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Die Lötkolbenspitze ist dem schnellsten Verschleiß durch mechanische Beschädigung, hohe Temperaturen und aggressive Flussmittel ausgesetzt. Erfahren Sie mehr über den Aufbau und die Arten von Lötspitzen.
Der Lötkolben ist wahrscheinlich das wichtigste Werkzeug in der Werkstatt eines jeden Elektronikers – vom Studenten oder Amateur bis zum erfahrenen Profi. Das Herzstück des Lötkolbens ist natürlich die Lötspitze, die oft unterschätzt wird, obwohl sie für die Effizienz und Qualität des Lötvorgangs entscheidend ist. Daher ist es wichtig, den Aufbau und die Funktionsweise von Lötspitzen und Lötkolben zu verstehen, um das Beste aus dem Lötkolben oder der Lötstation herauszuholen, die man benutzt. In diesem Artikel geht es um den Aufbau, die verwendeten Materialien, die Formen und die spezifischen Einsatzmöglichkeiten von Kolbenlötspitzen in der täglichen Praxis eines Elektronikers.
Aufbau von Lötspitzen für Lötkolben
Die klassische Lötkolbenspitze besteht aus drei Hauptkomponenten: einem Kern, einer Zwischenschicht und einer Oberflächenschicht (Beschichtung). Der Kern, der in der Regel aus Kupfer oder einer Metalllegierung mit hoher Wärmeleitfähigkeit besteht, dient dazu, die Wärme vom Heizelement (in der Regel ein Keramikheizelement) des Lötkolbens zu den zu montierenden Bauteilen zu leiten. Die Zwischenschicht, die häufig aus Eisen oder Nickel besteht, ist unerlässlich, um eine gute Haftung zwischen dem Kern und der äußeren Beschichtung der Spitze zu gewährleisten, und verhindert außerdem die Korrosion des Kerns, da reines Kupfer sehr anfällig für Oxidation und Schäden durch andere Elemente oder chemische Verbindungen (einschließlich Schwefel) wäre.
Es ist nicht unüblich, eine doppelte Schicht zu verwenden (zuerst Eisen und dann Nickel), auf die nur die Oberflächenschicht aufgetragen wird, die in der Praxis ein Schlüsselelement bei der Konstruktion der Lötspitze ist.
Sie besteht meist aus Chrom oder einem anderen korrosionsbeständigen Material, das die Haltbarkeit des Bauteils gewährleistet und seine Widerstandsfähigkeit gegenüber Chemikalien erhöht. Diese Schicht ist jedoch in der Regel am Ende der Spitze offen und wird durch eine (bereits im Herstellungsprozess aufgebrachte) dünne Zinnschicht “ersetzt”, um das “Einfangen” des Lots bei der Montage der Bauteile zu erleichtern.
Form der Spitze und Anwendungsbereich des Aufsatzes
Die Spitze eines Lötkolbens kann verschiedene Formen haben, und die Wahl des richtigen Modells hängt vom beabsichtigten Anwendungsbereich ab. Konische Lötspitzen sind ideal für die meisten typischen Aufgaben – sie können zum Löten von dünnen Drähten und kleinen Steckverbindern, aber auch von durchkontaktierten Bauteilen (THT) und sogar von Miniatur-SMD-Bauteilen verwendet werden. Der wichtigste Faktor ist dabei der Durchmesser der Spitze – je dünner sie ist, desto besser ist sie für kleine Teile geeignet. Schließlich ist zu bedenken, dass nach den klassischen Lötregeln die Größe der Lötspitze in etwa der Größe der montierten Spitzen/Pads auf der Leiterplatte entsprechen sollte. Aus demselben Grund sind “Nadel”-Bleistifte nicht für die Arbeit mit größeren Steckverbindern oder sogar mit klassischen THT-Bauteilen geeignet – eine zu dünne Spitze verhindert eine ausreichende Wärmeübertragung, um eine ordnungsgemäße Lötverbindung herzustellen.
Flache Lötspitzen, auch Schraubendreher” genannt, haben ein flaches Ende und eignen sich hervorragend zum Löten größerer Flächen oder Drähte. Sie werden z. B. häufig zum Weißfärben von abisolierten Kabelenden oder zum Verzinnen von selbst gefertigten Leiterplatten verwendet (wobei bei der letztgenannten Anwendung etwas Geschick erforderlich ist, um die Überhitzung und Beschädigung der dünnsten Leiterbahnen zu vermeiden).
Kegelstumpfförmige Spitzen – werden häufig verwendet, wenn eine große Anzahl von Punkten in kurzer Zeit manuell gelötet werden soll, insbesondere bei der Arbeit mit ICs in TQFP- und LQFP-Gehäusen. Wir sprechen hier von der so genannten Pull-Löttechnik – nachdem Sie eine kleine Menge Zinn auf das flach abgeschnittene Ende der Lötspitze geschöpft haben, bewegen Sie diese langsam, aber stetig über alle (oder zumindest einen Teil) der Bauteilanschlüsse. Diese Technik führt schnell zu ästhetisch ansprechenden, annähernd gleichen Loten, erfordert aber in der Regel Korrekturen in Form des Entfernens (Absaugen mit einem Geflecht) von überschüssigem Zinn von den Endpads, die häufig einen Kurzschluss verursachen.
Eine besondere Untergruppe der kegelstumpfförmigen Spitzen sind die Mini-Wellenspitzen – sie haben eine Miniaturmulde in ihrer Spitze, die es erleichtert, einen kleinen Vorrat an Zinn für einen ganzen “Durchlauf” über eine längere Reihe von Leitungen der zu lötenden Schaltung zu schöpfen.
Ungewöhnliche Lötspitzen für besondere Zwecke
Die Entwicklung der Technologie erfordert eine ständige Verbesserung der in den verschiedenen Bereichen der Technologie eingesetzten Instrumente. Bei Lötspitzen verhält es sich nicht anders – die oben beschriebenen Spitzen, die für Lötkolben (sowohl eigenständig als auch in Verbindung mit Lötstationen) konzipiert sind, machen einen großen Teil des Gesamtmarktes für diese Produkte aus, aber definitiv nicht den gesamten Markt. So sind jetzt nicht nur herkömmliche Lötspitzen erhältlich, sondern auch mehrere ungewöhnliche Varianten, die auf spezielle Anwendungen zugeschnitten sind.
Die Lötspitzen mit integrierter Heizung sind eine innovative (und ziemlich teure) Lösung, die dem Benutzer eine viel bessere Kontrolle über die Temperatur beim Löten ermöglicht. Die Technologie der Integration des Heizelements in die Lötspitze selbst verbessert die Dynamik der Wärmeübertragung, was bei der Arbeit mit empfindlichen Bauteilen unerlässlich ist, erleichtert aber auch das Löten von Bauteilen mit hoher Wärmekapazität, die mit einem herkömmlichen Lötkolben, bei dem das Heizelement im Kolben integriert ist, nur schwer (und manchmal gar nicht) angebracht werden können. Diese Lötspitzen werden häufig bei fortgeschrittenen Lötprozessen eingesetzt, bei denen die Temperaturkontrolle von entscheidender Bedeutung ist – zum Beispiel in professionellen Service-, Montage- oder F&E-Abteilungen von Unternehmen.
Lötspitzen für Thermopinzetten, Gas- und Transformatorlötkolben
Eine Thermopinzette ist ein Spezialwerkzeug, das sozusagen aus zwei Lötkolben besteht, die durch ein Drehgelenk in Form einer Pinzette verbunden sind. Dadurch können beide Seiten des Bauteils gleichzeitig erwärmt werden, was ein schnelles und sicheres Entfernen oder Installieren von rechteckigen oder zylindrischen SMD-Bauteilen (Widerstände, Kondensatoren, Induktoren, LEDs, Halbleiterdioden und andere in Gehäusen des Typs 0603, 0805, 1206, 2512, Mini MELF u.a.) ermöglicht. Die Thermospitzen sollten in Form und Abmessungen genau aufeinander abgestimmt sein, um eine gleichmäßige Erwärmung auf beiden Seiten des Bauteils und einen stabilen Halt auf dem Bauteil während des Betriebs zu gewährleisten.
Gaslötkolben, die mit kleinen Gasflaschen (z. B. Propan-Butan) betrieben werden, erfordern spezielle Spitzen aus hitzebeständigen Materialien (in der Regel rostfreier Stahl und geeignete Außenschichten). Außerdem haben sie oft eine breitere Form, die eine gleichmäßige Wärmeverteilung ermöglicht und den Einbau von Bauteilen mit großer Oberfläche oder hohem Gewicht erleichtert (z. B. Zinnblenden in Steckergehäusen).
Schließlich haben wir die bei weitem einfachsten Pfeilspitzen übrig, die für Transformator-Lötkolben geeignet sind. In diesem Fall ist der am häufigsten verwendete Draht … ein ausreichend dicker Kupferdraht, der so gebogen wird, dass er in die Klemmen des Lötkolbens passt – und am Ende mit einer dünnen Zinnschicht geweißt wird. Der Vorteil dieses Bauteils liegt in den äußerst geringen Kosten und in der einfachen Anpassung der Form der Blattspitze an die aktuellen Bedürfnisse.
