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10.10.2021

DIY-Tutorial: Platinen löten in 7 Schritten

Löt-Workshop #5: Thru-Hole Bauteile auf Platinen verlöten

Schritt-für-Schritt-Anleitung

Der DIY-Gedanke zieht in der Audio-Branche immer weitere Kreise und die Zahl der kommerziell erhältlichen Bausätze für Musiker- und Tonstudio-Equipment wird stetig größer und immer interessanter: Es gibt Bausätze für den berühmten 1176-Kompressor, den Pultec EQ5 Equalizer, der Neve 1073-Mikrofonvorstufe oder den berühmten SSL-Buskompressor. Es gibt eine riesige Anzahl an Gitarreneffekt-Bausätzen, einschließlich des legendären Tube Screamers. Ja sogar für modulare Synthesizer oder eigentlich unbezahlbare Studiomikrofone gibt es inzwischen DIY-Projekte! Und dann gibt es viele coole Projekte, die muss man basteln, die gibt es nicht zu kaufen! Egal, was für ein DIY-Projekt man angehen möchte, um eine Sache kommt man herum: Elektronische Bauteile auf einer Platine verlöten, und zwar in Handarbeit!

Worum geht’s?

In diesem Workshop möchte ich Euch zeigen, wie man bedrahtete Bauteile auf der Platine verlötet und woran man eine gute und woran man eine eventuell „kalte Lötstelle“ erkennt. Es geht dabei vorrangig um das Bestücken von industriell gefertigten „Printed Circuit Boards“, kurz PCBs.

Was ist eigentlich eine „Platine“?

Wenn im Zusammenhang von DIY und Löten über Leiterplatten oder Platinen gesprochen wird, sind meist industriell gefertigten „Printed Circuit Boards“ gemeint. Ihr kennt diese, (meist) grünen Platten, bestückt mit unzähligen Bauteilen aus unseren bondeo-Testberichten, wenn der Autor das Gerät aufgeschraubt hat, um das Innere zu inspizieren. Die Abbildung unter diesem Absatz stammt zum Beispiel aus dem bondeo-Test des Heritage Audio Britstrips und zeigt die Platinen im Innern des Gerätes. Die Begriffe PCB, Platine und Leiterplatte sind – zumindest für diesen Artikel – austauschbar, gemeint ist dasselbe. So eine Platine sorgt für zwei Dinge: Sie dient als Trägermaterial für elektronische und mechanische Bauteile. Und sie beherbergt die Leiterbahnen aus Kupfer, die alle Bauteile miteinander verbinden, wodurch sich letztlich eine funktionierende Schaltung ergibt.

Keine Sorge, wenn ihr ein paar Dinge beachtet (und ein bisschen übt), habt ihr schnell den Bogen beim „Bauteile verlöten“ raus! Das Platinen-Löten ist ziemlich easy und wer die Löt-Tutorials zu den Klinken-, XLR-, Cinch- und Adapterkabel durchgearbeitet hat und schon ein paar Kabel erfolgreich konfektioniert hat, der wird das Platinen-Löten in kürzester Zeit meistern! Tatsächlich hatte ich beim Erstellen dieses Workshops am meisten damit gekämpft, so richtig schlechte Beispiel-Lötverbindungen für die Beispielfotos zu kreieren!

Thru-Hole- und SMD- Technologie

Seit vielen Jahrzehnten werden elektronische Schaltungen aus sogenannten „Thru-Hole“- (auch „Through-Hole“-)Bauteilen aufgebaut. Das sind Bauteile mit langen Drahtbeinchen, die durch Löcher der Leiterplatte gesteckt und dann auf der Rückseite verlötet werden. Der Begriff „Thru-Hole“-Bauteil wird im deutschen mit Durchsteck-Bauteil übersetzt, manchmal auch mit „bedrahtetes Bauteil“. Bedrahtete Bauteile sind eigentlich ein Auslaufmodell, inzwischen ist die Thru-Hole-Technologie von der SMD-Technologie weit verdrängt worden. SMD wiederum steht für Surface-Mount-Device, was man mit „Bauteile zur Oberflächenmontage“ übersetzen kann (SMD-Bauteile benötigen keine Löcher in der Platine). Einzig die Bauteile, die einer hohen mechanischen Belastung ausgesetzt sind, zum Beispiel Leiterplattenverbinder, Anschlussbuchsen oder Klemmblöcke werden weiterhin in der „Thru-Hole“-Variante verbaut. Das Erlenen des Verlötens von bedrahteten Bauteilen ist also immer noch sinnvoll!

Am einfachsten gelingt der Start ins Abenteuer „Platinenlöten“ mit einem elektronischen Bausatz. Bausätze sind für den Einsteiger perfekt, da nicht nur das PCB enthalten ist, sondern zusätzlich (fast) alle benötigten elektronische Bauteile. Erwirbt man nur das blanke PCB, muss man sich die Bauteile selbst zusammensuchen, was ganz schön anstrengend sein kann und einige Erfahrung im Elektronik-Basteln voraussetzt. Hinzu kommt, dass manche Bauteile, zum Beispiel gewisse Styroflex-Kondensatoren, für Mikros oder abgekündigte Transistoren für den nicht-gewerblichen Einkäufer kaum, bzw. immer schwieriger zu finden und/oder nicht in geringen Stückzahlen erhältlich sind.

Der Aufbau eines PCBs

PCBs gibt es in verschiedenen Ausführungen, die einfachste Variante ist die „einseitige Platine“: Die Bauteile werden von der Oberseite durchgesteckt und auf der Unterseite verlötet. Alle Bauteile befinden sich auf einer, alle Lötpads und Leiterbahnen auf der anderen Seite der Platine. Die Bauteile-Seite nennt man „Bestückungsseite“, die Seite mit den Lötpads heißt „Lötseite“.

Zweiseitige und mehrlagige Platinen

Sehr häufig bekommt man es aber mit zweiseitigen Platinen zu tun, dann befinden sich zusätzliche Leiterbahnen auf der Bestückungsseite. Der Vorteil einer zweiseitigen Platine: Auch komplexe Schaltungen können auf einem relativ kleinen Raum untergebracht werden. Es gibt sogar mehrlagige Platinen, dann sind mehrere dünne Lagen zu einer Platte verklebt, wobei sich auch zwischen den verklebten Lagen Kupferbahnen befinden. Meistens sind die Bestückungslöcher der Bauteile so ausgeführt, dass das Lötpad die beiden Platinenseiten leitend miteinander verbindet, so kann das Signal von der Bestückungsseite auf die Lötseite geleitet werden und umgekehrt. Man nennt das dann eine „Durchkontaktierung“. Manche Durchkontaktierungen dienen einzig dazu, das Signal auf die andere Seite zu bringen, davon darf man sich beim Bestücken nicht verwirren lassen. Um uns die Arbeit zu erleichtern, sind auf der Bestückungsseite die Bauteile schematisch mit ihrer Bauteile-Nummer und manchmal sogar mit den Bauteilewerten aufgedruckt. Ohne diesen „Bestückungsdruck“ wäre das Verlöten der Platine sehr mühsam. Industriell gefertigte Platine sind außerdem mit einer Schutzschicht überzogen, welche die Oxidation der Kupferbahnen und Lötpads verhindert. Dieser Schutzlack wird auch Lötstopplack genannt, weil er das Verlaufen des Lötzinns auf der Platine verhindert.

Die Ausrüstung zum Platinen-Löten

Beim Verlöten der Kabel in den vorangegangenen Workshops haben wir dem eigentlich Lötwerkzeug, dem Lötkolben, keine allzu große Beachtung geschenkt. Wir haben ja gesehen, dass man selbst mit einem supergünstigen No-Name-Lötkolben problemlos alle Arten von Kabeln konfektionieren kann. Beim Platinen-Verlöten sieht die Sache etwas anders aus: Wer öfters Bauteile auf PCBs verlötet, sollte sich eine temperaturgeregelte Lötstation besorgen. Ein Handlötkolben mit Temperaturregelung ist ebenfalls eine gute Option, ein ungeregelter Lötkolben ist dagegen nicht zu empfehlen.

Während des Lötvorgangs fließt beständig Hitze von der Lötstelle ab – in das Bauteile, die Kupferbahnen des PCBs und die Umgebungsluft. Je größer die zu verlötenden Bauteile oder Kupferflächen sind, desto schneller wird die Hitze von der Lötspitze „weggesaugt“. Die Folge: Die Lötspitze kühlt so stark ab, dass Bauteil, Lötpad und Lötzinn nicht mehr ausreichend heiß werden. Als Folge droht eine „kalte Lötstelle“, also eine Lötstelle, die bei der die Verbindung zwischen den Metallen nicht stoffschlüssig ist, was zu Wacklern und Ausfällen der Schaltung führt. Eine weitere Gefahr droht durch unnötig langes „Herumbraten“ an der Lötstelle. Während ein Klinkenstecker hohe Temperaturen problemlos abkann, können Bauteile und Platine durch zu lange Hitzeeinwirkung Schaden nehmen. Bei einer temperaturgeregelten Lötstation wird die Temperatur der Lötspitze (nahezu) konstant gehalten. Je schneller und genauer das geschieht, desto angenehmer lässt es sich löten. Übrigens sagt die Watt-Angabe im Falle eines geregelten Lötkolbens oder einer Lötstation nur bedingt etwas über die Qualität dieser Nachregelung aus. Der Aufbau der Station selbst spielt auch eine Rolle, zum Beispiel wo genau diese Hitze gemessen und wie (und wo) die Lötspitze aufgeheizt wird. In diesen kleinen, aber wichtigen Details unterscheidet sich die Lötstation eines Markenherstellers von einer günstigen No-Name-Lötstation. Eine gute Marken-Lötstation von Ersa, Weller oder Hakko bekommt man ab etwa 150 Euro. Dafür erhält man aber ein Werkzeug, das einen ein ganzes Löt-Leben begleitet (inkl. gesicherter Ersatzteilversorgung). Inzwischen sind vermehrt günstige Lötkolben und Lötstationen aus Fernost erhältlich, die von vielen Usern gut bewertet werden. Ich habe allerdings keine praktische Erfahrung mit solchen Geräten, weil meine Marken-Lötstation seit Jahrzehnten ihren Dienst tut.

Die Lötspitze

Beim Verlöten von Bauteilen auf einer Platine ist die Lötspitze von entscheidender Bedeutung, oder genauer gesagt: Die Form und die Größe der Lötspitze. Es gibt verschiedene Formen von Lötspitze, am häufigsten sieht man die Bleistift-Form und die Meißel-Form. Jetzt könnte man denken: Je kleiner die Lötspitze, desto einfacher kann man kleine Bauteile verlöten – was den Löt-Novizen oft zur dünnsten erhältlichen Bleistift-Lötspitze greifen lässt. Ich rate Euch aber zu einer etwas größeren Meißel-förmigen Spitze, aus einem einfachen Grund: Die Kontaktfläche ist größer als bei der Bleistift-förmigen Lötspitze, und damit ist auch die Fläche zur Temperaturübertragung aufs PCB und das Bauteil größer. Wenn die Breite der Lötspitze in etwa der Größe der Lötpads entspricht, ist das ideal. Und, ja: Auch mit so einer breiteren Meisel-Lötspitze kann man die kleinen „Surface-Mount-Devices“ (SMD-Bauteile) verlöten. Dem Thema SMD-Löten widmen wir uns übrigens in einer kommenden Folge der Bonedo DIY-Löt-Workshops! Zu groß darf die Lötspitze aber auch nicht werden, ideal ist es, wenn Lötspitze und Lötpads in etwa gleich groß sind.

Bleihaltig oder bleifrei?

Blei ist ungesund, dass hat sich inzwischen herumgesprochen. Dennoch liest man ständig, dass im Hobbybereich weiterhin bleihaltiges Lot verwendet werden kann und soll – wie passt das zusammen? Die Gefahr einer Bleivergiftung geht nicht von den Dämpfen aus, die beim Löten entstehen. Blei ist ein Kontaktgift und gelangt über unsere Hände, die das Lötzinn halten, in unseren Körper. Deshalb ist es so wichtig, dass wir uns nach dem Löten SOFORT und GRÜNDLICH die Hände waschen! Die Dämpfe beim Löten entstehen durch das Verbrennen des Flussmittels. Diese Dämpfe sind zwar nicht giftig, aber sicherlich auch nicht gesundheitsfördernd, deswegen sollte man sie möglichst nicht einatmen. Ein paar kleine PC-Lüfter, welche diese Dämpfe von uns wegblasen und ein gut durchlüfteter Raum sorgen schon für ein gutes Stück Sicherheit beim Löten. Wer ganz sicher gehen möchte, oder sehr viel lötet, der sollte sich eine Absauganlage mit Filtern besorgen. Das Löten mit bleifreiem Lot ist zwar gesünder, setzt aber eine gewisse Erfahrung und Routine beim Löten voraus. Zum einen benötigt man eine höhere Löttemperatur, was die Gefahr einer verbrannten Lötstelle bei falscher Technik erhöht. Zum anderen kann man bei beilhaltigem Lot anhand des Aussehens schon Rückschlüsse auf die Qualität der Lötstelle ziehen können, während bleifreie Lötstellen immer matt und etwas unschön aussehen.

Dünnes Lötzinn mit Flussmittel-Seele!

Einer der größten Anfängerfehler beim Elektronik-Löten ist die Verwendung von zu dickem Lötzinn! Benutzt dünnes Lot, also Lötzinn mit einem Durchmesser von 0,5 mm oder sogar 0,35 mm. 0,75 mm geht zur Not auch, aber von Lötzinn dicker als einem Millimeter rate ich dringlich ab. Warum? Weil die eigentliche Menge an benötigtem Lötzinn tatsächlich gering ist und man mit dünnem Lötzinn diese Menge viel besser dosieren kann. Das Lötzinn sollte unbedingt eine „Flussmittel-Seele“ haben, dann besitzt das Lot im Innere einen kleinen Kanal (genannte „Seele“), der mit Flussmittel gefüllt ist. Das Flussmittel ist eminent wichtig für das Gelingen der Lötstelle, da es die Oxidation der Metalloberflächen während des Lötvorgangs unterbindet und die Verbindungstelle reinigt. Bei bleihaltigem Lot löte ich gerne mit der eutektischen Legierung Sn62Pb36Ag2 (62% Zinn, 36 % Blei, 2% Silber), beim bleifreiem Lot habe ich bisher die besten Erfahrung mit der Legierung Sn95,5Ag3Cu0,5 (Zinn 96,5%, Silber 3%, Kupfer 0,5%) gemacht.

Die Anatomie der perfekten Lötstelle

Eine perfekte Lötstelle erkennt man schon am Aussehen: Das Lötzinn bildet ein konkave Form, rund um das Bauteilebeinchen herum. Manchmal liest man von einer „Vulkan-Form“ oder einem „Vulkankegel“. Bei der Verwendung von bleihaltigem Lot weist die perfekte Lötstelle eine glänzende und schimmernde Oberfläche auf. Alle Abweichungen – mattes Lötzinn, kugelförmige Lötzinn-Blobs oder in das Lötpad eingefallenes Lötzinn – sind mit Vorsicht zu genießen.

In 7 Schritten zur perfekten Lötstelle

Schritt 1: Putzen!

Der größte Feind der perfekten Lötstelle ist die Oxidation und/oder ein verdreckte Leiterplatte. Der ersten Schritt zur perfekten Lötstelle ist also: Putzen! Blanke Metalloberflächen oxidieren bei Kontakt mit Sauerstoff, die entstehende Oxidschicht verhindert eine saubere Lötstelle. Bei industriell gefertigte PCBs sind die Leiterbahnen und Lötpads mit einem Schutzlack und/oder einer Verzinnung geschützt, dennoch sollte man das PCB mit etwas Alkohol von möglichen Verunreinigungen, etwa unseren fettigen Fingerabdrücken reinigen. Es gibt auch Leiterplatten mit blanken Kupferbahnen, diese sollten kurz vor dem Verlöten mit etwas Stahlwolle abgerieben werden, bis das Kupfer wieder schön glänzt. Übrigens: Nicht nur Platinen-Bahnen oxidieren, auch die blanken Anschlussbeinchen an Bauteilen können im Laufe der Zeit oxidieren. Einfach und schnell kann man diese Oxidschicht mit einem Stück feinem Schleifpapier entfernen. Sobald schimmernder Glanz zu sehen ist, ist die Oxidschicht entfernt.

Bauteile verlöten, aber in welcher Reihenfolge?

Dann könnte es los gehen. Nur: In welcher Reihenfolge werden eigentlich die Teile auf der Leiterplatte verlötet? In der Regel verlötet man die Bauteile in der Reihenfolge ihrer Bauhöhe, beginnend mit den niedrigsten und arbeitet sich dann langsam in die Höhe. Die Bauteile werden also nicht nach ihrer Art oder Position in der Schaltung verlötet, sondern in Abhängigkeit von ihrer Dimensionierung! Warum man das so macht, dazu komme ich gleich. Die typische Reihenfolge: Man beginnt mit den Dioden, danach die Widerstände, dann eventuell die Sockel, dann kleinen Kondensatoren, Schalter, Buchsen, und zum Schluss meist die dicken Elektrolyt-Kondensatoren, Anschlussbuchsen, usw… Nur in seltenen Fällen weicht man von diesem Vorgehen ab, zum Beispiel wenn sich bei einem Projekt die Audio-Schaltung und das Netzteil auf einer gemeinsamen Leiterplatte befinden. Dann ist es sinnvoll, die Stromversorgung zuerst zu verlöten. Dann kann man das Netzteiles auf seine korrekte Funktion hin überprüfen, bevor weitere, eventuell teure Bauteile verlötet werde – die bei einem nicht korrekt funktionierenden Netzteil Schaden nehmen könnten.

Schritt 2: Beinchen biegen

Bei den bedrahteten Bauteilen unterscheidet man zwischen der axialen und der radialen Anordnung der Beinchen. Bei axialen Bauteilen stehen die Beinchen links und rechts des Bauteils heraus, bei der radialen Anordnung stehen die alle Beinchen auf einer Seite des Bauteils heraus. Zum Verlöten der axialen Bauteilen müssen die Beinchen erst zurechtgebogen werden. Das erledigt man am einfachsten mit einer Biegehilfe, ein unscheinbares, sehr billiges und extrem nützliches Tool! Die Biegehilfe hat Einkerbungen in verschiedener Breite, für die gängigen Rastermaße, mit denen die Lötpads angeordnet sind. Die typischen Rastermaße sind 2,5 mm und die Vielfachen davon, also 5 mm, 7,5 mmm, und so weiter.

Schritt 3: Das Bestücken

Nach so viele Gerede kommt es jetzt endlich zu großen Moment: Wir verlöten die Bauteile! Dazu bestücken wir zuerst die Platine, ob man die Bauteile dabei einzeln verlötet, oder in Gruppen zu mehreren Bauteilen, ist Geschmackssache. Dabei taucht ein ganz banales Problem auf: Wir bestücken die Platine von oben (der Bestückungsseite), aber gelötet wird von der Rückseite. Die Platine muss also einmal umgedreht werden und wir müssen darauf achten, dass die Bauteile während des Verlötens an Ort und Stelle bleiben. Es gibt verschiedene Lösungen für dieses Problem: Zum Beispiel drehbare Platinen-Ständer, mit zusätzlichen Haltern für die Bauteile. Manch einer biegt die Bauteilebeinchen auf der Lötseite so um, dass die Bauteile nicht mehr herausfallen können, andere nutzen eine leicht nachgebende Lötunterlage, in die man die Platine währen des Verlötens hineindrückt. Ganz pragmatisch kann man auch Isolier- oder Zumbelband zum Fixieren der Bauteile verwenden. Ich persönlich nutze eine hitzebeständige Silikonunterlage zum Löten. Jetzt erklärt sich auch die oben erwähnte Reihenfolge der Bauteile: Nur wenn die Bauteile nach und nach größer werden, kann man sie zuverlässig am Herausfallen hindern.

Schritt 4: Lötspitze reinigen

Am besten gewöhnt an sich an, vor und nach jeder Lötstelle die Lötspitze von Lötzinnresten und verbranntem Flussmittel zu reinigen. Früher hat man das auf einem feuchten Schwamm gemacht, bei den heutigen Dauerlötspitzen werden gerne Topfreiniger aus der Drogerie verwendet, da hier die Lötspitze nicht ständig einen Temperaturschock durch das Abkühlen beim Kontakt mit dem feuchten Schwamm durchleben muss.

Schritt 5: Der Lötvorgang

Der Vorgang des eigentlichen Lötens von Bauteilen auf einer Platine ist eine Sache von einer bis wenigen Sekunden, als Richtwert wird manchmal die Drei-Sekunden-Lötstelle genannt. Wobei nur für zwei Sekunden eine Hitzeeinwirkung auf die Lötstelle erfolgt: In Sekunde eins werden das Lötpad und das Bauteilebeinchen gleichzeitig mit der Lötspitze erhitzt. Das ist wichtig: Es werden immer beide zu verbindende Metallteile gleichzeitig erhitzt! In Sekunde zwei führt man der Lötstelle das Lötzinn zu, die Lötspitze bleibt dabei ebenfalls an Ort und Stelle. In Sekunde drei zieht man zuerst das Lötzinn und dann die Lötspitze von der Lötstelle und lässt diese in Ruhe erkalten. Man muss das jetzt nicht auf genau drei Sekunden runterbrechen, manche Lötstellen benötigen sicher etwas länger, dann kann man die Werte fürs Aufheizen und Lötzinn-Zugeben gut und gerne verdoppeln. Aber sobald ihr ständig länger als, sagen wir mal fünf Sekunden an einer Lötstelle herumbrutzelt, deutet das auf einen zu schwachen Lötkolben, eine zu geringe Temperatur oder eine falsche Löttechnik hin.

Ob man nun Kabel lötet oder Bauteile auf einer Platine, eines ist immer ganz wichtig: Das Lötzinn wird immer direkt an die Lötstelle gebracht! Niemals nutzt man die Lötspitze als Transportmittel für das Lötzinn zur Lötstelle! Wer das Lötzinn auf der Lötspitze schmelzen lässt und die Spitze dann erst an Bauteil und Lötpad anlegt, darf sich über schlechte und kalte Lötstellen nicht wundern, da das komplette Flussmittel schon verdampft ist, bis man zum eigentlich Löten kommt. Ab und an benetzt kann man die Lötspitze mit etwas Lötzinn benetzen, um für eine bessere Wärmeübertragung von der Lötspitze zur Lötstelle, aber das Lötzinn für den finalen Lötvorgang wird immer direkt an Platine und Bauteil gegeben.

Schritt 6: Erkalten lassen!

Damit man sich keine „kalte Lötstelle“ bastelt, sollte man die Lötstelle immer gut abkühlen lassen. Das kann durchaus mal ein paar Sekunden dauern. Erschütterungen der Platine während es Abkühlen des Lötzinns, können zu einer „kalten Lötstelle“ führen! Etwas minimieren kann man diese Gefahr durch das Verwenden von eutektischem Lötzinn, aber Geduld beim Löten ist durch kein technisches Hilfsmittel zu ersetzen. Das ist ein Lot mit der Besonderheit, dass es bei einer identischen Temperatur schlagartig flüssig und wieder fest wird. Im Workshop zu den XLR-Kabeln habe ich das „eutektische Lötzinn“ schon mal genauer erklärt.

Schritt 7: Beinchen abknipsen, nur wann?

Eine vielfach diskutierte Frage: Werden die Beinchen der Bauteile vor oder nach dem Verlöten abgeknipst? Wer es absolut richtig machen will, der muss seine Anschlussdrähte vor dem Verlöten abknipsen. Wer es ganz, ganz genau nimmt, muss seinen bereits gekürzten Beinchen-Rest zusätzlich in Richtung der Leiterbahn biegen, die vom Lötpad wegläuft. So eine Lötstelle entspricht dann militärischen Anforderungen, oder den Vorgaben, wie sie zum Beispiel die NASA für ihre Lötstellen formuliert. Da unsere DIY-Projekte meistens auf der Erde bleiben und nicht Jahrzehnte im All herumfliegen, dürfte die Mehrzahl der Hobbybastler die Reihenfolge „erst verlöten, dann abknipsen“ wählen. Auch wenn die Lötstelle theoretisch durch die mechanische Belastung beim Abknipsen Schaden nehmen könnte! Verwendet man aber zum Abknipsen einen speziellen Elektronik-Seitenschneider mit flacher Schneide, ist die Gefahr recht gering, dass eine abgekühlte Lötstelle Schaden nimmt.

OK, ich beichte: Ich löte nicht nach den NASA-Vorgaben. Ich verlöte meine Teile und knipse die Beinchen danach ab. Ich finde, die stark umgebogenen Bauteilebeinchen erschweren das Entlöten von Bauteilen zu Reparaturzwecken enorm. Eine saubere Lötstelle bietet genug Stabilität, einen Defekt aufgrund dieser Vorgehensweise hatte ich noch nicht. Generell hatte ich bei geruckten Schaltungen noch keinen Defekt, der auf eine „versagende“ Lötstelle auf der Platine zurückzuführen war. Damit wir uns richtig verstehen: Das spricht weniger für mein handwerkliches Geschick, sondern ist einfach der Beweis dafür, dass das Verlöten von Bauteilen eine recht unkomplizierte Sache ist. Vorausgesetzt das Handwerkszeug und die Vorgehensweise stimmt, aber darum kümmern wir uns ja gerade!

Problematisch: Ground-Flächen

Manche Lötstellen benötigen unerwartet viel Hitze, während die Lötstelle davor noch perfekt gelang – vermutlich handelt es sich dann um ein Lötpad, das mit der Masse der Schaltung verbunden ist. Die Masse ist bei PCBs oft als große Ground-Fläche angelegt, und diese große Kupferfläche kann dem Lötkolben sehr schnell, sehr viel Hitze entziehen. Oft genügt ein Blick auf die Form des Lötpads um so eine Lötstelle mit Ground-Verbindung vorab zu erkenne. Bei sehr großen Ground-Flächen kann man die Löttemperatur für diese Lötstelle kurzzeitig erhöhen.

Wenn´s nicht so läuft!

Kalte Lötstelle

Eine „kalte Lötstelle“ ist eine Lötstelle, wo die Verbindung von Bauteil und Lötpad nicht stoffschlüssig erfolgt ist. Der Begriff „kalt“ bezieht sich dabei nicht auf die Löttemperatur, er besagt nur, dass keine zuverlässige leitende Verbindung zwischen Bauteil und Lötpad besteht. Die Ursachen für eine kalte Lötstelle sind vielfältig: Eine zu hohe Temperatur kann genauso wie ein zu geringe Temperatur der Grund dafür sein. Aber die häufigste Ursache dürften Erschütterungen während des Abkühlens der Lötstelle sein. Kalte Lötstellen sind sehr schwer zu erkennen, beim bleihaltigen Lot haben wir zumindest eine optische Kontrolle: Eine ordentliche Lötstelle glänzt. Bleibt eine bleihaltige Lötstelle matt, ist Vorsicht geboten, diese Lötstelle ist eventuell „kalt“. Sehr einfach ist aber die Reparatur einer kalten Lötstelle: Einfach nochmals erhitzen, etwas neues Lötzinn und neues Flussmittel an die Lötstelle bringen und gut ist…

Verbrannte Lötstelle, fehlendes Flussmittel

Eine „verbrannte“ Lötstelle ist ein weitere häufiger Fehler, solche Lötstellen weisen einen schwarzen Rand auf, teilweise lösen sich schon die Kupferbahnen und Lötpads vom Trägermaterial. Das passiert oft, wenn man den Lötkolben als Transportmittel für das Lötzinn zur Lötstelle nutzt. Dann ist bis zum Kontakt von Bauteil und Lötpad schon alles Flussmittel verdampft, wir benötigen unnötig viel Hitze, das Lötzinn mag nicht fließen… die Lötstelle misslingt. Die Lösung ist das Entfernen des Lötzinns, eventuell eine Reinigung des Lötpads mit Alkohol, um verbranntes Flussmittel zu entfernen und ein erneutes Verlöten des Bauteils, wobei dieses Mal das Lötzinn direkt an die Lötstelle gebracht wird.

Die falsche Menge an Lötzinn

Eine Lötstelle kann man mit zu viel Lötzinn fluten, aber genauso gut mit zu wenig verhungern lassen – beides ist nicht ratsam! Zu wenig Lötzinn erkennt man an einer unzureichenden Bedeckung des Lötpads, die Lösung ist wieder einfach: weiteres Lötzinn zugeben. Zu viel Lötzinn bildet große „Blobs“ an der Lötstelle, die Form ähnelt mehr einem „Bischofshut“ als einem Vulkan und oft bilden sich Höcker bei Abziehen des Lötkolbens. Zu viel Lötzinn kann unter anderem zu Kurzschlüssen führen.

Ein möglicher DIY-Werdegang

Ihr würdet jetzt gerne loslegen, mit dem Platinen-Löten, wisst aber nicht so genau, womit? Ich habe einen Vorschlag: Als ideales Erstlingsprojekt bieten sich Effektpedale für E-Gitarren und Bässe an. Hier gibt es eine riesige Auswahl an Bausätzen, die zum Teil extrem gut dokumentiert sind. Außerdem werden solche Pedal fast immer mit ungefährlichen 9V bis ca. 18V betrieben.

Wer es etwas komplexer mag, kann sich bei den Bausätzen der 500er-Module für die Lunchbox umsehen. Hier gibt es schon richtig tolle Bausätze, die sich in Sachen Klangqualität nicht vor kommerziellen Produkten verstecken müssen. Die Stromversorgung übernimmt der Lunchbox-Rahmen, die Netzspannung ist also hier ebenfalls kein Thema. Sobald die 230V ins Spiel kommen, ist der Hobbybastler raus, da solltet ihr Leute mit entsprechender Ausbildung ranlassen, da unsere Netzspannung potentiell tödlich ist. Klingt pathetisch, macht die Sache aber nicht minder wahr!

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