Kürzlich habe ich bereits bei einem PCB ein bisschen was zum SMD-Löten erzählt. Ich mache das selbst auch erst seit ein paar Monaten. Das heißt einerseits, dass die „alten Hasen“ natürlich gerne was hinzufügen können + mich korrigieren. Andererseits möchte ich andere Leute zu ermuntern, es auch einfach mal zu probieren.
Löten
Zum herkömmlichen Löten in Durchstecktechnik schaut man sich am besten ein paar Videos auf Youtube an. Wichtig ist aus meiner Sicht Folgendes:
- Ein temperaturgeregelter Lötkolben. Besser eine Lötstation. Ich persönlich setze eine solche Lötstation ein. Kann man auch via AliExpress aus Europa (Polen) beziehen: YIHUA 8786D Lötkolben Heißluft Lötstation DIY Digitale Rework Station Telefon Reparatur BGA SMD Lötwerkzeug Schweißstation - AliExpress 1420.
- Eine saubere Lötspitze. Am besten auf einem halb-nassen Schwamm reinigen, den es zur o.g. Lötstation auch mit dazu gibt. Ansonsten ist ein solcher Lötspitzenreiniger eine feine Sache.
- A propos Lötspitzen: Die mitgelieferten Spitzen sind nicht schlecht, jedoch auch nicht fürchterlich lange zu gebrauchen. Vergesst die billigen Spitzen-Sets à la 10 Stück für 10 € oder so, sondern bestellt auch lieber eine gute Spitze. Empfehlen kann ich die hier: Amazon.de.
- Ordentliches Lötzinn. Habe lange rumgesucht und schließlich das HX-T100 gefunden, mit dem ich extrem zufrieden bin. Ich verwende es in 0,4 oder 0,6 mm. Das hier ist bleihaltiges Lötzinn, welches ich mit 350 Grad löte. Man kann auch bleifreies nehmen, das lässt sich etwas schwerer verarbeiten. HX-T100 lässt sich sehr gut verarbeiten und hinterlässt kaum Rückstände.
- Diese „dritte Hand“ kann ich total empfehlen. Insbesondere wenn man die Heißluft der o.g. Lötstation einsetzt. Aber auch sonst fehlt einem gerne mal ne Hand zum Löten.
- Selbst wenn man keine SMD-Teile löten möchte, macht sich die Heißluftpistole der o.g. Lötstation total gut, wenn man was auslöten möchte. Geht damit super einfach.
Technisch habe ich eigentlich nur zwei Sachen anzumerken:
- Es ist üblicherweise nicht die feinste Lötspitze die beste sondern die, die „gerade noch irgendwie passt“. Und zwar deswegen, weil je kleiner die Lötspitze ist, desto schlechter ist der Wärmeübertrag. Man muss ja immer bedenken, dass nicht nur das Bauteil erwärmt werden muss, sondern immer auch Wärme über die Platine weggeht.
- Nicht so schnell den Lötkolben wieder entfernen vom Lötpunkt, denn sonst gibt es kalte Lötstellen. Darauf achten, dass das Lötzinn schön fließt.
SMD-Löten
Zum SMD-Löten gibt es auf Youtube zahlreiche Tutorials, bei denen man auf unterschiedlichen Wegen zum Ziel kommt.
- Herkömmlich per Lötkolben - auch schwierige Sachen
- Reflow mittels heißer Luft
- Reflow mittels Hot Plate
- Reflow im Reflow-Ofen.
Ich persönlich setze die oben bereits genannte Lötstation ein und löte alle SMD-Teile mittels Lötpaste und heißer Luft (Reflow) oder Hot Plate. Eine gute Pinzette braucht es für die SMD-Teile auf jeden Fall noch, da sie zu klein zum Greifen sind; ich nutze diese hier. Also muss schon eine aus Metall sein, nur dummerweise haben die gerne mal die Eigenschaft, dass sie sich magnetisieren, was dann das Ablegen/Positionieren von kleinen Bauteilen erschwert.
Einstieg:
Traue dich einfach mal - es gibt auch Übungsplatinen! Dann kriegt man auch eine Vorstellung davon, wie groß/klein die Standard-SMD-Größen 1206, 0805, 0603 und 0402 sind (und ja: Es gibt noch zwei kleinere Größen, aber da muss man schon ne ziemlich harte Sau sein 
). Hier mal ein Größenvergleich. In vielen Videos ist auch beschrieben, wie man mit Problemen wie dabei entstandene Lötbrücken umgeht (z.B: das hier). Auf jeden Fall braucht man Flussmittel; ich verwende Mechaniker UV50. Wenn die Bauteile klein werden macht vor allem auch eine Lupe total Sinn.
Hier ein paar Dinge, die ich inzwischen gelernt habe:
- Bei bleihaltiger Lötpaste besteht eher die Chance, dass sich ein nicht so gut platziertes Bauteil korrekt in Position schiebt. Ist so ein bisschen wie beim herkömmlichen Löten, da tut man sich mit Blei auch einfacher.
- Die dünnste Lötspitze ist eher nicht die beste, da vergleichsweise wenig Wärme übertragen werden kann.
- Darauf achten, die Bauteile nicht zu grillen. Bevor ich anfange das zu beschreiben: Am besten bei Youtube Videos anschauen.
- Als bleifreie Lötpaste wird gerne mal PPD S600 mit 183°C-Schmelzpunkt empfohlen. Ich löte mit dieser aktuell alle meine SMD-Sachen.
- Als bleihaltige Lötpaste mit 183°C-Schmelzpunkt wird gerne mal „Mechanic XG50“ empfohlen.
- Lötpaste nach Gebrauch immer im Kühlschrank aufbewahren und vor Gebrauch entsprechend auf Zimmertemperatur erwärmen, da es sich sonst schlechter verarbeiten lässt (dazu später mehr).
- Flussmittel bereithalten (oben bereits verlinkt). Zum klassischen SMD-Löten per Lötkolben braucht man es eh. Aber wenn man z.B. beim Reflow-Löten Brücken hat, so kann man diese wunderbar mit Flussmittel benetzen und anschließend durch drüberziehen des Lötkolbens entfernen (wird auch oft in Youtube-Videos gezeigt).
- Das Auftragen von Lötpaste muss gar nicht so supergenau sein. Speziell beim Einlöten z.B. des Port-Expanders PCA9555 trägt man einfach eine dünne „Wurst“ quer zu den Kontaktflächen auf. Beim Reflow-Löten läuft das anschließend passend hin. Trägt man allerdings deutlich zu viel auf, so muss man im Anschluss viele Brücken entfernen. Klar, ist zusätzliche Arbeit, aber auch keine große Sache. Muss man einfach bisschen üben.
- Hat man Flussmittel benutzt, so wird man die Platine im Anschluss reinigen wollen. Dafür gibt’s spezielle Sachen, die ich selbst noch nicht getestet habe. Ich persönlich nutze Isopropanol und Küchentücher dafür. Aus meiner Sicht ist der Trick einfach nur, dass man die Platine reinigen sollte, wenn sie noch heiß/warm ist. Weil dann ist das Flussmittel schön flüssig und man kann es gut wegwischen.
Der Spass mit dem Auftragen der Lötpaste…
- Erstmal stellt sich die Frage, womit man Lötpaste eigentlich aufträgt. Man kann Lötpaste natürlich auch fertig in Spritzen kaufen, da hat man das Problem vermutlich nicht (dafür ist es teurer) - ich habe es nicht getestet. Angefangen habe ich, es mit Zahnstochern aufzutragen, aber das ist doch irgendwie lästig. Inzwischen nutze ich als Spritzen Braun Injekt 3 oder 5ml. Da geht ihr einfach in eurer Apotheke vorbei und nehmt mal drei Stück von mit. Die kann man länger verwenden, sofern zwischen den Einsätzen nich gleich mehrere Monate Pause liegen.
- Als Kanülen verwende ich Braun Sterican 18G. Das Problem ist daran nur, dass die viel zu lang sind. Ich nehme dann immer einen Winkelschleifer und trenne die so nach spätestens einem Zentimeter ab. Sie einfach mit einem Seitenschneider abzupetzen funktioniert eher nicht, weil man dabei die Spitze plattdrückt. Gut ist es auf jeden Fall, wenn das Ende stumpf ist. Ich denke ich muss nicht sagen warum . Auf jeden Fall nicht zu lange lassen (oder gleich passend kaufen), weil sonst kriegt man die Lötpaste nicht mehr rausgedrückt. Man kann sich natürlich auch mal einen ganzen Satz bestellen und einfach mal ausprobieren, was passend ist. Ich kürze die Nadel immer so auf 1cm ein.
- Mit einem Spatel oder auch einfach mit einem Schaschlik-Stäbchen kann man dann „eine gute Portion“ in die Spritze übertragen. Macht nicht zu viel rein, man braucht von dem Zeug brutal wenig. Ich habe in meiner 5ml-Spritze aktuell so etwa 5mm Lötpaste drin - da kann ich Dutzende Carrier-PCBs mit löten.
- Beim Auftragen ist es so, dass die Lötpaste eher nur widerwillig an der Platine haften bleiben will und lieber mit der Kanüle kuschelt. Das kriegt man gut in den Griff, wenn man mit heißer Luft die Platine selbst vielleicht so auf 50-60 Grad erhitzt (da macht sich eine „dritte Hand“ bezahlt). Denn ist die Platine warm/heiß, dann bleibt die Lötpaste eher an ihr haften. Und natürlich lässt sich die Lötpaste besser verwenden, wenn sie auf Raumtemperatur erwärmt ist und nicht frisch aus dem Kühlschrank kommt.
- Wenn die Lötpaste mal in der Spritze ist, muss man die nach Gebrauch natürlich nicht jedes Mal wegwerfen. In den seltensten Fällen wird man alles aufbrauchen in einem Zuge, weil man einfach immer nur ganz ganz wenig braucht. Einfach mal ausprobieren, also mehrere Wochen lagern gehen, auch bei Raumtemperatur, hier bei mir problemlos. Ich achte aber auf jeden Fall drauf, dass ich die kleinen Döschen, in den die Lötpaste geliefert wird, immer im Kühlschrank habe. Mal zur Relation: Mit der Menge, die in so einer Dose drin ist, kann man definitiv einige tausend Lötpunkte setzen.
Hier ein Bild von Lötpaste, die sich in einer 5ml-Spritze befindet. Die Menge, die man hier sieht, reicht reicht vermutlich für >1000 Lötpunkte.
Womit designt man Platinen, damit man was zum Löten hat?
Gibt es mehrere Möglichkeiten. Einsteiger fangen gerne mal mit Fritzing - die Bilder davon werden sicherlich viele von euch kennen. Mir hat es nicht so zugesagt und ich bin dann ziemlich schnell beim kostenlosen KiCad gelandet. Es ist definitiv nix, was man in 30 Minuten lernt. Da gibt es schon viel zu wissen, bis man mal halbwegs produktiv arbeiten kann. Nehmt euch die Zeit und schaut euch am besten viele YouTube-Videos an - so habe ich das auch gelernt. Ansonsten hört man viel von „Eagle“ oder „Altium“.
. Also Obacht!
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