Löten
Das Löten ist eine nicht lösbare Verbindungstechnik der Metalltechnik.Das Löten wird auch klar unterschieden von anderen Verbindungstechniken des Metall- und Kunststoffsektors, z.B. den Techniken des Schweißens und des Schmiedens, bei denen die beteiligten Stoffe typischerweise alle gleich sind, oder je nach Verfahren auch gar nicht erst zum Schmelzen gebracht werden.
Table of contents |
2 Flussmittel 3 Lötwerkzeuge 4 Qualität von Lötungen 5 Lote 6 Elektrolötungen |
prinzipieller Lötvorgang
Beim Löten werden zwei metallische Körper eng zueinander gebracht. Beim Löten wird der Lötbereich mindestens auf die Tempertur erwärmt, bei der das Lot vollständig geschmolzen ist. Das Lot verhält sich dann wie eine Flüssigkeit, der durch die Kapillarwirkung des Spalts die Spaltoberflächen benetzt.
Einzelne Atome des Lots diffundieren in die Metalloberfläche der zu lötenden Körper, hier entsteht eine Legierung aus Lot und Grundwerkstoff.
Um den Wärmeentzug durch das schmelzende Lot (Schmelzwärme) zu kompensieren, wird vor allem bei kleinenvolumigen Lötstellen während des Lötens weitere Wärme zugeführt.
Nach Entfernen der Wärmequelle und Abkühlung erstarrt das Lot wieder vollständig und die Körper sind verbunden.
Flussmittel
Vor dem Lötvorgang werden die Oberflächen von Oxiden befreit, und meist saure Pasten, das so genannt Flussmittel, aufgetragen. Das Flußmittel soll die erneute Oxidbildung vor und während des Lötvorgangs verhindern, die sonst die Fließ- und Benetzungseigenschaften stark reduzieren würden, und weiterhin um Einschlüsse von Fremdstoffen zu verringern.
Die meisten Flussmittel müssen nach der Lötung beseitigt werden, da sie sonst korrosiv wirken.
Lötwerkzeuge
Gelötet werden kann mittels eines Lötkolbens, einer Gasflamme oder auch durch Erhitzung mittels Heißluft, Wärmestrahlung oder induktive Erwärmung.
Der Übergang von Weich- zu Hartloten bildet die Liquidustemperatur des Lotes und wurde mit 450 °C definiert.
Traditionell enthalten eine Reihe von Loten Blei. Aus Gründen des Umweltschutzes wird dieses wegen seiner hohen Giftigkeit ersetzt und es werden bleifreie Lote eingesetzt.
Die Lötungen werden fast ausschließlich mit Weichlot ausgeführt.
Bei großflächigen Elektrolötungen werden die zu lötenden Gegenstände vorher typischerweise an der Fügefläche mit Weichlot "verzinnt", um Wärmebelastungen der umgebenden Bauteile zu reduzieren. Gleichzeitig gegünstigt diese Vorarbeit die Benetzung.
In der Elektrotechnik wird heutzutage im großtechnischen Stil vor allem das Schwallbad-Löten, das Reflow-Löten und das Löten mit Heißluft eingesetzt. Trotz zahlreicher anderer Techniken (Crimpen, Wire-Wrap, Schraubklemmen, Schneidklemmentechnik, Klemmen) erfreut sich das Löten einer weiterhin recht hohen Verbreitung. Die Dimensionen des Elektro-Lötens gehen von einigen Zentimetern bis hinuter zu wenigen Zehntel Millimetern (bei SMD-Bauteilen wie Widerständen oder Halbleitern).
Kalte Lötstellen können mehrere Ursachen haben:
Qualität von Lötungen
Die Benetzung ist ein wichtiges Kriterium für die erfolgreiche Lötung. Der Winkel zwischen einem Tropfen des flüssigen Lotes und dem Grundwerkstoff wird von 0-30° als "vollständig bis ausreichend benetzt", von 30-90° für "teilweise benetzt" und mit ca. 180° als "nicht benetzt " eingestuft.Lote
Als Material einer Lötverbindung werden Lote verwendet. Je nach Anwendungsfall und Beanspruchung der Verbindung werden so genannte Hart- und Weichlote verwendet. Elektrolötungen
Am weitesten verbreitet ist das Löten in der Elektrotechnik.Lötverfahren in der Elektrotechnik
Kalte Lötstelle
Ein besonders beim Löten im Elektronikbereich gefürchtetes Phänomen sind die so genannten Kalten Lötstellen.
Kalte Lötstellen sind leicht zu erkennen, da sie, im Gegensatz zu korrekten Lötstellen, sehr matt aussehen und eine leicht klumpige Oberfläche besitzen.