Die Einrichtung
Bevor wir loslegen können, benötigen wir eine gewisse Grundausstattung, die wir uns organisieren müssen. Glücklich darf sich schätzen, wer den Platz für eine eigene Werkstatt hat. Vielleicht lässt sich ja auch mit einem ausgedienten Schreibtisch eine kleine Bastelecke einrichten. Zur Not tut es zwar auch der Küchentisch, aber hier müssen wir sehr vorsichtig sein, um nichts zu beschädigen. Egal wo wir arbeiten ist eine geeignete Arbeitsunterlage wichtig. Sie sollte möglichst rutschfest, schwer entflammbar und antistatisch sein, damit vor allem empfindliche Halbleiterbauelemente nicht durch statische Entladungen zerstört werden können. Im Bastlerbedarf gibt es passende Arbeitsmatten, die aber nicht ganz billig sind.
Zum Herstellen der Verbindungen in unseren Schaltungen ist eine passende Lötausrüstung unverzichtbar. Dazu gehört zunächst mal ein kleiner Elektronik-Lötkolben. Einen passenden Lötkolbenständer können wir uns aus etwas Metallblech selbst bauen, denn ein heißer Lötkolben darf nie einfach so herumliegen. Besser ist natürlich eine Lötstation, bei der man die Temperatur des Lötkolbens einstellen kann. Außerdem benötigen wir noch passendes Lot und Flussmittel. Am besten eignet sich ein Lötdraht mit einer Seele aus Kolophonium. Wir besorgen uns noch etwas säurefreies(!) Flussmittel nebenbei. Man bekommt es z.B. als Paste unter dem Namen "Löthonig" oder wir stellen es selbst her. Dazu besorgen wir uns Kolophonium im Bastlerbedarf oder in Musikgeschäften, denn Kolophonium benutzt man auch, um den Bogen von Streichinstrumenten einzureiben. In einem kleinen Glas oder Fläschchen lösen wir es in Brennspiritus auf. So können wir es dann mit einem Pinsel auf die Lötstelle bringen.
Für Messungen an unseren Schaltungen benötigen wir ein Multimeter, mit dem wir Ströme und Spannungen messen oder sogar Widerstände und Transistoren ausmessen können. Als Werkzeug sollten wir ein paar Schraubendreher, einen Seitenschneider und eine kleine Zange griffbereit haben. Nützlich sind auch eine Pinzette und ein Glashaarpinsel, sowie ein Abisolierer oder ein Kabelmesser. Zum Entlöten ist eine kleine Entlötpumpe ganz praktisch.
Ein paar Universalleiterplatten dienen uns zunächst zum Aufbau unserer Schaltungen. Zum Verdrahten nehmen wir kleine Stücke aus einfachem Klingeldraht oder dünne Litzen. Wer das Taschengeld dafür sparen will, kann diese auch aus alten Geräten ausschlachten. In unserer Überfluss- und Wegwerfgesellschaft können wir uns zwar alles problemlos neu besorgen, aber den echten Bastler zeichnet ja gerade aus, dass er aus vorhandenen Dingen etwas "zaubert". Aus alten Geräten lassen sich viele Dinge wiederverwenden, wie z.B. Transformatoren, Lautsprecher, Schalter, Befestigungswinkel und -schienen und das eine oder andere Bauelement. Das gesparte Geld lässt sich dann an anderer Stelle besser gebrauchen.
Als Grundausrüstung soll das erst einmal genügen. Wer sparsam ist, kommt mit ca. 50€ Anfangsinvestition aus. Mit der Zeit werden wir unsere Werkstatt erweitern.
Richtig löten
Im Gegensatz zum Schweißen werden beim Löten die zu verbindenden Teile nicht aufgeschmolzen, sondern durch ein Lot mit geringer Schmelztemperatur verbunden. Es entsteht lediglich an der Oberfläche eine Legierung zwischen Lot und Bauteil. Das klassische Lot im Elektronikbereich besteht aus 60% Zinn und 40% Blei und ist wegen des geringen Schmelzpunktes gerade für Anfänger leicht zu verarbeiten. Im industriellen Bereich dürfen bleihaltige Lote seit 2006 nur noch im Ausnahmefall verwendet werden. Mittlerweile ist es für Privatanwender kaum noch möglich, bleihaltige Lote zu bekommen. Die bleifreien Lote bestehen aus Zinn mit nur geringen Anteilen von Silber und Kupfer und haben einen um 30-50 Grad höheren Schmelzpunkt. Sie lassen sich daher schwerer verarbeiten und es entsteht eine höhere Wärmebelastung für die Bauteile und die Lötkolbenspitze, die dadurch schneller verschleißt. Achtung, besonders bei Reparaturen an älteren Geräten muss man beachten, dass sich die verschiedenen Lote nicht vermischen lassen!
Der Lötvorgang
Als Erstes bringen wir unseren Lötkolben auf Temperatur. Unsere Löttemperatur sollte etwa 100-150 Grad über dem Schmelzpunkt des Lotes liegen. Bei bleihaltigen Loten sind 300°C-330°C optimal, bei bleifreien Loten entsprechend mehr. Die zu verbindenden Teile befreien wir so gut es geht von Schmutz, Fett und Korrosion. Auch die Lötspitze muss sauber sein. Vor dem Löten wischen wir sie z.B. an einem nassen Schwamm ab. Die Teile sollten gut mechanisch fixiert werden. Dann berühren wir sie möglichst großflächig mit der Lötkolbenspitze, um sie schnell zu erwärmen. Jetzt führen wir Lot mit Flussmittel zu und warten, bis es die Teile gut benetzt und eine großflächige Verbindung mit den Werkstücken hergestellt hat. Während der Abkühlphase dürfen sich die Teile nicht bewegen. Der ganze Lötvorgang sollte nicht länger als 5 Sekunden dauern. Zum Schluss noch überschüssiges Flussmittel entfernen, denn Kolophonium ist hygroskopisch und zieht Feuchtigkeit an.
Als Bildbeispiel das Verbinden von zwei Litzen. Zunächst die Enden vorsichtig abisolieren, ohne die Leiter zu beschädigen. Anschließend verdrillen wir die feinen Drähte zwischen den Fingerspitzen. Die Enden werden jetzt zunächst einzeln verzinnt. Nur soviel Lötzinn verwenden, dass es die Zwischenräume ausfüllt. An der Oberfläche sollte die Struktur der einzelnen Drähtchen noch erkennbar sein. Jetzt verdrillen wir beide Enden miteinander, um sie zu fixieren. Mit etwas Flussmittel und wenig Lot werden in einem weiteren Lötvorgang beide Enden verbunden. Jetzt müssen wir die Lötstelle nur noch mit einem Isolierschlauch überziehen. Am besten eignet sich ein sogenannter Schrumpfschlauch, der durch Erwärmen einläuft wie zu heiß gewaschene Wäsche und sich fest um die Verbindung legt und nicht mehr verrutschen kann.
Bei Reparaturarbeiten müssen die defekten Bauelemente zunächst fachgerecht entlötet werden. Dazu wird die Lötstelle erwärmt und das flüssige Lot entfernt. Am besten eignet sich eine Entlötpumpe, die das Lot absaugt oder etwas Litze, die das Lot aufgrund der Kappillarwirkung aufnimmt.
Mögliche Fehler
Fehler beim Löten können Bauelemente beschädigen oder führen zu sogenannten "kalten Lötstellen", die keine zuverlässige elektrische Verbindung gewährleisten. Die Bauteile werden dabei eher verklebt, statt verlötet. Bei bleihaltigen Loten erkennt man kalte Lötstellen meist schon am Aussehen. Eine gute Lötstelle hat eine schön glänzende Oberfläche. Lötstellen mit bleifreiem Lot sind immer matt und man kann kalte Lötstellen nur schwer erkennen. Hier die wichtigsten Fehler und ihre Folgen:
- Zu niedrige Löttemperatur führt dazu, dass das Lot nicht richtig fließen kann und nur an der Oberfläche klebt. Hier haben wir es mit einer im wahrsten Sinne des Wortes kalten Lötstelle zu tun;
- Eine zu hohe Temperatur ist auch nicht gut. Die zu verbindenden Teile oxidieren sehr schnell und das Flussmittel zersetzt sich, bevor es dem entgegenwirken kann;
- Der Lötvorgang dauert zu lange. Der Grund können Verschmutzungen, zu geringe Temperatur oder zu wenig Flussmittel sein. Durch zu lange Wärmeeinwirkung können Bauelemente Schaden nehmen, bei Platinen können sich die Leiterbahnen ablösen oder Isolationen können verschmoren. Fast immer entstehen irreparable Schäden;
- Die Bauteile werden während des Abkühlens bewegt. Besonders anfällig sind hier bleihaltige Lote, da sie nicht schlagartig erstarren. Es gibt eine Übergangsphase, in der das Lötzinn "breiig" ist. Bei Bewegung "reißt" die Lötstelle;
- Zu wenig Lötzinn führt dazu, dass es keine stabile Verbindung gibt, die Teile nicht vollständig benetzt werden und die Verbindung eventuell reißt. Man sollte es aber auch nicht übertreiben. Die fertige Lötstelle sollte die Form einer Hohlkehle haben, keine Kugelform.