Lötstationen: Präzisionsarbeit mit Elektronik-Bauteilen 

Inhaltsverzeichnis

1. Welche Vorteile bietet das Löten von Elektrobauteilen?
2. Wie funktioniert eine Lötstation?
3. Welche Lötstationen gibt es?
4. Wo werden Lötstationen eingesetzt?
5. Was zeichnet eine gute Lötstation aus?
6. Welche Vorteile haben Lötstationen gegenüber ungeregelten Lötkolben?
7. Zubehör für Lötstationen

Welche Vorteile bietet das Löten von Elektrobauteilen?

• geringere Wärmeeinbringung gegenüber Schweißarbeiten
• Verbinden unterschiedlicher Werkstoffe
• geringerer Verzug
• gute Wärmeleitfähigkeit
• gute elektrische Leitfähigkeit
• dauerhaft dichte Verbindungen
• filigrane Fügeteile ohne Beschädigung lötbar
• keine Veränderung der Grundwerkstoffe durch niedrige Arbeitstemperatur

Gut zu wissen: Es gilt zu beachten, dass Lötarbeiten dennoch Nachteile bergen. So sind Schweißnähte im Vergleich oftmals wesentlich stabiler. Zudem muss die Oberfläche, auf der das Lot angebracht wird, sorgfältig vorab gereinigt werden.

Ideal eignen sich dazu hochwertige Spezialreiniger für das Entfernen von Industriestaub und anderen Verunreinigungen. Reinigungsstäbchen erleichtern zudem das Erreichen der schwer zugänglichen Bauelemente im elektronischen Gerät – Spezialreingier bei Bürklin Elektronik finden!

Wie funktioniert eine Lötstation?

Temperaturgesteuerte Lötstationen fallen in die Kategorie Lötkolben. Weitere Arten sind die Lötpistole, der ungeregelte Lötkolben und die Lötnadel.  Beim elektrischen Lötkolben wird die meist aus Kupfer gefertigte Lötspitze beheizt, entweder von innen oder von außen. Das Heizelement befindet sich in der klassischen Ausführung meist im Kopfbereich. Gehalten wird der Lötkolben am dafür vorgesehenen Griff. In der Regel lässt sich die Lötspitze je nach Einsatzbereich auswechseln.

Lötstationen verfügen zudem über einen Temperatursensor in unmittelbarer Nähe zur Lötspitze. Der Sensor misst die Gradzahl und meldet diese an das Heizelement der Lötstation zurück, welches dann die Temperatur entsprechend nachregelt.

Übrigens: Löten bedeutet grundsätzlich, dass nur das Lot geschmolzen wird, um Teile miteinander zu verbinden. Beim Schweißen werden hingegen auch die zu verbindenden Metalle geschmolzen. Unterschieden wird außerdem zwischen Weichlöten und Hartlöten, wobei die Schmelztemperatur vom verwendeten Lot, die sogenannte Liquidustemperatur, ausschlaggebend ist:

• bis 450 Grad Celsius: Weichlöten
• zwischen 450 und 900 Grad Celsius: Hartlöten
• ab 900 Grad Celsius: Hochtemperaturlöten oder Schweißen

Alle oben angeführten Lötkolben-Arten sind ausschließlich für das Weichlöten geeignet.

Welche Lötstationen gibt es?

Digital, analog und mit Heißluft – so werden Lötstationen generell typgemäß eingeteilt. Doch welche Lötstation eignet sich für welche Anwendung, und was unterscheidet die drei Arten?

Für elektronische Bauteile wie Platinen, Chipkarten oder Microcontroller sind sowohl digitale wie auch analoge Lötstationen in Gebrauch. Einziger Unterschied: die Temperaturregelung. Wer mit SMD-Bauteilen (Surface-Mounted Devices, also mit oberflächenmontierten Bauelementen) arbeitet, ist mit Heißluft-Lötstationen gut beraten.

• analog: Da die analoge Lötstation lediglich über einen Drehregler verfügt, ist die genaue Gradzahl nicht bekannt. Wer auf das Grad genau arbeiten möchte, braucht somit viel Fingerspitzengefühl und einiges an Erfahrung.
• digital: Bei der digitalen Lötstation lässt sich die Temperatur mithilfe von Knöpfen exakt einstellen und per Display anzeigen. Das hat zur Folge, dass die Temperatur sowohl beim Arbeiten wie auch in den Pausen konstant bleibt.
• mit Heißluft: Damit empfindliche SMD-Bauelemente keine Beschädigungen erleiden, empfehlen sich sogenannte Heißluft-Lötstationen, die allerdings kostspielig sind. Dabei wird das Lot mittels einer Heißluftdüse erhitzt. Entweder klassischer Lötkolben oder Heißluftdüse? Mittlerweile gibt es Kombi-Geräte, die mit beiden Funktionsmechanismen ausgestattet sind.

Gut zu wissen: Namhafte Hersteller hochwertiger Lötstationen sind Weller, Ersa und JBC

Wo werden Lötstationen eingesetzt?

Durch das Löten werden zwei elektronische Komponenten intermetallisch miteinander verbunden. Diese Wirkungsweise eröffnet vielfältige Einsatzbereiche für Lötstationen. Zumeist werden dieserart Bauteile auf Platinen oder Leiterplatten befestigt.

Aber auch in der Forschung und Entwicklung ist das Löten eine vielgenutzte Technik. Prototypen können mit ihrer Hilfe schnell gebaut und verbessert werden – und sind innerhalb kürzester Zeit für Tests oder nachfolgende Produktionsschritte bereit.

Im Modellbau finden Lötstationen ebenfalls Anwendung. Flexible Adern verzinnen, Anlagen verkabeln, Elektronikschaltungen erstellen, oder Metallmodelle bauen: Jeder Modellbauer weiß, wie wichtig ein passender Lötkolben für präzises Arbeiten ist.

Weil elektronische Bauteile immer kleiner und Platinen immer enger bestückt werden, gestalten sich Lötarbeiten zunehmend komplexer und komplizierter. Für aussagekräftige Testergebnisse und effiziente Entwicklungsprozesse müssen Lötstationen genau und zuverlässig funktionieren. Da Bauteile der Elektronik besonders empfindlich sind, wird in diesem Bereich in der Regel ausschließlich weichgelötet.

Apropos empfindlich: Bei den sogenannten SMD-Bauelementen handelt es sich um elektronische Bauteile, die frei von Drahtanschlüssen sind. Sie werden mittels lötfähiger Anschlussflächen direkt auf der Platine befestigt, was ein hohes Maß an Achtsamkeit und Genauigkeit erfordert. In Fachkreisen ist diese Technik als Oberflächenmontage bekannt.

Mit einigen Lötstationen ist es auch möglich, Komponenten zu entlöten. Das dauert allerdings wesentlich länger und ist mit viel Aufwand verbunden. Zudem sind die Bauteile länger der Hitze des Lötkolbens ausgesetzt, was das Risiko von Beschädigungen erhöht.

Was zeichnet eine gute Lötstation aus?

Schnelles Anheizen, sicheres Abschalten, einfache Handhabung – bei der Wahl einer Lötstation für den professionellen Einsatz gilt es, einige wichtige Eigenschaften zu beachten:

Einfache Handhabung

Wann ist eine Lötstation einfach zu handhaben? Sicherlich ist die ideale Lötstation für jeden Bedarf eine andere. Trotzdem gibt es einige grundlegende Dinge, die jedem Elektroniker die Handhabung vereinfachen.

Akku- oder netzbetrieben? Beides hat seine Vor- und Nachteile. Akkubetriebene Lötstationen sind standortunabhängig einsetzbar, allerdings nur für einen Zeitraum von maximal einer Stunde. Netzbetriebene Geräte sind im Einsatz örtlich weniger flexibel, können dafür aber ohne zeitliche Beschränkung benutzt werden.

Ein wichtiger Aspekt ist auch der Abstand zwischen dem Griff und der Spitze des Lötkolbens. Ein kurzer Abstand ermöglicht präzises Arbeiten auf Platinen, die eng mit Widerständen und Transistoren bestückt sind. Bei größeren Komponenten, die nach einer größeren Lötspitze verlangen, empfiehlt sich ein Lötkolben mit einem weiteren Abstand zwischen Griff und Spitze. Denn: Diese Lötarbeiten erfordern höhere Temperaturen über einen längeren Zeitraum.

Bedenken Sie: Je dünner und leichter das Kabel zwischen Lötkolben und Station ist, desto flexibler kann die Lötspitze geführt werden – ohne die Position der gesamten Station zu verändern. Hilfreich sind außerdem ein gut lesbares Display und eine Funktion, mit der sich mehrere Temperatureinheiten speichern lassen.

Zu guter Letzt sollte die Lötspitze immer an die jeweilige Aufgabe angepasst werden und daher einfach zu wechseln sein. In Lötstationen enthalten ist meist eine Lötspitze mit einer Standardgröße von zwei Millimetern Durchmesser. Insgesamt sind Lötspitzen mit Maßen von 0,2 bis 35 Millimetern erhältlich.

Weitere Merkmale einer guten Lötstation:

• Temperatur: Die benötigte Temperatur hängt vom Schmelzbereich des Lotes ab, liegt in der Regel aber zwischen 150 und 450 Grad Celsius. Die Lötspitze ist immer etwas wärmer als die eingestellte Gradzahl, um Temperaturverluste auszugleichen. Je weniger die Temperaturgenauigkeit abweicht, desto besser.
• Leistungsstärke: Die Leistungsstärke reicht von 10 bis 900 Watt und hängt von der Dauer der Anheizzeit ab. Für alltägliche elektronische Anwendungen sind 50 bis 60 Watt ausreichend.
• Anheizzeit: Je höher die Leistung des Lötkolbens, desto schneller heizt dieser auf. Sprich: Wer das Gerät häufig benutzt, sollte zu einer besonders leistungsfähigen Ausführung greifen.
• Stand-by-Funktion und Abschaltautomatik: Für viele Anwendungen sind Lötstationen empfehlenswert, die sich automatisch abschalten oder in den Stand-by-Modus wechseln. Im letzteren Fall wird die Lötspitze auf 100 bis 150 Grad abgekühlt, was Verschleißerscheinungen verringert und gleichzeitig Energie spart.
• Absaugung: Mittels spezieller Filtersysteme werden qualitätsmindernde Partikel und Gase abgesaugt – ein Pflichtbestandteil gewerblicher und industrieller Anlagen.
• Potenzialausgleich: Der Potenzialausgleich beschreibt die Empfindlichkeit gegenüber statischen Entladungen. Viele Geräte sind mit einer Buchse oder einem Anschluss für die Erdung ausgestattet.
• Luftmenge bei Lötstationen mit Heißluft: Wer mit Heißluft arbeitet, sollte darauf achten, wie viel Luft pro Minute maximal ausgestoßen wird. Ist dieser Wert zu hoch, könnten Komponenten wegfliegen und Schaden nehmen. Die Luftmenge umfasst Ausmaße von 2,5 bis 120 Litern pro Minute.

Welche Vorteile haben Lötstationen gegenüber ungeregelten Lötkolben?

Lötstationen werden mit einer vom Netz getrennten Kleinspannung betrieben. Dadurch besteht im Vergleich zum Lötkolben ein geringeres Risiko, dass elektronische Bauteile durch statische Aufladungen oder Ableitströme Schaden nehmen.

Hochwertige Lötstationen verfügen zudem über eine Erdungsmöglichkeit und sind mit unzähligen Lötspitzen und Löteinsätzen für vielfältige Anwendungen kompatibel.

Verglichen mit der ungeregelten Variante sind Lötkolben von Lötstationen wesentlicher handlicher – und das bei gleicher Heizleistung. Die Leitungen sind flexibler, da kein netzspannungsfestes Kabel gebraucht wird.

Die in Lötstationen integrierte Temperaturregelung ermöglicht schnelles Anheizen mit vergleichsweise hoher Leistung. Trotzdem können selbst sehr feine Lötspitzen verwendet werden.

Apropos Lötspitzen: Diese bleiben selbst bei hoher Lötfrequenz und in Arbeitspausen weitgehend im optimalen Temperaturbereich, was die Qualität der Lötstellen erhöht. Unsere Empfehlung: In Qualitätsprodukte investieren! Diese sind in der Anschaffung zwar teurer, dafür sind die Ersatzteile für Lötstationen namhafter Hersteller aber auch nach Jahrzehnten noch lieferbar.

Welche Lötkolben gibt es?

Lötnadeln sind kleine Lötkolben, die sich für feine Arbeiten eignen. Die Miniatur-Lötkolben werden etwa für das Löten dünner Drähte oder für Korrektur- und Nacharbeiten an SMD-Bauteilen verwendet. Lötnadeln werden oft mit Niederspannung versorgt. Für Anwendungen in der Elektrotechnik ist diese Art von Lötkolben weniger geeignet.

Feinlötkolben sind leichte Lötkolben für das Bestücken von Platinen oder das An- und Ablöten dünner Drähte sowie Litzen. Elektronik-Universallötkolben sind die Standardgeräte für Elektroniker und dienen dem Löten von Schaltungsaufbauten. Mit unterschiedlichen Lötspitzen ausgestattet, eignen sich Lötkolben dieser Kategorie für zahlreiche Anwendungsbereiche.

Temperaturgeregelte Lötkolben erlauben das bedarfsorientierte Regeln der Temperatur. Vor allem wenn der Lötkolben über einen längeren Zeitraum genutzt oder in die Halterung gelegt wird, kann sich die Lötspitze zu stark erhitzen. Das leistungsstarke Ein-Kanal-Lötstation WT 1012 Set von Weller ist eine effiziente Lösung dar: Wird der Lötkolben längere Zeit nicht verwendet, schaltet sich die Lötstation automatisch in den Standby-Modus. Das reduziert den Energieverbrauch und den Verschleiß der Lötspitzen.

Welche Arten von Lötspitzen gibt es?

• Kegelförmige Lötspitzen: eignen sich vor allem für Lötstellen in beengter Umgebung.
• Breite und flache Lötspitzen: ermöglichen einen größeren oder kleineren Kontakt an dem zu verlötenden Elektrobauteil.
• Zylindrische / angeschrägte Lötspitzen: bieten vielfältige Möglichkeiten, das Lötzinn schneller zu erwärmen.
• Gerade Lötspitzen: erlauben eine „Bleistift“-ähnliche Anwendung des Lötkolbens für eine präzise Positionierung des Kolbens am Lot.

Besonders in der Praxis ist es von Vorteil, unterschiedliche Lötspitzen für verschiedene Anwendungsbereiche nutzen zu können. Um Zeit zu sparen, muss ein schneller und unkomplizierter Austausch der Nadeln möglich sein. Der Lötkolben der Weller-Lötstation WE 1010 (230 V) ermöglicht einen Lötspitzenwechsel, auch wenn die Spitze noch heiß ist und ohne zusätzliches Werkzeug.

Zubehör für Lötstationen

• Dritte Hand als stabile und individuell verstellbare Klemmverbindung: Dank der sogenannten Kroko-Klemmen bleiben beide Hände frei, um den Lötkolben und das Lot zu halten.
• Lötspitzenreiniger, der Rückstände von Flussmittel und Lot entfernt und gleichzeitig die Lötspitze verzinnt. Alternativ: ein Trockenreiniger aus Messingwolle.
• Flussmittel, welches selbst in kleinste Öffnungen fließt. Es stellt sicher, dass Komponenten im Lötprozess wirklich dauerhaft miteinander verbunden werden und nicht nur zusammenkleben.
• Lötvorheizplatten erwärmen die Platine von der Unterseite her, was die benötigte Betriebstemperatur des Lötkolbens senkt. So können hitzeempfindliche Bauteile geschont und damit Schäden verhindert werden.
• Entlötsaugpumpe und Entlötlitze sind bewährte Hilfsmittel beim Austauschen von Bauteilen. Hilfreich zum Aufnehmen von überflüssigem Lot, wenngleich teurer, ist eine elektrische Pumpe, die sauberes Arbeiten ermöglicht.