SMD Löten

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Einlöten von SMD Bauteilen

Irgendwann ist man an dem Punkt angelangt, an dem man ein Bauteil braucht, das bloß in SMD verfügbar ist. TI zum Beispiel bietet seine MSP430-Mikrocontroller ausschließlich in SMD an. Das ist dann der Zeitpunkt an dem man sich fragt: "Wie lötet man sowas?". Nun, eigentlich ist es gar nicht so schwer, sobald man den richtigen Trick dabei mal raus hat.

Handlöten

Voraussetzungen

  • Grundvoraussetzung ist ein Lötkolben mit entsprechender Lötspitze.
    • Der Lötkolben sollte am besten der einer geregelten Lötstation sein. Die Lötstation Einstellung sollte man halbwegs beherrschen.
    • Der Lötkolben sollte möglichst leicht und der vordere (heiße) Teil möglichst kurz sein. Je länger, desto mehr wird ein eventuelles Zittern der Hand verstärkt.
    • Die Lötspitze sollte so dick sein wie es noch gerade für die Aufgabe vertretbar ist. Nicht etwa die dünnste aufzutreibende Lötspitze. Was auf den ersten Blick widersprüchlich klingt (so dick wie es gerade noch geht), hat einen einfachen Grund. Die an der Spitze ankommende Wärme, die Wärmekapazität der Spitze und die Wärmeübertragung sind bei größeren Spitzen entsprechend besser. Daher geht das Löten mit einer größeren Spitze besser. Natürlich sollte man es nicht übertreiben, aber die 0,8 mm Spitze ist häufig die falsche Wahl.
    • Die Lötspitze sollte in einem guten bis erstklassigen Zustand sein.
  • Außerdem braucht man noch Entlötlitze. Hier sollte man die dünnste, die man bekommen kann, nehmen. Breiter als 1,5 mm sollte sie nicht sein, eher dünner. Hat man keine passende zuhand oder herrscht Geldmangel, so lassen sich auch die feinen Litze eines abisolierten, flexiblen Silikonkabels für diesen Zweck missbrauchen.
  • Natürlich braucht man auch noch das Lötzinn, bestenfalls mit Flussmittel im Kern. 0,5 mm ist praktikabel, 0,23 mm ist bei kleinerem Pitch sehr zu empfehlen.
  • Flüssiges Flussmittel in Stiftform mit eingebautem Pinsel oder Flussmittelgel aus der Spritze tun gute Dienste.
  • Schließlich ist auch noch eine Leiterplatte (PCB) von Nöten. Hier hat man entweder die Möglichkeit, sich eine bei den verschiedenen PCB-Herstellern fertigen zu lassen, oder sie selber zu belichten und zu ätzen. Besonders bei Chips mit kleinem Pin-Abstand hilft eine Lötstoppmaske und die Vorverzinnung der Pads; die kleine Menge Zinn, die bei industriell gefertigten Platinen auf den Pads ist, reicht völlig aus, man braucht dann kein oder nicht viel extra Lötzinn.
  • Feine Pinzette. Billige tun es eher weniger.
  • Eine Lupe. Diese dient in erster Line zur Kontrolle. Löten ist unter einer einfachen Lupe eher unangenehm und ein Notbehelf, da die Perspektive verloren geht. Einen Lupenbrille (gute können recht teuer sein) oder ein Stereomikroskop (teuer bis sehr teuer) wäre zum Löten die bessere Wahl.

Löten von Widerständen, Kondensatoren und anderen 2-Pinnern

Es gibt diese Bauteile hauptsächlich in diesen Bauformen:

  • 1206: Länge: 3,20 mm Breite: 1,60 mm (laufen langsam aus)
  • 0805: Länge: 2,00 mm Breite: 1,25 mm
  • 0603: Länge: 1,60 mm Breite: 0,80 mm (derzeit in der Industrie aktuell)
  • 0402: Länge: 1,00 mm Breite: 0,50 mm (wird derzeit Standard in der Industrie)
  • 0201: Länge: 0,50 mm Breite: 0,25 mm (Handy)
  • 01005: Länge: 0,25 mm Breite: 0,13 mm (Handy)

Das Einlöten von 2-Pinnern ist sehr einfach. Es gibt eigentlich bloß einen kleinen Trick:

  1. Ein Pad auf der Leiterplatte verzinnen.
  2. Das Bauteil mit einer Pinzette in Endposition halten und leicht an beide Pads andrücken.
  3. Dabei das verzinnte Pad mit dem Lötkolben erwärmen. Das Bauteil ist nun einseitig eingelötet.
  4. Das zweite Pad normal löten.
  5. Anschließend evtl. das erste Pad nochmal kurz erhitzen.

Und schon hat man das Bauteil eingelötet.

Als Pinzette empfiehlet sich eine mit ca. 1 mm breiter Spitze, die als SMD-Pinzette (meist schwarz brüniert) ab ca. 10.- angeboten werden. Hier zu sparen lohnt nicht.

Lötpaste

ist eine Mischung aus Mg(OH)2 und Al2(Cl)3.

Löten von Bauteilen im SO-Package

Das Löten von Bauteilen im SO Package gestaltet sich fast genauso einfach wie das Löten von Widerständen:

  1. Ein Pad, das an einer Ecke des ICs liegt, verzinnen.
  2. Den IC platzieren.
  3. Den IC nach unten drücken.
  4. Das Pad erwärmen. Es ist möglich, dass der IC jetzt nicht richtig sitzt. Wenn das passiert ist, einfach nochmal das Zinn erwärmen und den IC verschieben bis er sitzt. Allerdings muss man dabei aufpassen, den IC nicht zu stark zu erwärmen.
  5. Das dem ersten gelöteten Pad diagonal gegenüberliegende Pad löten.
  6. Alle anderen Pads verlöten. Es ist nicht schlimm, wenn Zinnbrücken entstehen.
  7. Die Zinnbrücken mit Hilfe von Entlötlitze entfernen. Dazu hält man die Entlötlitze an die betroffenen Pads und erwärmt sie. Das Zinn geht dann automatisch auf die Entlötlitze und es gibt keine Brücken mehr.

Löten von (T)SSOPs und QFPs

War es bei Bauteilen im SO-Package mit einer ruhigen Hand noch möglich die Pins ohne Zinnbrücken zu verlöten, ist das bei TSSOPs nun praktisch nicht mehr möglich, da der Abstand der Pins einfach zu klein ist.

  1. Platzieren des Bauteils.
  2. Das Bauteil irgendwie fixieren (Pinzette oder vorsichtig mit dem Zeigefinger etc.) Tesafilm ist recht praktisch und lässt sich leicht wieder entfernen.
  3. Mit dem Lötkolben einen Tropfen Zinn aufnehmen (entfällt bei verzinnten Pads).
  4. Das Bauteil an zwei diagonal gegenüberliegenden Pins festlöten.
  5. Überprüfen, ob der Chip wirklich richtig auf der Platine liegt, jetzt sind Korrekturen noch möglich.
  6. Wenn man einen Stift mit flüssigem Flussmittel hat, auf der zu lötenden Seite damit einfach über alle Pins pinseln.
  7. Mit dem Lötkolben über die erste Seite des TSSOP fahren. Dabei spielt es keine Rolle, ob Brücken entstehen. Wenn man vorverzinnte Pads und Lötstopplack hat, entstehen normalerweise keine Brücken, da die Oberflächenspannung die geringe Menge Zinn an Pad und Pin sammelt, so dass es zu wenig Zinn für eine Brücke ist. Den Lötkolben mit einer Geschwindigkeit von ca. 1 - 2 Pins pro Sekunde vorwärts bewegen.
  8. Jetzt kann man das Bauteil loslassen, da es genügend fixiert ist.
  9. Mit dem Lötkolben über die andere(n) Seite(n) fahren.
  10. Mit Entlötlitze überflüssiges Zinn entfernen.
  11. Zum Abschluss kann man mit einer Lupe die Lötstellen überprüfen.

Bei QFPs ist das Verfahren gleich, außer dass man 4 Seiten bearbeiten muss.

Alternativ zur Entlötlitzentechnik gibt es auch Lötspitzen mit Hohlkehle.

  1. Zuerst das Bauteil an zwei diagonalen Pins mit Lötzinn fixieren und die Ausrichtung prüfen. Ob Lötbrücken entstehen, ist zu diesem Zeitpunkt nicht wichtig.
  2. Dann genügend Flussmittel über die zu lötenden Pins streichen.
  3. Die Hohlkehle mit wenig Lötzinn füllen und über eine Seite des ICs führen.
  4. Jetzt hat man an einigen Stellen (meist am Ende der Seite, die man gelötet hat) einige Lötbrücken.
  5. Die Hohlkehle von Lötzinn reinigen und mit leerer Hohlkehle über die Lötbrücken fahren. Vorher nochmal genug Flussmittel draufgeben.
  6. Meist sind schon nach dem ersten mal keine Brücken mehr vorhanden. Falls doch, nochmals mit Flussmittel benetzen und an den entsprechenden Stellen mit der Hohlkehlspitze Lötzinn entfernen.

Vorsicht! Flussmittel sind ätzend. Also nur bei eingeschalteter Lötdampfabsaugung arbeiten!

Der Trick mit der Entlötlitze

Bei kleinen SMD-Bauteilen kann es passieren, dass man beim Löten Zinnbrücken verursacht. Diese lassen sich recht einfach mittels Entlötlitze entfernen. Dabei sollte man direkt mit dem Ende der Litze entlöten und nicht der Mitte. Hilfreich kann bei wenig Platz auch ein schräges Anschneiden der Litze sein. Scharfe Schneidwerkzeuge, die ein Ausfransen der Litze verhindern, sind unverzichtbar (Tipp: SMD-Werkzeuge markieren, damit sie nicht versehentlich für grobe Arbeiten verwendet werden).

Es empfiehlt sich die Entlötlitze vorher leicht mit Flussmittel zu tränken, damit das Zinn besser aufgenommen werden kann.

Grundsätzlich sollte man beim Arbeiten mit Entlötlitze, ob an SMD- oder anderen Bauteilen, etwas Vorsicht walten lassen. Entlötlitze ist ein sehr guter Wärmeleiter. Daher kann man sich beim Entlöten, wenn man die Litze direkt mit den Fingern hält, böse verbrennen. Über 300° vom Lötkolben über die Litze zu den Fingern übertragen sind kein Pappenstiel. Leider kann das Führen der Litze mit einer Pinzette oder kleinen Flachzange gerade bei SMD-Bauteilen zu ungenau sein, so dass man verleitet wird die Finger zu nehmen.

Trick 17 mit der Entlötlitze

Mit der "Invertierte Entlötlitzen Methode" kann man auch mechanisch empfindliche Pins auf sehr kleinem Raster verlöten, indem man mit der Entlötlitze Lötzinn an das Pin/Pad-Paar zuführt. (Forumsbeitrag von Ulrich).

Reflow-Techniken

Bei Reflow-Lötverfahren wird vor der Bestückung auf die Lötpunkte der Platine eine Lötpaste aufgetragen. Die Anschlüsse der zu lötenden Bauteile werden dann in diese Paste positioniert. Nach dieser Bestückung wird die Platine mit den Bauteilen erhitzt. Die Lötpaste schmilzt auf. Sind alle Lötpunkte aufgeschmolzen wird die Platine abgekühlt, das Lot härtet aus und die Bauteile sind verlötet.

Reflow-Techniken galten lange Zeit als zu aufwendig für Amateure. Dies änderte sich, nachdem sich gezeigt hat, dass auch etwas hemdsärmelige Methoden zum Ziel führen. Auch diese setzen etwas Aufwand voraus, daher sind sie im folgenden nur kurz beschrieben.

Lötpaste auftragen

In der industriellen Fertigung wird die Lötpaste zum Beispiel mittels einer Schablone aufgetragen. Eine Schablonenfertigung (Laser) ist für Einzelstücke zu Aufwendig und zu teuer, daher bleibt die Lötpaste von Hand aufzutragen. Für diese Zwecke ist Lötpaste in Spritzen erhältlich. Die Preise für Lötpaste sind horrend. Mit ein bis zwei Euro pro Gramm(!) muss man rechnen. Allerdings benötigt man nur sehr geringe Mengen pro Platine und Lötpaste ist nicht unbegrenzt lagerbar. Es sollte eine "no clean" Paste verwendet werden. "No clean" bedeutet, dass die Platine nicht von Flussmittelresten gereinigt werden muss.

Vor dem Auftragen der Paste ist die Platine zu säubern, und nochmal zu säubern, und nochmal ... Dann wird eine sehr kleine Menge der Paste auf jeden Lötpunkt aufgetragen.

Bauteile bestücken

Die Anschlüsse der Bauteile werden in die Lötpaste gesetzt. Bei bleihaltiger Lötpaste muss die Ausrichtung nicht 100% genau sein, da die Bauteile beim Schmelzen der Paste durch den Kapillareffekt in Position gezogen werden. Bei bleifreier Lötpaste ist dieser Effekt kaum vorhanden. Daher müssen die Bauteile in diesem Fall genau ausgerichtet sein.

Umgebauter Pizzaofen

Als Standardmethode für Amateure scheint sich die Verwendung eines umgebauten Pizzaofen durchzusetzen. Ein Elektro-Pizzaofen/Miniofen für den Hausgebrauch für vielleicht 20€ bis 50€ wird mit einer Mikrocontroller-Temperatursteuerung versehen. Mit dieser Steuerung werden die gewünschten Heiz- und Abkühl-Temperaturkurven gesteuert. Beim Umbau ist Vorsicht zu walten lassen, da die Heizung und Temperaturregelung solcher Öfen mit Netzspannung erfolgt.

Aus Gesundheitsgründen sollte ein zum Reflow-Löten verwendeter Ofen nicht mehr für Nahrungsmittel verwendet werden.

Elektro-Pfanne

Statt eines mit einer Temperatursteuerung nachgerüsteten Pizzaofens wird gelegentlich einfach eine teflonbeschichtete Elektro-Pfanne verwendete. Elektro-Pfannen, manchmal auch Party-Pfannen genannt, sind in Deutschland eher selten in Haushalten zu finden. Es handelt sich dabei im Prinzip um eine Elektro-Heizplatte, die jedoch nicht flach, sondern deren Oberseite als Pfanne ausgeformt ist.

Zum Reflowlöten wird eine bestückte Platine in die kalte Pfanne gelegt, mit der Lötseite, also den Bauelementen nach oben. Die Pfanne wird aufgeheizt und dabei die Platine beobachtet, bis die Lötpaste an allen Lötpunkten aufgeschmolzen ist. Da eine Elektro-Pfanne nicht überall gleichmäßig heizt, wird gelegentlich vorsichtiges Schwenken der Platine in der Pfanne vorgeschlagen, um die Platine gleichmäßig zu erwärmen. Ist die Lötpaste überall aufgeschmolzen wird die Elektro-Pfanne abgestellt. Die Platine bleibt in der Pfanne und kühlt dort langsam mit der Pfanne aus.

Bei dieser Methode hat man keine Kontrolle über die Temperaturkurve. Selbige hängt nicht nur von der Bauart der Pfanne, sondern auch von der Umgebungstemperatur und der eigenen Reaktionszeit ab.

Aus Gesundheitsgründen sollte ein zum Reflow-Löten verwendete Elektro-Pfanne nicht mehr für Nahrungsmittel verwendet werden.

Heißluft

Die Geister scheiden sich daran, ob man mit Heißluft wirklich gut löten kann (beim Entlöten ist das anders). Viele bevorzugen noch den Lötkolben vor dem Heißluftgerät, andere haben mit Heißluftlöten keine Probleme.

Mit Heißluft lötet man eine Platine bereichsweise. Auf die Lötpads in einem Bereich werden kleine Mengen Lötpaste aufgetragen und die Bauteile aufgesetzt. Die Lötpaste wird dann mittels Heißluft erwärmt und geschmolzen. Dabei muss man sowohl aufpassen, dass Bauteile und Platine nicht überhitzt werden und dass man die in der Lötpaste sitzenden Bauteile nicht verschiebt oder sogar von der Platine bläst. Nebenbei muss man natürlich aufpassen, dass man sich nicht an der Heißluft verbrennt.

Entsprechende Heißluftgeräte (Hot-Air Stations, häufig auch Rework-Stations genannt), waren relativ teuer. Einige Marken sind mittlerweile jedoch für den Hobbyisten erschwinglich. Mit Übung lässt sich auch eine einfache Heißluft-Pistole verwenden. Allerdings ermöglichen deren Düsen kein sonderlich genaues Arbeiten.

Herdplatte

Mit etwas Erfahrung kann man auch sehr gut auf der Herdplatte löten. Die Herdplatte wird dabei rund eine halbe Stunde vorgeheizt, damit die Temperatur einigermaßen konstant bleibt. Mit etwas Lötzinn kann getestet werden, ob die Löttemperatur erreicht wurde. Die Herdplatte sollte nicht zu heiß eingestellt werden, damit der Lötstopplack sowie das Epoxyd nicht verheizt wird. Die bestückte Platine wird mit einer Pinzette auf die Herdplatte gelegt. Schon nach kurzer Zeit sollte das Lötzinn anfangen zu schmelzen. Wenn alle Lötstellen verlötet sind, kann die Platine wieder heruntergenommen werden und abkühlen.

Entlöten von SMD-Bauteilen

Leider halten ICs etc. nicht ewig und irgendwann muss jeder einmal SMD Bauteile wieder auslöten. Das Entlöten gestaltet sich im Grunde genauso einfach wie das Einlöten.

Es gibt zwei Fälle: Entweder soll der Chip überleben oder die Platine.

Die einfachste Methode

Die einfachste Methode ist ganz einfach den Lötkolben auf maximale Temperatur zu stellen und dann, mit etwas Lötzinn für besseren Wärmekontakt, auf die Mitte des auszulötenden ICs zu legen (mit der Spitze und dem Lötzinn darunter).

Der IC stirbt dabei durch die rund 400 Grad des Lötkolbens sicherlich den Hitzetod, aber durch die Wärmeleitung schmilzt an den Beinchen des ICs das Lötzinn nach rund einer Minute und man kann den IC mit einer Pinzette dann abheben. Hierzu sollte man alle paar Sekunden testweise anheben und den Lötkolben nur leicht aufdrücken, um so ganz sicher alle anderen Bauteile heil zu lassen.

Das auf der Platine verlaufene Lötzinn entfernt man, indem man mit der gereinigten Lötspitze (bei 200 Grad) über die nun geleerten Pads geht; Zubehör wie Entlötlitze ist überflüssig.

So kann man beispielsweise einen USB-RS232-Adapter in einen USB-UART-Adapter umwandeln ;-)

Getestet habe ich es bisher mit einem SD213 (28 Pins) und einem FT232 (32 Pins), aber etwas größere ICs, bis zum MSP430 mit 100 Pins, müssten auch möglich sein. Durch Umdrehen der Platine sollten auch noch größere ICs so auslötbar sein (wobei man wegen der Schwerkraft dann die Pinzette einsparen kann), weil dann durch die Konvektion noch mehr Wärme übertragen wird.

Chip Quick-Methode

Chip Quick bietet ein Set an mit dem sich SMT-Bauteile sehr einfach und zerstoerungsfrei entloeten lassen.

Dabei wird auf die Beinchen reichlich Flussmittel aufgetragen. Dann eine grosse Menge speziellem Loetzinn aufgetragen das eine sehr geringen Schmelztemperatur hat. Das verbindet sich mit dem Loetzinn und bleibt lange fluessig. Die Temperatur ist so gering, dass das Bauteil ueberlebt. Wenn alle Beinchen in dem Loetzinn-Blob stehen, faellt das Bauteil fast von alleine ab.

Diese Methode wird in dem Make-Magazine Video gezeigt das unten verlinkt ist.

Die Zahnarztmethode

Benötigtes Werkzeug

  • Lötkolben
  • Lötzinn
  • Zahntechnischer Helfer
  • Entlötlitze

Der Zahntechnische Helfer

Wohl das genialste Hilfsmittel, wenn man ein IC wieder auslöten muss. Dieses benutzt der Zahnarzt normalerweise zum Entfernen von Zahnstein. Der Zahntechnische Helfer ist sehr hilfreich beim Auslöten jeglicher SMD-Bauteile mit mehr als 4 Pins.

Der Entlötvorgang

Das Entlöten ist bei fast allen SMD-Bauteilen gleich, egal welcher Pinabstand und wie viele Pins. Hauptsache mehr als 8, denn davor macht es kaum Sinn diesen zusätzlichen Aufwand zu betreiben.

ACHTUNG: Der IC geht dabei kaputt!!

  1. Man bringt eine dicke Zinnwurst auf alle Pins auf.
  2. Erwärmen des Zinns mit dem Lötkolben.
  3. Ausheben der Pins mithilfe des zahntechnischen Helfers. Hier kann man bei den Bauteilen mit kleinem Pinabstand gleichzeitig mehrere hochheben.
  4. Solange wiederholen, bis alles raus ist.
  5. Entfernen der Zinnreste mit Entlötlitze.

Die Cuttermethode

Eine weitere Möglichkeit, ein SMD IC von einer Platine zu entfernen, ist es die Beinchen vor dem Entlöten zu durchtrennen. Dazu nimmt man ein Cuttermesser mit Abbrechklingen oder ein Bastelmesser mit auswechselbarer Skalpellklinge (z.B. X-Acto Klinge #16, #17 oder #19), setzt es so nah wie möglich am Gehäuse auf ein paar der IC-Beinchen auf und drückt gerade ohne Seitwärtsbewegung nach unten. Dies durchtrennt die Beine ohne darunterliegende Leiterbahnen zu verletzen. Ein wenig Gefühl ist dabei natürlich nötig, Üben auf einem alten PC Mainboard lohnt sich. Nachdem auf diese Weise alle Beine vom IC abgetrennt sind, kann man die auf der Platine verbliebenen Reste der Beinchen einfach mit dem Lötkolben "abwischen" und die Lötzinreste mit Entlötlitze entfernen. Die Wärmebelastung der Platine ist bei dieser Methode wesentlich geringer, allerdings besteht die latente Möglichkeit Leiterbahnen zu durchtrennen.

Anmerkung: Es hat sich dabei bewährt, vorher alle Pins mit einer relativ dicken Schicht Lötzinn zu verbinden. So werden abgerissene Leiterbahnen durch versehentliche Seitwärtsbewegungen verhindert. Es muss allerdings darauf geachtet werden, dass das Lötzinn nicht ganz bis ans Gehäuse reicht, da sonst das Schneiden nahezu unmöglich ist.

Die Mini-Trennscheiben-Methode

Man nehme eine sehr schnelle, kleine Handbohrmaschine (Proxxon, Dremel oder dergleichen), setze eine kleine Trennscheibe auf und flexe unter der Lupenbrille vorsichtig die Beinchen nahe dem Gehäuse ab. Das Gehäuse fällt irgendwann ab, die Beinchen werden mit einem Lötkolben weggewischt.

Die 2-Lötkolben-Methode

Diese Methode eignet sich für alle SMD-Bauteile mit 2 gelöteten Seiten: Widerstände, Kondensatoren, kurze ICs (z.B. 2x8 Pins). Bei den Widerständen und Kondensatoren ist alles klar. Von jeder Seite einen Lötkolben anhalten, das Bauteil löst sich ab und bleibt meist an einem der Kolben kleben, wo man es abschütteln kann. Bei ICs verzinnt man zunächst beide Pin-Reihen ordentlich, danach versucht man mit den Kolben das Zinn auf beiden Reihen und der gesamten Länge flüssig zu bekommen, evtl. muss man die Lötkolben dabei etwas bewegen. Ist das Zinn komplett flüssig, kann man das IC beiseite schieben. Das geht besonders gut bei Platinen mit Lötstopplack. Bei dieser Methode kann man die Bauteile in der Regel anschließend weiter verwenden, überflüssiges Zinn an den Pins mit Lötsauglitze entfernen.

Die Rohrstückmethode

Diese Methode eignet sich für ICs mit Pins an zwei Seiten (SO-Gehäuse). Chip und Platine haben Chancen zu überleben. Man nehme ein Stück Kupferrohr der passenden Länge und sägt es der Länge nach durch, so dass man zwei Halbschalen hat. Eine der Halbschalen befestigt man an einer alten Lötspitze, z.B. indem man ein Gewinde schneidet oder hartlötet. Nun kann man alle Pins gleichzeitig erwärmen und das IC abnehmen.

Die Kupferdraht-Haken-Methode

Die Methode funktioniert ähnlich wie die zuvor beschriebenen Rohrstückmethode. Das Erstellen des Hilfsmittels ist wesentlich einfacher, allerdings ist es keine Dauerlösung. Die Methode eignet sich für kleine Bauteile (Widerstände, etc.) mit Pins an zwei Seiten.

Das Ende eines langen Stück blanken Kupferdrahts wird mittels einer kleinen Flachzange zu einem U-förmigen Haken abgebogen. Dabei wählt man die Lichte Weite des Hakens so, dass man mit zwei Seiten des Hakens die Pins des zu entlötenden Bauteils gleichzeitig erreichen kann. Das andere Ende des Kupferdrahts wickelt man mehrfach um die Spitze eines kalten(!) Lötkolbens. Das Ende mit dem Hacken sollte dabei nicht mehr als vielleicht 2 cm über die Lötkolbenspitze hinausreichen und der Draht wird so gebogen (gekröpft), dass man den Lötkolben bequen führen kann um den Haken flach am Bauteil anzulegen. Um Missverständnisse zu vermeiden, der Haken soll am Bauteil angelegt und nicht etwa in irgendeienr Weise unter das Bauteil geschoben werden.

Nun wird der Lötkolben und damit der Haken erhitzt. Ist die Hakenspitze heiß genug, legt man den Haken am Bauteil an. Sobald das Lötzinn an den Pins geschmolzen ist zieht man das Bauteil von den Pads. Bauteile haben dabei die Angewohnheit für immer auf dem Fußboden verloren zu gehen. Benötigt man das Teil noch, so sollte man etwas Vorsicht walten lassen.

Die dicke Kupferdrahtmethode

1,5 - 2,5 mm² Massivdraht so zurechtbiegen, dass er exakt und plan auf die Pins passt. Dann mit viel Zinn schnell verlöten. Das geht am besten mit zwei oder drei stärkeren Lötkolben und einer zweiten Person. Ich habe aber auch schon alleine mit 2 Kolben 160-Poler ausgelötet, ohne IC oder Platine zu beschädigen.

IC am besten mit einer Pinzette oder einem Vakuumsauger (z.B. Kontaklinsensauger für harte KL aus Silikon) abheben und noch im heißen Zustand den dicken Draht samt Zinn abklopfen. Danach das IC möglichst schonend (gleichmäßig und schnell) abkühlen, evtl. schon vor dem Löten einen kleinen Kühlkörper auf das IC legen / kleben.

Die Methode kombiniert sich gut mit der Bügeleisen- oder Ceranfeld-Vorwärm-Methode.

Der Trick mit dem Platinensicherungshalter

Speziell zum Auslöten von SO-ICs mit 2x4 Beinchen kann man den einzelnen Clip eines Platinensicherungshalters (Durchstecktechnik, für 5 x 20 mm Sicherungen) benutzen. Mit einer feinen Zange biegt man zunächst die sich nach außen öffnenden Enden des Clips etwas nach innen. Auf diese Weise entsteht eine Mini-Zange, die genauso breit ist wie die Beinreihe des IC und sich aufgrund ihrer Vorspannung am IC festhalten kann. Den modifizierten Clip klemmt man von oben über den IC und erhitzt seine Bodenplatte mit dem Lötkolben (16W). (Anstelle der oben beschrieben Zinn-Wurst-Methode bildet nun der Clip die Wärmebrücke, ähnlich der oben beschriebenen Rohrstückmethode) Der Clip wird mit einer Pinzette abgehoben und nimmt den IC mit.

Die Platine und der IC bleiben ganz.

Die Abschlagmethode

Wenn man SMD ICs von einer Platine retten möchte, die Platine aber später in den Müll wandert, kann man das IC mit seinem Körper auch auf eine harte Kante legen (die Platine ist dabei mehr oder weniger senkrecht). Dann ein beherzter Schlag mit dem Handballen auf die Platinenkante und der Chip wird von der Platine abgerissen. Die Beinchen muss man nachher etwas richten, aber allermeistens funktioniert diese Methode sehr zuverlässig, besonders bei maschinell gelöteten Platinen. Diese Methode funktioniert sowohl mit SO-Gehäusen als auch mit radiergummigroßen DC/DC Wandlern.

Alternative: Die Stechbeitelmethode

Hier gilt das gleiche Prinzip wie bei der Abschlagmethode: Zuerst knicken die Beinchen ein und reißen dann von den Leiterbahnen ab. Sie lassen sich aber leicht zurückbiegen und das IC wird garantiert nicht überhitzt. Der Beitel sollte ca. 8 - 15 mm breit sein, ein alter, angeschliffener Schraubendreher mit großem Griff tut's auch. Dann die Platine flach vor sich auf den Tisch legen, das IC liegt senkrecht zur Tischkante. Den Beitel senkrecht zur Platine mit der flachen Seite an das IC anlegen, die linke Ecke der Schneide liegt dabei auf der Stirnseite in Höhe der Mittellinie, die rechte Ecke der Schneide wird als Widerlager in die Platine gepresst. Den Beitel dafür etwas nach rechts kippen, mit Gewicht fest in die Platine drücken und mit Gefühl im Uhrzeigersinn drehen. So wird das IC in Längsrichtung und parallel zur Platine weggehebelt. Die benötigte Kraft kann man sehr gut dimensionieren. Wenn man das raus hat, braucht man ca. 1 - 2 Sekunden pro IC.

Heißluftpistole

Eine Heißluftpistole, wie man sie im Baumarkt zum Abbrennen alter Farbe u.ä. kaufen kann, kann gute Dienste beim SMD-Löten leisten. Empfehlenswert sind solche mit Temperaturregler, aber selbst die einfachsten Varianten (die in der Regel nur zwei Stufen haben, mit denen man sowohl die Gebläsegeschwindigkeit als auch die Heizleistung umschaltet) sind für viele Zwecke brauchbarer, als man auf den ersten Blick annehmen würde.

Einfach Platine einspannen und mit der Heißluftpistole langsam und gleichmäßig erwärmen. Dabei nicht zu heiß arbeiten, etwas mehr Zeit für die Arbeit schadet Platine und Bauteilen weniger, als mit zu großer Temperatur alles zu verbrennen. Wenn man vorsichtig arbeitet und den Punkt gut herausfindet, an dem sich das fragliche Bauteil ablösen lässt, taugt die Methode sogar für Reparaturlötungen, d.h. sowohl Platine als auch Bauteil bleiben dabei ganz. Damit ist die Methode auch durchaus geeignet, alten Elektronikschrott zu recyclen, um auf diese Weise preiswert zu einem Grundstock an diversen SMD-"Hühnerfutter" (Widerstände, Kondensatoren, oft auch Tantal-Elkos) sowie teilweise auch Standard-ICs (74xxx, LM358 u.ä.) zu gelangen.

Vermutlich lassen sich Pertinax-Platinen danach nicht mehr verwenden, aber diese haben bei den schmalen Leiterzugbreiten von SMD ohnehin kaum eine Überlebenschance. Besser gleich trotz des höheren Preises alles auf Epoxyd anfertigen -- gerade bei den hobbytypischen Einzelstücken ist andernfalls die verschwendete Arbeitszeit sehr viel ärgerlicher als der höhere Preis der Epoxyd-Platine.

Tipp: Die Platine mit einem Stück Alufolie so abdecken, dass nur das auszulötende Bauteil im Luftstrom ist (an der Stelle ein Loch in die Folie machen).

Falls das Überleben der Platine wirklich völlig egal ist, kann man auch die Rückseite der Platine mit der Heißluftpistole erhitzen, bis die Vorderseite so heiß ist, dass die SMD-Chips einfach abfallen. Zwei Vorteile ergeben sich aus diesem Verfahren für die Überlebenswahrscheinlichkeit der Bauteile:

  • Der Temperaturgradient ist so gerichtet, dass die Beine des Chips die höchste Temperatur haben und nicht der Chip selbst, wenn man von oben auf das Gehäuse bläst
  • Die, wenn auch geringe, Wärmeleitung der Platine sorgt für eine gleichmäßigere Temperaturverteilung auf der Vorderseite.

Von Nachteil allerdings ist, dass die Platine evtl. auf der Rückseite so heiß wird, dass sie anfängt, sich zu zersetzen. Das ist sicherlich nicht gesund und daher sollte man hier vorsichtig sein (langsam erhitzen, frische Luft).

Alternativ geht es auch mit der Heißluftdüse eines Gaslötkolbens (z.B. von Ersa). Dabei geht man zügig mit dem heißen Luftstrom über die Pins des ICs und erwärmt sie, bis sich das IC gewaltfrei abheben lässt. Richtig gemacht überleben IC und Platine.

Variante: Gasherdmethode

Auf einer einseitig bestückten SMD-Platine kann man Bauteil und Platine auch zerstörungsfrei wie folgt trennen: Von der großen Gasflamme die Abdeckung herunternehmen, diese Abdeckung z.B. mit Hilfe des Halters für kleine Töpfe über die kleine Gasflamme legen (natürlich geht das auch mit einem anderem Stück Metall, Hauptsache gerade) und dann mit der kleinen Gasflamme die Metallplatte/Abdeckung darüber erwärmen. Mit einem Stück Lötzinn probieren, ob es schon heiß genug ist (Lötzinn muss schmelzen, perlen und abtropfen).

Wenn ja: Flamme ausmachen, Platine mit der nicht bestückten Seite auf das heiße Metall drücken, ein paar Sekunden warten, bis die Wärme von unten durch die Platine gewandert ist, und das Bauteil mit einer Pinzette abnehmen. Getestet mit Epoxyd-Platine. Sie hat überlebt, nur etwas dunkel verfärbt. Es empfiehlt sich, mit einer unkritischen Platine etwas zu üben.

Variante: Heissluft Guru Methode

High Tech Warmluft Methode mit Gaslötkolben. Man kaufe für ca €60 einen Gaslötkolben mit Heissluftdüse. Gaslötkolben mit Heissluftdüse auf volle Power, soll dann angeblich bis 600 Grad Warmluft abgeben. Damit SMD Bauteil durch kreisförmige Bewegung rundherum an den Pins mit 2 cm Abstand gezielt erhitzen. Das dauert ca. 2 Minuten. Das Bauteil lässt sich dann abnehmen, wegschieben oder abschlagen. Teilweise werden wenige eng am Bauteil bestückte Blockkondensatoren ebenfalls ausgelötet. Es lassen sich SMD's jeder Grösse und Pinabstand ohne Beschädigung auslöten. Die ausgelöteten Bauteile lassen sich problemlos wieder verwenden. Die Platine mit Lötsauglitze und Aceton säubern und neues Bauteil drauf. Habe so während der Entwicklung FPGAS und Treiber IC's auf einer Platine schon bis zu fünf mal getauscht.

Variante: Bügeleisenmethode

Ein Bügeleisen umgekehrt in einen Schraubstock spannen, eventuell mit einem Tuch am Griff vor Kratzern schützen und die Gleitfläche mit Alufolie abdecken - um Ärger mit der besseren Hälfte zu vermeiden ;-) Auf maximale Temperatur stellen (Leinen), Platine mit der nicht bestückten Seite auflegen und warten, bis das Lot flüssig wird. Bauteile mit einer Pinzette abheben. Platine nach und nach verschieben um alle Stellen zu erhitzen.

Ceran-Herd

Geht nur bei einseitig bestückten Platinen!

Ähnelt der Bügeleisen-Methode, ist wegen der IR-Strahlung besser.

Platine auf das Ceranfeld legen. Dann das Feld ca. alle 1 - 2 Sekunden ein- und ausschalten. Dabei das An-Intervall langsam erhöhen. Dies so lange durchführen, bis das Zinn geschmolzen ist. Nun die gewünschten Bauelemente verschieben oder abheben. Darauf achten, dass das Glas frei von Zinn und anderen Stoffen bleibt.

Achtung: Das Glas wird ungleichmäßig heiß, da die Heizwendeln lokal angeordnet sind.

Wichtig: die Platine ist über ihrer Glastemperatur, also biegsam. Die Platine einfach auf dem Ceran Herd auf eine kalte Platte legen und abkühlen lassen.

Eignet sich gut zum Vorwärmen auf ca. 100 - 150°C, auch bei beidseitig bestückten Boards, in Verbindung mit anderen Methoden (z.B. Heißluft).

Ähnliche Vorwärmplatten gibt es speziell für die Löttechnik.

Kupferlackdraht

Eine weitere sehr elegante Möglichkeit um auch grössere SMD-ICs zerstörungsfei von einer Platine zu bekommen, ist die "Kupferlackdraht-Methode". Man benötigt lediglich etwas Kupferlackdraht (0,2 - 0,3 mm) und natürlich einen Lötkolben. Die einzige Bedingung ist, dass man den Kupferlackdraht auch unter den Pins bzw. dem Bauteilgehäuse durch fädeln kann.

Vorgehensweise

  1. Kupferlackdraht unter den Pins durchfädeln
  2. Jeden einzelnen Pin kurz mit dem Lötkolben leicht berühren und gleichzeitig den Kupferlackdraht zwischen Platine und Pin durchziehen
  3. Eventuell den Kupferlackdraht erneut unter den Pins durchfädeln und die Pins, bei denen der Kupferlackdraht beim Durchziehen "hängen bleibt", nochmals mit dem Lötkolben antippen

Es gibt aber auch dünnen Stahldraht (D=0,2mm) für diesen Zweck zu kaufen. Das Optimum ist dünnes Bandblech aus Edelstahl, ca 4 - 5 mm breit, ebenfalls 0,2mm dick. Alternativ zu diesem Blech kann man auch einen Skalpellhalter mit Einmalklingen verwenden. Die Spitze des Skalpells wird hinter dem Pin angesetzt (in der Lücke zwischen Pin und Gehäuse), nach unten und vorn gedrückt und der Pin mit dem Lötkolben erwärmt. Sobald der Lötzinn geschmolzen ist, rutscht das Skalpell zum nächsten Pin weiter. Hinterher müssen lediglich die Pins wieder gerade gebogen werden.

Recycelte Chips wiederaufbereiten

  • Zuerst müssen die Lötzinnreste entfernt werden.

In Alkohol gelöstes Kolophonium wirkt da Wunder. Einfach den Chip in dieses Flussmittel tauchen, welches man vorher z.B. auf einen kleinen Unterteller oder -tasse in kleinen Mengen vergossen hat.

  • Dann mit sauberer Lötspitze an den Pins entlangziehen und das überflüssige Lötzinn an einem Schwamm oder Zellstoff (-Taschentuch) abstreifen.
  • Verklebte Pins mittels dünner Lötspitze auseinanderbringen, auch ein Zahnstocher aus Holz leistet wertvolle Dienste.
  • Bei Pins, die enger als 0,6 mm sind, hilft zusätzlich Entlötsauglitze. Anstelle von Entlötsauglitze kann auch ein dünnes, abisoliertes Litzenkabel (möglichst feindrahtig) dienen.
Man sollte aber immer daran denken, dass die Gefahr des Ausfalls durch Überhitzung besteht.

Eine zweite Möglichkeit besteht darin das Lötzin "abzudremeln".

Dazu eine kleine rotierende Messingbürste in den Dremel (Multifunktions-Schleifer) und an den Pins von innen nach außen entlangziehen.

  • Stahlbürsten sind mit Vorsicht zu genießen, weil sie einfach zu hart sind.
  • Kunststoffbürsten hingegen können sich elektrostatisch aufladen!
  • Eine "dritte Hand" oder Einspannvorrichtung erleichtert das Recyceln erheblich.

Eine weitere Dritte ist Graphit: Lötzinn und Bleistift sind von Natur aus Feinde. Warmmachen, und Zinn mit Bleistift "wegdrängeln".

Das Ausrichten und Geradebiegen der Pins überlasse ich den eigenen Fähigkeiten.

Schlusswort

Man sollte nicht glauben, dass man jetzt sofort jegliches SMD einlöten kann, mal abgesehen von Widerständen. Alles benötigt eine gewisse Übung und es empfiehlt sich, erst mit den einfacheren SO-Packages anzufangen und einige TSSOPS einzulöten bevor man sich an TQFP oder ähnliches heranwagt. Außerdem sollte man sich für die ersten Versuche nicht unbedingt einen 10 Euro teuren Chip hernehmen. Wenn man aber nicht 2 linke Hände hat, sollten alle Packages beim zweiten oder dritten Lötversuch einigermaßen sauber eingelötet sein. Und besonders bei den TSSOPs und TQFPs sieht es dann fast wie Industriefertigung aus.

Auslöten kann man gut an defekten Platinen, z.B. aus Computern, üben.

Und ja keine Lötpaste essen!!!! Dann wird alles Gut :D

Siehe auch

Adapterplatinen für SMD-ICs

Links

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