund wird häufig der Düsentyp verwendet, bei dem geschmolzenes Lot mit einer Düse aus dem Inneren des Lötkolbens ausgestoßen wird, um nicht oxidiertes Lot in Kontakt mit dem Grundwerkstoff zu bringen.
Maßnahmen zur Entfernung von Oxiden sind sowohl beim stationären als auch beim Düsenlöten erforderlich. Das Düsenlöten hat jedoch den Vorteil, dass sich weniger Oxide bilden können, da das Lot ständig fließt und somit weniger Arbeit zur Entfernung von Oxiden erforderlich ist.
1. Löten mit einem stationären Lötbad
Geschmolzenes Lot wird in das Lötbad gegeben, die zu lötenden Bauteile, wie z. B. Leiterplatten, werden in das geschmolzene Lot eingetaucht und der Lötvorgang ist abgeschlossen, wenn die Bauteile nach oben gezogen werden.
2. Löten mit einem Düsenlötbad
Beim Löten mit einem Düsenlötbad befindet sich im Inneren des Lötbades eine Düse, die geschmolzenes Lot enthält. Dieses wird auf die zu lötenden Bauteile, wie z. B. Leiterplatten, aufgesprüht, um den Lötvorgang abzuschließen.
Diese Methode, bei der ein mit Düsen ausgestattetes Lötbad zum Ausstoßen des Lots verwendet wird, ist als Schwalllöten bekannt und in der Leiterplattenproduktion weit verbreitet. Der spezifische Aufbau der Anlage sieht vor, dass die Chips in die Leiterplatte eingebaut und über ein Förderband zum Lötbad transportiert werden, wo das geschmolzene Lot ausgestoßen und im Rahmen eines automatisierten Fertigungsprozesses auf der Platte und den Bauteilen angebracht wird.
Weitere Informationen zum Lot
1. Arten von Lötzinn
Bei der Verwendung von Lötzinn wird ein Flussmittel oder Teer verwendet. Damit soll eine saubere Lötung gewährleistet werden. Das Flussmittel ist eine Flüssigkeit, die Ammoniumchlorid oder Zinkchlorid enthält.
Es wird verwendet, um Verunreinigungen von der Leiterplatte zu entfernen und die Oberfläche der Leiterplatte zu reinigen, damit sie sauber gelötet werden kann. Es wird auch verwendet, um die Oxidation der Kupferoberfläche von Leiterplatten zu verhindern.
Die Feilen werden aus Kiefernteer hergestellt, der die Oxidation des Lots verhindert und ein sauberes Lötergebnis gewährleistet. Im Allgemeinen ist Yani oft in Lot enthalten.
2. Lötmaterial
Lötzinn (englisch: solder) ist eine Legierung, die hauptsächlich aus Blei und Zinn besteht. Es wird hauptsächlich verwendet, um verschiedene elektronische Bauteile und Steckverbinder, die auf Leiterplatten montiert sind und elektronische Schaltkreise bilden, mit der Verdrahtung auf der Leiterplatte metallisch zu verbinden, damit sie Strom leiten können. Eine weitere Anwendung ist die Metallverbindung zwischen Rohren.
Lötzinn geht auf die mesopotamische Zivilisation um 3000 v. Chr. zurück. Silber-Kupfer- oder Zinn-Silber-Lot wurde verwendet, um silberne Henkel an Kupfergefäßen zu befestigen. Später, in der griechisch-römischen Epoche, wurde das heute gebräuchliche Zinn-Blei-Lot für die Verbindung von Wasserrohren verwendet.
Später wurde die Giftigkeit von Blei deutlich, und die EU war das erste Land der Welt, das die Verwendung von Zinn-Blei-Lot reglementierte (Rohs-Richtlinie 2006). Heutzutage sind die Hersteller von Lötmitteln und Elektrogeräten weltweit führend in der Entwicklung von bleifreien Lötmitteln, die in der ganzen Welt weit verbreitet sind. Derzeit sind die Hauptbestandteile der Lötlegierungen Zinn-Silber-Kupfer, Zinn-Kupfer-Nickel und Zinn-Zink-Aluminium Systeme, die kein Blei verwenden.
Ein Lötbad besteht aus einem Behälter, in dem das geschmolzene Lot aufbewahrt wird, und einer Heizung, die das Lot im geschmolzenen Zustand hält. Obwohl die Struktur einfach ist – es wird Wärme zugeführt, um das Lot in einem geschmolzenen Zustand zu halten – sind die als Produktionsanlagen eingeführten Lötbäder hauptsächlich mit einem Förderer ausgestattet, der die Temperatur des Lötbads im Detail steuern und das Objekt zum Lötbad transportieren kann, sowie mit Düsen, die das Lot versprühen, und werden im Bereich der Leiterplattenherstellung eingesetzt. Sie werden in der Leiterplattenfertigung beim so genannten Schwalllöten eingesetzt.
In diesem Abschnitt werden die Lötbäder beschrieben, die beim Schwalllöten verwendet werden. Es gibt zwei Arten von Lötbädern, die bei diesem Verfahren verwendet werden: stationäre und Düsenbäder.
Lötkolben im Lötbad oxidiert, wenn er lange Zeit in geschmolzenem Zustand der Luft ausgesetzt ist, wobei Oxide entstehen. Oxide verschlechtern die Benetzbarkeit des Grundmetalls und des Lots, was zu Lötfehlern führt. Eine konstante Zufuhr von geschmolzenem, nicht oxidiertem Lot ist der Schlüssel zu gutem Löten.
Beide Arten von Lötbädern erfordern Maßnahmen zur Entfernung dieser Oxide, aber beim Jet-Typ wird eine Düse verwendet, um geschmolzenes Lot aus dem Inneren des Lötbads auszustoßen, um nicht oxidiertes Lot in Kontakt mit dem Grundmetall zu bringen.
3. Temperatur des Lots
Die Temperatur des Lots variiert je nach Lötlösung, aber der Schmelzpunkt von bleihaltigem Lot liegt bei 183 °C und der von bleifreiem Lot bei etwa 210 °C, wobei bleifreies Lot einen höheren Schmelzpunkt hat. Aus diesem Grund wurde darauf hingewiesen, dass bleifreies Lot den Nachteil hat, dass es schwer zu schmelzen und die Benetzung zu verteilen ist.
Inzwischen wurden jedoch Produkte entwickelt, die mit den herkömmlichen Zinn-Blei-Systemen vergleichbar sind, und die Schmelzpunkte der bekannten repräsentativen bleifreien Lote Zinn-Silber-Kupfer (Sn 96,5 %, Ag 3 %, Cu 0,5 %) und Zinn-Kupfer-Nickel (Sn 99 %, Cu 0,7 %, Ni und andere Zusätze) liegen zwischen 217-227 °C.