Maximale Löttemperatur?

Immer wieder werde ich gefragt, mit welcher Löttemperatur man löten sollte. Oder viel mehr, was die Höchsttemperatur sein darf. Kurz gesagt: Ich löte mit einer Temperatur von ca. 325 °C. Relativ selten auch etwas mehr. Die genaue Temperatur mit der man löten sollte, hängt aber von vielen Faktoren ab, wie z.B. auch der Lötstation.

Doch wieso stellt sich diese Frage nach der Löttemperatur?

Ich kann mal selbst meine Geschichte erzählen. Als ich vor vielen Jahren in einem Alter von ca. 6 Jahren angefangen habe zu löten, habe ich viele Löt-Sets zusammengebaut, die ich bei Conrad und dem Elektronik-Laden der meiner damaligen Heimatstadt gekauft habe. In diesen Sets war oft eine Lötanleitung in dieser Lötanleitung wurde ich darauf hingewiesen, dass aktive Bauteile wie Transistoren und IC (Integrierte Schaltungen) temperaturempfindlich sind und beim Löten leicht zerstört werden können.
Deshalb war es für mich immer ein Stress diese Bauteile einzulöten. Ich hatte kalte Lötstellen, habe mir die Finger verbrannt. Insgesamt waren die Lötergebnisse alles andere als zufriedenstellend. Das lag vielleicht daran, dass ich keine gute Ausrüstung hatte aber auch daran, dass ich nicht genau wusste, was das Lötzinn und das Flussmittel ist. Deshalb empfehle ich Interessenten an dieser Stelle erst einmal meine beiden Artikel zum Lötzinn und Flussmittel zu lesen.

Gehen Bauteile durch eine zu große Löttemperatur kaputt?

Um diese Frage zu beantworten, muss ich etwas weiter ausholen. In den 25 Jahren, in denen ich bereits löte, habe ich noch kein einziges Bauteil durch eine zu hohe Temperatur zerstört. Und ich muss ehrlich zugeben, dass ich schon sehr viel Mist mit den verschiedensten Bauteilen angestellt habe. An dieser Stelle möchte ich noch hinzufügen, dass eher die Leiterbahn oder sich das Pad von der Platine löst, eher man ein Bauteil durch Hitze zerstört.

Viele Bauteile sind nämlich so konzipiert, dass sie sogar bei einer Temperatur von 100-200°C problemlos funktionieren. Auch beim industriellen und maschinellem Löten müssen Bauteile hohe Temperaturen aushalten. Deshalb braucht man sich keine Sorgen zu machen, dass man so ein Bauteil zerstört.

Und wenn doch etwas passiert, dann ist es auch nichts schlimmes passiert. Widerstände, Kondensatoren oder Dioden kosten nur 5-10ct, einfache ICs liegen bei 50ct und Mikrocontroller kosten mal 1-5€ das Stück. Wenn Sie nicht gerade einen FPGA für 1.000€ verlöten, dann sind die Kosten und damit auch das Risiko durchaus überschaubar.

Nur vollständigkeitshalber möchte ich erwähnen, dass es durchaus Bauteile gibt, die tatsächlich temperaturempfindlich sind. Und das sind Quarze. Quarze geben den Takt von Controllern und Prozessoren an. Durch eine zu hohe Temperatur kann ein Quarz tatsächlich zerstört oder im Tackt beeinflusst werden.

Thermodynamik

Um zu verstehen, welche Löttemperatur benötigt wird, muss man einige Faktoren beachten. Zunächst einmal ist es die Schmelztemperatur des Lotes. Die Schmelztemperatur von bleifreiem Lot liegt bei 180-200°C, beim bleifreien Lot liegt sie bei 218 – 230°C. Wenn man nun ein Bauteil einlöten möchte, legt man die Lötspitze so, dass sie sowohl das Lötpad als auch das Beinchen des Bauteils berührt und erwärmt.

In diesem Moment fließt die Wärme von dem Lötkolben an das Bauteil und das Lötpad. Beide stellen werden wärmer, während der Lötkolben sich abkühlt. Sobald das Beinchen und das Lötpad die Schmelztemperatur des Lötzinns erreicht haben, kann eine Verbindung mit dem Lötzinn hergestellt werden. Je heißer der Lötkolben ist, desto schneller fließt die Wärme ans Beinchen und das Lötpad und desto schneller kann man es löten. Von der Höhe der Temperatur hängt also die Lötgeschwindigkeit ab!

Wie wir gerade schon angemerkt haben, kühlt die heiße Lötspitze sich beim Löten ab, weil sie ihre Wärme abgibt. Bei kleinen Bauteilen ist es in der Regel kein Problem, doch sobald die Bauteile oder das Lötpad eine hohe Wärmekapazität haben, ist es nicht mehr so einfach. Je kleiner der Wärmeunterschied zwischen der Lötspitze und der Lötstelle ist, desto langsamer fließt die Wärme über. Deshalb muss in dem Moment die Elektronik des Lötkolbens anspringen und die Lötspitze wieder aufheizen. Allerdings sollte sie auch nicht für einen Shootover sorgen – also dass die Temperatur viel zu groß wird.

Aber auch die beste Lötstation kann in manchen Fällen nicht helfen und zwar dann, wenn die Wärmekapazität sehr groß ist und eine große Fläche bildet. Die Lötspitze heizt dann das Bauteil, aber die Platine wird nicht heiß genug, weil zu viel Wärme abfließt. In so einer Situation kann man dann mit der Temperatur hochgehen oder einen Preheater verwenden, mit dem man die Platine vorheizt. Damit senkt man den Temperaturunterschied zwischen Lötspitze und Lötstelle und es fließt weniger Wärme ab.

Wieso meine Löttemperatur 325°C ist.

Ich löte mit einer Lötstation von JBC immer mit einer Temperatur von 325°C, weil diese Temperatur bei mir für alle Anwendungsfälle funktioniert. Egal ob es ein bleifreies oder bleihaltiges Lot ist. Egal ob das Bauteil eine hohe oder geringe Wärmekapazität hat. Die Steuerung der Wärmemenge, die auf eine Lötstelle übergeht, wird durch das Arbeitstempo bestimmt. Dann dauert es eine halbe Sekunde länger, wenn ich bleifrei eine Stelle mit einer hohen Wärmekapazität löte.

Diese 325°C haben sich bei mir bei allen qualitativ hochwertigen Lötstationen bewährt. Sie sollten die 325°C allerdings eher als Richtwert sehen und etwa im Bereich von plus minus 20°C Ihre eigene Löttemperatur finden, die zu Ihrer Lötstation und dem Arbeitstempo passt.

Bitte unterschätzen Sie dabei nicht die Qualität des Lotes bzw. des Flussmittels. Ein gutes Lot lässt sich leicht verarbeiten, auch ein gutes Flussmittel erleichtert erheblich das Löten. Sollten Sie also Probleme oder Schwierigkeiten beim Löten haben, lohnt sich eventuell die Investition in ein anderes Lot oder in ein besseres Flussmittel.