SMD Löten

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 gar nur 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.

Voraussetzungen

• Grundvoraussetzung ist ein Lötkolben mit einer ausreichend dünnen Spitze. 0,8mm sollten reichen.
• Außerdem braucht man noch Entlötlitze. Hier sollte man die dünnste die man bekommen kann nehmen.
• Natürlich braucht man auch noch das Lötzinn. Am besten mit 0,5mm und weniger.
• Flüssiges Flussmittel in Stiftform mit eingebautem Pinsel
• 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.

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

Löten von Widerständen und Kondensatoren

Es gibt Widerstände und Kondensatoren in den Bauformen 1206, 0805, 0603

• 1206: Länge: 3,2 mm Breite: 1,6 mm
• 0805: Länge: 2,0 mm Breite: 1,25 mm
• 0603: Länge: 1,6 mm Breite: 0,8 mm

Das Einlöten von Widerständen und Kondensatoren ist sehr einfach. Es gibt eigentlich bloß einen kleinen Trick:

1. Ein Pad auf der Leiterplatte verzinnen.
2. Den Widerstand/Kondensator über beide Pads platzieren.
3. Den Widerstand/Kondensator mit einer Pinzette oder ähnlichem nach unten drücken.
4. Das verzinnte Pad mit dem Lötkolben erwärmen.
5. Das 2te Pad normal löten.
6. Anschließend das erste Pad nochmal kurz erhitzen.

Und schon hat man einen Kondensator/Widerstand eingelötet. Das Verfahren gilt natürlich auch für alle anderen Bauteile in diesem Package solange sie bloß 2 Anschlüsse haben.

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. Der Zinn geht dann automatisch auf die Entlötlitze und es gibt keine Brücken mehr.

Löten von 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.)
3. Mit dem Lötkolben ein Tropfen Zinn aufnehmen (entfaellt bei verzinnten Pads).
4. Das Bauteil an zwei diagonal gegenüberliegenden Pins festlöten.
5. Ueberprüfen, ob der Chip wirklich richtig auf der Platine liegt, jetzt sind Korrekturen noch möglich.
6. Wenn man einen Stift mit flüssigem Flussmittel hat, die zu lötende Seite einpinseln, einfach über alle Pins pinseln.
7. Über die eine Seite des TSSOP fahren. Dabei spielt es keine Rolle ob Brücken entstehen. Wenn man vorverzinnte Pads und Lötstopplack hat, entstehen allermeistens 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 genügen fixiert ist.
9. Über die andere(n) Seite(n) auch noch fahren.
10. Mit Entlötlitze überflüssiges Zinn entfernen.
11. Man kann zum Abschluss mit einer Lupe die Lötstellen überprüfen.

Bei QFPs ist das Verfahren gleich, außer dass man mit 4 Seiten arbeitet.

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 Faelle: entweder soll der Chip überleben oder die Platine.

Die Zahnarztmethode

Benötigtes Werkzeug

• Lötkolben, wer hätte es gedacht
• 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 wieviel Pins. Hauptsache mehr als 8, denn davor macht es kaum Sinn diesen zusätzlichen Aufwand zu betreiben.

ACHTUNG: Das IC geht dabei kaputt!!

1. Man bringt eine dicke Wurscht Zinn 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 niedrigem Pinabstand gleich mehrere gleichzeitig hochheben.
4. So lange 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, 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 wesendlich geringer, allerdings besteht die latente Möglichkeit Leiterbahnen zu durchtrennen.

Die 2-Lötkolbenmethode

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 beseite schieben. Das geht besonders gut bei Platinen mit Lötstoplack. 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. Nun kann man alle Pins gleichzeitig erwärmen und das IC abnehmen.

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.

Heißluftpistole

Eine Heißluftpistole, wie man sie im Baumarkt zum Abbrennen alter Farbe u.ä. kaufen kann, kann gute Dienste bei 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 Epox anfertigen -- gerade bei den hobbytypischen Einzelstücken ist andernfalls die verschwendete Arbeitszeit sehr viel ärgerlicher als der höhere Preis der Epox-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)

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 - 0.3mm) 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

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.

Links

SMD-Löten im Toastofen