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Löten für Fortgeschrittene

Löten für Fortgeschrittene
Übung macht den Meister. Löten für Fortgeschrittene.

Löten für Fortgeschrittene

Nachdem wir im letzten Artikel einen Einstieg in die Welt des Lötens gegeben haben, richtet sich dieser Artikel an fortgeschrittene Bastler und Maker & Tekkies, die ihre Fähigkeiten weiter vertiefen und Neues lernen wollen.

Dazu gehören Reparaturen an Baugruppen, also das Austauschen von defekten Bauteilen auf einer Platine, sowie Reparaturen defekten und schadhaften Platinen. Denn im Gegensatz zur Arbeit mit neuen Bauteilen und Platinen, steht man als Bastler bei Reparaturen häufig vor Problemen. So kommen häufig unbekannte Lote zum Einsatz, die Beine der betreffenden Bauteile sind bereits gekürzt, oder die Platinen mit Schutzlacke überzogen. Alles Dinge, die das Löten erschweren. Damit deine Reparaturen erfolgreich und ohne Frust verlaufen, geben wir dir im Laufe dieses Artikels einige Tipps und Tricks mit an die Hand.

Defekte Bauteile auf einer Platine austauschen

Meistens sind es Einzelteile, die in elektrischen Baugruppen ausfallen. Von der defekten LED über den ausgelaufenen Kondensator bis zum geschmolzenen IC. Alle gemeinsam führen zu einer Fehlfunktion, die sich durch den Austausch des defekten Bauteils meistens wieder Instant setzen  lassen.
Auch wenn es auf den ersten Blick sehr simpel erscheint, gibt es ein paar Dinge zu beachten, wenn du mit deiner Reparatur nicht mehr Schaden anrichten willst als schon anstanden ist, oder dir das Leben einfach leichter machen kannst.

Wir zeigen am Beispiel eines Widerstands sowie eines defekten Kondensators die passende Vorgehensweise:

Defektes Bauteil ausfindig machen

Zunächst einmal sollte einwandfrei festgestellt werden, welches das defekte Bauteil ist – nichts ist unbefriedigender, als ein Bauteil aufwendig auszutauschen um anschließend festzustellen, dass der Fehler gar nicht an diesem, oder nicht nur an diesem Teil gelegen hat.Ist das Bauteil ausgemacht, sollte ein sauberes Arbeitsumfeld geschaffen werden, mit genug Platz zum Werken. Eine dritte Hand bietet sich je nach Größe der Platinen an, größere Platinen wie Mainboards oder Hauptplatinen aus SAT-Receivern lassen sich gut mit Büchern „aufbocken“, so dass man beidseitig an das defekte Bauteil gelangt.

Auslöten des schadhaften Bauteils

Nun geben wir ein wenig frisches Lötzinn oder Lötfett an die Beine des auszulötenden Bauteils, um den Wärmeübergang zu verbessern. Die häufig in der Industrie zum Einsatz kommenden Industrielote  haben meist einen höheren Schmelzpunkt als Lote zum handgeführten Löten, daher kann man die Temperatur nach und nach erhöhen, sollten sich diese mit rund 300 Grad das Lot noch nicht schmelzen lassen.

Auslöten des schadhaften Bauteils
Nachdem frisches Lötzinn oder Lötfett dazu gegeben wurde, um den Wärmeübergang zu verbessern, kann das Bauteil leicht ausgelötet werden.

Nun erwärmen wir abwechselnd die beiden Lötpunkte, und ziehen von unten leicht am Bauteil. Wichtig ist, nur leichten Zug auszuüben, um die Leiterbahnen nicht zu beschädigen. Ganz ohne Zug geht es in der Praxis jedoch nur selten, da die Beine durch das Einkürzen meist leicht gebogen sind und sich daher in den Bohrungen verkeilen.
Etwa alle zwei bis drei Sekunden, immer wenn das Lötzinn komplett flüssig ist, gilt es den Lötpunkt zu wechseln. So wird sich das Bauteil nach und nach ein wenig nach oben bewegen, bis es sich schließlich komplett aus der Platine ziehen lässt.
Bei Bauteilen wie LEDs oder Kondensatoren braucht es keine weiteren Werkzeuge, da sich diese Bauteile nicht allzu stark erwärmen. Bei Dioden oder Widerständen sieht es anders aus: Hier benötigst du dringend eine Pinzette, da sich diese Bauteile sehr schnell und enorm erwärmen, so dass Brandblessuren ohne Werkzeug wahrscheinlich sind.
Die Pinzette wird so angesetzt, dass mit ihr möglichst nahe an den Lötaugen gehebelt wird. Eine gewinkelte Pinzette ist hier von Vorteil. Ansonsten ist der Vorgang gleich: langsam und gleichmäßig beide Lötstellen erwärmen, bis sich das Bauteil entnehmen lässt.

Unser Tipp:

"Eine selbstschließende Pinzette, eine sogenannte Kreuzpinzette, erleichtert dir das Arbeiten enorm. Da sie das Bauteil alleine festhält, reicht ein leichter Zug um die Bauteile zu entlöten. So kann man auch viele Bauteile hintereinander auslöten, ohne permanent Druck auszuüben zu müssen."

Mein Tipp:
Eine Kreuzpinzette erleichtert das Arbeiten enorm.

Platinen reparieren – abgerissene Lötaugen und Leiterbahnen

Da bastelt man seit Stunden und glaubt sich kurz vor dem Ziel und zack: beim Auslöten des letzten Bauteils reißt das Lötauge – oder schlimmer – ein Stück der Leiterbahn mit raus. Damit liegt die eigentliche Reparatur vorerst auf Eis, jetzt gilt es die entstandenen Schäden zu flicken. Als Lötauge oder Lötpad bezeichnet man die auf dem Trägermaterial aufgebrachten Kupferringe, mit denen die Bauteile verlötet werden.

Platinen reparieren – abgerissene Lötaugen und Leiterbahnen
Mit den aufgebrachten Kupferringen werden Bauteile verlötet.

Ausgerissenes Lötauge

Schon fast ein Klassiker, wahlweise durch grobes Auslöten oder schlechtes Material der Platinen wie etwa Hartpapier, das bei günstigen Geräten (leider) häufig zum Einsatz kommt.
Erhitzt man die Platine an einem Lötpunkt zu lange, wird die Klebeverbindung zwischen Platine und Kupfer aufgelöst – schneller als man sich versieht, ist ein Lötpad ausgerissen.
Das Problem an der Sache, nun haftet kein Lötzinn mehr an dieser Stelle. Jetzt kommt es ein wenig darauf an, wie die Platine an der schadhaften Stelle beschaffen ist: Ist das Lötauge nur sehr kurz ausrissen, reicht es in der Regel auf die angrenzende Leiterbahn einen etwas größeren Tropfen Lötzinn zu geben. Danach wird das Bauteil wie gehabt von unten durch die Platine gesteckt, und mit reichlich Lot mit der Leiterbahn verbunden.

Großflächiger Schaden?

Ist das Lötauge etwas weiter ausgerissen, und die Distanz zu groß um sie direkt zu überbrücken, muss anderweitig Ersatz her: Aus einer Kupferlitze dreht man sich nun ein kleines Auge das etwa dem Rastermaß entspricht und die schadhafte Stelle überbrückt. Die Öse wird nun über die Bohrung gelegt, das Ende mit der noch vorhandenen Leiterbahn verlötet. Je nach Anwendung bietet es sich an, die Litze vorher nicht vollständig zu verzinnen, damit der Innendurchmesser nicht zu klein für das Bein des Bauteils wird.
Eine weitere, sehr elegante Methode findet sich im nächsten Abschnitt, da der Übergang fließend ist.

Abgerissene Leiterbahn

Besonders häufig treten abgerissene Leiterbahnen an Buchsen auf, die die Geräte mit der Außenwelt verbinden. Sei es beim USB Stick, auf den jemand draufgetreten ist während er im PC steckte, oder am Handy, das samt angestecktem Ladekabel zu Boden segelte. Wie du einen solchen Schaden reparieren kannst, erfährst du im folgenden Abschnitt.
Schon etwas aufwendiger zu reparieren sind abgerissene Leiterbahnen. Solche Defekte kommen häufig vor, wenn Bauteile mechanischen Schaden erleiden, etwa umgeknickt oder herausgerissen werden. Auch beim Entlöten kann es passieren, das sich unter zu hohem Zug nicht nur das Bauteil, sondern gleichzeitig auch eine Leiterbahn mit ablöst.

Besonderheiten von industriellen Platinen

Gerade industriell hergestellte Platinen sind meist mit dem typisch grünen, teils auch blauen oder schwarzen Lack versehen, der neben der Optik auch dem Schutz der darunterliegenden Teilen dient. Der Lack ist sehr Hitzeresistent und lässt sich üblicherweise nicht mit dem Lötkolben „durchlöten“
Die abgelöste Leiterbahn wird kurz hinter der letzten festen Stelle abgeschnitten, um weiteres Ausreißen zu vermeiden. Mit einem Tropfen Sekundenkleber wird sie später dauerhaft fixiert.
Neben der Optik entscheiden auch Platz und Funktion darüber, wie eine solche Leiterbahn anschließt wieder hergestellt wird.

Zunächst muss die Platine wieder leitfähig gemacht werden. Dazu wird der farbige Lack mit einer scharfen Klinke, wahlweise von einem Taschenmesser oder einem Cuttermesser vorsichtig durch seitliches Bewegen abgeschabt bis die silbrige Oberfläche wieder sichtbar ist. Nun mit Hilfe von neuem Lötzinn die präparierte Stelle erhitzen und neu verzinnen – jetzt kann die neue Leiterbahn verlötet werden.

Besonderheiten von industriellen Platinen
Mit Hilfe von neuen Lötzinn, kann die präparierte Stelle erhitzt und verzinnt werden.

Litzenkabel als Leiterbahnersatz

Spielen Optik und Platz nur eine nebensächliche Rolle, kann man die Leiterbahn einfach durch ein Stück Litzenkabel ersetzen. Ist das Platzangebot begrenzt fertigt man die fehlende Strecke aus dünner Messingfolie neu an.
Während Litzenkabel sehr einfach in der Handhabung sind, bedarf es bei der dünnen Messingfolie einer Vorabverzinnung der beiden Enden, bevor sie auf die Platine gebracht wird. Anschließend wird die Folie in der Mitte, also weit entfernt von den beiden Lötstellen, auf die Platine geklebt. Wahlweise mit Sekundenkleber oder Epoxydharz.
Nun können die beiden Enden ebenfalls verlötet, und im Anschluss ebenfalls verklebt werden. Ist ein Lötauge mit ausgerissen, kann man in die Folie gleich ein passendes Loch einbringen, entweder mit Hilfe eines feinen Bohrers auf der Standbohrmaschine, oder schlichtweg mit einer Nadel / einem Nagel.

So lassen sich die meisten Platinen mit vertretbarem Aufwand wieder reparieren. Bei Anwendungen die nur sehr geringe Impedanzen erfordern, ist es eventuell von Nöten, auf Kupferfolie zurückzugreifen, die gegenüber Messingfolie bessere Leiteigenschaften aufweist.

Unser Fazit:

Wie immer im Handwerk gilt gerade beim Flicken und Improvisieren: Übung macht den Meister. Eine abgerissene Leiterbahn hat meistens noch weitere Schäden verursacht, die mindestens genauso viel Aufmerksamkeit verlangen wie die Leiterbahn selbst. Das filigrane Arbeiten ist vom Schwierigkeitslevel her nichts für blutige Anfänger, die hoffen ein Gerät günstig und schnell ersetzen zu können – der gekonnte Umgang mit dem Lötkolben ist Pflicht, um nicht noch weitere Schäden anzurichten.
Wer aber schon einige Erfahrungen im Löten gesammelt hat, für den ist solch eine Reparatur vielleicht noch eine Herausforderung, aber eine gut lösbare. Stress und Zeitdruck sind hier fehl am Platze, Ruhe und konzentriertes Arbeiten gefragt.

Mein Fazit
Tipp: Der gekonnte Umgang mit dem Lötkolben ist Pflicht, um nicht noch weitere Schäden anzurichten.

Um alle Techniken aus diesem Artikel umsetzen zu können, benötigst du folgende Ausrüstung:

Bezeichnung Artikelnummer
Lötkolben 588569
feine Lötspitze mit 0,5mm passend zum Lötkolben -
Entlötpumpe 588257
Entlötlitze 812617
Litzenkabel 607797
Pinzette 817964
Zahnstocher -
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