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EDV-Dompteur

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Freitag, 11. März 2016, 03:30

Löttechnik vom Feinsten

Immer wieder werde ich gefragt: "Was? Wie kann man sooo kleine Bauteile denn noch löten?"
Darum wollte ich immer mal ein gutes Video dazu machen, wo das hinreichend erklärt und vorgeführt wird.

Aber es gibt Kollegen und internationale Instruktoren, die bereits derart großartige Videos zu den verschiedenen Löttechniken produziert haben, dass ich mit meinem filmtechnischen Equipment da gar nicht anklingeln könnte.
Außerdem hat der Tag nur 24 Stunden und ich finde sowieso nie die Zeit, mal all das online zu stellen, was ich gerne möchte, oder quasi müsste.

Zumindest habe ich mir jetzt endlich mal die kleine Mühe gemacht, eine Playlist auf YouTube anzulegen, mit einer sorgfältigen Auswahl besonders empfehlenswerter Videos:

Playliste "Löttechnik "

Ich werde die Liste mit der Zeit sicherlich noch etwas erweitern, ohne weitere Ankündigung. Momentan geht es dort nur um SMDs.
Macht Technik dir das Leben schwör, ruf' schnell den EDV-Dompteur! ;-)

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2

Freitag, 11. März 2016, 09:20

Hi EDV-Dompteur,

vielen Dank für die gute Zusammenstellung der Löttechnik Videos, ein paar kommen mir bekannt vor :-) . Ich finde die Ergebnisse beim Arbeiten mit Flussmittel und einer breiten, abgeflachten Lötspitze bei z.B. TQFP Bauteilen wirklich erstaunlich gut. Vertrittst du auch die Meinung so viele SMD Arbeiten wie möglich mit dem Lötkolben zu machen und nur wenig mit Heißluft, da diese umliegende Bereiche bzw. das Bauteil selber durch die Luftverteilung unnötig stresst?

Grüße
~BF~

EDV-Dompteur

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3

Freitag, 11. März 2016, 15:39

Es gibt übrigens abgeflachte Lötspitzen und Hohlkehlen.
Ich selbst besitze nur eine abgeflachte, aber eigentlich soll eine Hohlkehle ideal sein. Die gibt es aber leider nicht, für meine zwar betagte, aber bestens bewährte Lötstation.

Beide Spitzen eigenen sich jedenfalls für das, worauf es ankommt: Überschüssiges, flüssiges Lot zwischen den IC-Anschlüssen wieder heraus zu ziehen (ähnlich wie Entlötlitze).
Führt man die Lötspitze im richtigen Winkel flach auf der Platine, dann ergibt sich darunter ein schmalerer Spalt mit stärkerem Kapillareffekt, als zwischen den IC-Anschlüssen, die im Vergleich dazu weiter auseinander liegen, also einen weiteren Spalt bilden, mit geringerer "Sogwirkung".

Eine Hohlkehle kann dabei eine größere Menge Lot unter sich halten, im "Reservoir".


Vertrittst du auch die Meinung so viele SMD Arbeiten wie möglich mit dem Lötkolben zu machen und nur wenig mit Heißluft, da diese umliegende Bereiche bzw. das Bauteil selber durch die Luftverteilung unnötig stresst?
Nein, diese Meinung vertrete ich nicht.
SMDs löte ich fast immer mit Heißluft. Selbst in schwierigen Fällen und bei mehrfachem Aus/-Einlöten sterben mir keine Bauteile.
Zugegeben wundert mich das selbst, zumal sich das irgendwie mit dem beißt, was ich damals noch in der Ausbildung gelernt habe.

Aber ich muss sagen: Trotz nunmehr 40 Jahren Löterfahrung (habe im Alter von sieben Jahren angefangen); die wirklich höheren Weihen des Lötens habe ich nicht in der Ausbildung erlernt, auch nicht bei Philips, wo ich einst Service-Techniker in einem Team aus Technikern und Ingenieuren war; sondern die wirklich höheren Weihen habe ich tatsächlich aus YouTube!

Ich kann den Gedanken nachvollziehen, dass ein Lötkolben insgesamt weniger Wärmeenergie zum Kristall führt, was auf den ersten Blick schonender sein sollte. Andererseits ist dort die Hitzezufuhr punktuell und relativ schroff, verglichen mit der soften, gleichmäßigen Erwärmung beim Einsatz von Heißluft.

Wichtig ist aber das Thema "Unterwärme". Also auch dann, wenn man oben mit dem Lötkolben lötet, sollte man die Platine von unten her vorheizen. Erst wenn alles über eine Minute lang auf 120 bis 160 Grad durchgewärmt ist, kommt oben entweder der Lötkolben zum Einsatz, oder halt Heißluft.
Bei diesem Verfahren wirkt auch der Lötkolben nicht mehr ganz so schroff und muss nicht punktuell ganz massiv heizen, um gegen die massive Wärmeabfuhr duch Masseflächen anzustinken.

Wenn man super empfindliche Bauteile in der Nähe hat und mit Heißluft lötet, verwendet man Kapton-Band, um diese vor der Heißluft zu schützen. FPC-Verbinder sind da so ein Kandidat.

Wenn ich einen solchen, extrem hitzeempfindlichen Verbinder austauschen muss, dann sorge ich sicherheitshalber dafür, dass das vorhandene Löt mit niedrigerer Temperatur schmilzt, als es das normalerweise täte, indem ich etwas Bismut-haltige Lötpaste hinzufüge, wie im Thread Lötpaste und SMD-Schablone beschrieben.

Es sei angemerkt (ohne dass ich jetzt Romane dazu schreibe), dass man Bismut-haltiges Lot eigentlich nicht mit anderem Lot mischen sollte.
Also wenn man für die NASA eine Raumstation zusammenlötet, dann ist das sicher ein Thema. Aber wenn man ein eher kurzlebiges (grusel!) Produkt, wie einen Notebook repariert, dann muss man sich da nicht in die Hose machen, wegen minimaler Kontaminierung. Man saugt halt alles alte Lot mit Entlötlitze weg (Pumpe reicht nicht und geht nicht), fügt nochmals frisches Lot hinzu, saugt es wieder weg - dann sind da kaum noch Restatome von andersartigem Lot vorhanden.
Lötsauglitze hinterlässt ja oftmals nahezu reines Kupfer, das kaum noch silbrig glänzt, wegen der nur noch ganz wenigen Fremdatome vom Lot.

Um den neuen FPC-Verbinder einzulöten, würde ich dann frisches CR-11 verwenden. Der Rest der Platine ist dann also mit dem heute üblichen, bleifreien Lot gelötet, der einzelne Verbinder dagegen mit Bismut-haltiger CR-11. Da ist also keine Kontaminierung gegeben.

In einem der Videos ist der Einsatz einer ganz feinen Heißluftspitze gezeigt, die quasi einzelne SMD-Pins erhitzt.
Bei meiner Heißluftstation habe ich festgestellt, dass die feinen Spitzen gar nicht so gut geeignet sind.
Viel besser ist es, wenn ich die dickste Spitze einsetze, die ich habe!

Mehr noch: Inzwischen ist mein bevorzugtes Heißluftgerät eine rotzbillige, ungeregelte Heißluftpistole aus dem Baumarkt! Ganz ohne Düsen-Aufsatz.
Ein Kollege, der ebenfalls seit Jahren Notebooks repariert, schwört ebenfalls auf ein ganz ähnliches Gerät, mit einer mächtig weiten Düse.
Klar, dass dabei benachbarte Lötstellen mit flüssig werden. Aber das stört eigentlich nicht. Jedenfalls ist die Wärmeverteilung gleichmäßiger und sanfter, als wenn man punktuell Hitze zuführt.

Das Wichtigste ist ein Sack voll Erfahrung. Die Grundlagen soll man kennen und wissen, was man da tut. Das mit den Wärmeprofilen beim Löten sollte man verstanden haben und so weiter. Aber am Ende zählt insbesondere die eigene Erfahrung, mit dem eigenen Equipment, für optimale Ergebnisse.

Drückt man mir einen "fremden" Lötkolben in die Hand, dann kann es sein, dass ich damit zuerst keine so guten Ergebnisse erziele, weil er sich einfach anders verhält. Es ist ein Unterschied, ob man eine Lötspitze mit Außenheizung, oder Innenheizung verwendet (Innenheizung ist vorzuziehen!). Und es ist ein Unterschied, ob ein Kolben viel, oder eher wenig Wärme in sich selbst speichert, je nachdem, aus wie viel Material die Lötspitze besteht.
Eine filigrane Lötspitze speichert kaum Wärme. Da wird eine gute und schnelle Temperaturregelung wichtiger, als bei einer massiven Spitze. Aber selbst die schnellste Regelung kann nicht so schnell regeln, wie das thermische Speichervermögen einer massiveren Spitze abgeflossene Wärme nachführt, aus sich selbst heraus.

Bei guter Zuführung von Unterwärme fallen diese Unterschiede aber deutlich spürbar weniger ins Gewicht.
Wie gesagt: Ein Sack voll eigener Erfahrung, mit dem eigenen Equipment, ist entscheidend! Da findet man dann seinen optimalen Weg.
Bei anderem Equipment muss man sich erst wieder umgewöhnen. Wie wenn man ein anderes Auto fährt, als das eigene.
Macht Technik dir das Leben schwör, ruf' schnell den EDV-Dompteur! ;-)

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Mittwoch, 22. Februar 2017, 02:35

Tipps zum Löten mit der Heißluftpistole

Die meisten der folgenden Tipps gab ich häppchenweise verstreut zwar schon an anderen Stellen im Forum, doch jetzt bündele ich die gesamten "Heiße Luft" -Infos mal in diesem Thread, wo sie ja auch hingehören.

Vorwort:
Trotzdem ich auch eine richtige Heißluftstation für SMD-Bauteile besitze, arbeite ich, sobald es um größere Bauteile geht, als um SMD-Kondensatoren und Widerstände, viel lieber mit einer rotzbilligen, ungeregelten Heißluftpistole aus dem Baumarkt!
So ein ultrasimples Teil, mit nur zwei Heizstufen, wie es zum Entfernen von Lack verwendet wird.
Meine hat 1500W in der hohen Heizstufe (nur die ist angegeben). Die kleine Heizstufe wird intern durch eine simple Einweg-Gleichrichtung bewirkt.

Zum Löten taugt bei so einem Gerät definitiv nur die kleine Heizstufe. Wirklich immer nur die kleine Stufe nehmen!!! Da passt alles perfekt!
Das Verhältnis von Luftmenge und Luftstromintensität zu Temperatur ist (bei meinem Gerät) einfach ideal, könnte nicht besser sein!
Und weil die Netzspannung in Deutschland ohnehin ausreichend stabil ist und der Heizdraht ein PTC, braucht man auch keine Temperaturregelung. Man kann die Wärmezufuhr dann einfach über den Abstand regulieren.

Vorbereitung:
Haltet alles bereit, was Ihr eventuell benötigen könntet. Es ist super ärgerlich, wenn man alles bis zur Lotverflüssigung heiß hat und dann ein Missgeschick passiert, das den Einsatz von Entlötlitze erfordert ... die gerade dann nicht auffindbar ist!

Legt die Platine auf eine hitzefeste, möglichst auch hitzereflektierende Unterlage.
Silikonmatten tun einen recht guten Job. Da müsst Ihr allerdings etwas aufpassen, bezüglich Elektrostatik ...
Ich verwende solche Matten seit Jahren selbst (geht also), aber ich habe es auch echt im Urin, wie man Elektrostatik vermeidet.

Knopfzelle raus!!!
Mir ist beim Löten mal so ein Ding mit lautem Knall explodiert und nah am Kopf vorbei an die Decke geknallt!
Das hätte aber echt ins Auge gehen können!
Weiter unten empfehle ich sowieso, eine Brille zu tragen. Das Erlebnis mit der Knopfzelle ist ein weiterer, guter Grund dafür!
Den Batteriehalter hat sie übrigens gefetzt, so dass ich den austauschen musste.
Mit Elkos (die immerhin etwas weniger energiereich fetzen würden, so dass eine Brille das hoffentlich abhält) ist mir derlei zwar noch nie passiert, aber man weiß ja nie ... :-(

Haltet folgendes Material bereit:
  1. Die Heißluftpistole (ey, das war jetzt logisch, oder?)
  2. Eine eingeschaltete Lötstation (falls Nacharbeit erforderlich ist) plus Lötschwämmchen etc.
  3. Eine gute Entlötpumpe (ein Modell mit breiter Saugdüse ist übrigens zu bevorzugen)
  4. Eine Blechdose, um die Entlötpumpe zu entleeren
  5. Feines Lötzinn (nur zur Sicherheit, meistens braucht Ihr das gar nicht)
  6. Flux (wer nicht weiß was das ist, der bemühe die Suchfunktion des Forums, von der Portalseite aus)
  7. Entlötlitze (diese sicherheitshalber zuvor mit Flux benetzen)
  8. Einen Silikon-Topflappen als Handballenauflage
  9. Eine sehr stark vergrößernde Lupe, z. B. eine Uhrmacherlupe
  10. Eine Brille, um die Augen vor Hitzestrahlung und "Explosionen" zu schützen. Gerne eine schwache Lesebrille.
  11. Eine antimagnetische, hitzefeste Pinzette (das Feature "antistatisch" halte ich hingegen für Werbe-Schwachsinn)
  12. Flux-Entferner, und/oder Isopropanol, Papier-Küchentücher, Reinigungsbenzin, kleine Bürste
  13. Ein hitzefestes Schälchen (oder eine Untertasse), zur Ablage entlöteter Bauteile
  14. Ein zweites Schälchen, in das Ihr das/die neue Bauteil(e) bereit legt, und zwar "mundfertig" korrekt ausgerichtet!
  15. Eine Nadel im Halter, Skalpell etc., für filigrane Feinarbeiten.
  16. Kapton-Klebeband, um benachbarte, hitzeempfindliche Bauteile zu schützen (sucht mal bei eBay danach).
  17. Eine gute Lichtquelle! Tipp: Stirnlampe!
Ich habe hier zudem einen Feuerlöscher stehen, für alle Fälle. Ich will Euch ja nicht verrückt machen, aber behaltet immer im Kopf, was alles passieren könnte. Z. B. wenn die Heißluftpistole, zusammen mit dem Chemiekram, auf den Flokati fällt, oder so ...
Man glaubt es ja nicht, was alles passieren kann (wird!), wenn man eine Sache nur oft genug wiederholt!

- Allein das Erlebnis mit der explodierenden Knopfzelle ... wäre mir das (heiße!!!) Metallding wuchtvoll ins Auge gecrasht, dann wäre ich kreischend herum gerannt, hätte "augenblicklich" alles fallen gelassen und den Tisch umgerempelt, ohne etwas sehen zu können. Und sicherlich ohne einer herunterfallenden Heißluftpistole in diesem Moment die angemessene Aufmerksamkeit zu widmen.
Dann hilft der Feuerlöscher vielleicht auch nicht mehr, aber zumindest in weniger spektakulären Fällen, oder wenn eine zweite Person anwesend ist.
Wenn Ihr keinen Feuerlöscher habt, dann ist ein Eimer Wasser genau dann gut, wenn Ihr auch in akuter Panik daran denkt, vor dessen Entleerung zum Sicherungskasten zu rennen. Gegen manche brennende Chemie hilft Wasser aber bekanntlich nicht wie erwartet.
Lasst Euch was einfallen!

Liste abgehakt? Gut:
Bevor Ihr los legt, schaut Euch noch genau an, wie das neue Bauteil ausgerichtet werden muss und legt es griffbereit ab (in einer kleinen Lache Flux), so dass Ihr es im entscheidenden Moment, wenn es ganz flott gehen muss, quasi blind mit der Pinzette packen und platzieren könnt, ohne erst lange nach der Pin-1-Markierung suchen zu müssen!
Übt die dazu notwendige Bewegung einmal im "Trockenlauf", bevor ihr die Heißluftpistole überhaupt einschaltet. Es passiert sonst sehr leicht, dass man sich doch um 90 Grad vertut, bei den kleinen, quadratischen Chips.


Vorwärmen:
Weil Ihr wohl sicherlich kein Vorwärmgerät für Unterwärme besitzt:
Wärmt den Lötbereich mit langsam kreisenden Bewegungen der Heißluftpistole gute 90 Sekunden vor. Davon 30 Sekunden aus etwas größerem Abstand und satte 60 Sekunden aus 10cm Abstand.
Nehmt Euch unbedingt diese Zeit, das gründliche Durchwärmen von Platine und Bauteilen ist wirklich sehr wichtig!
Erst nach frühestens 90 Sekunden mit der Düse noch tiefer gehen, auf 5cm, oder notfalls noch tiefer (alles so "Auge mal Pi").

Arbeitet ohne Aufsetzdüse. "Volle Breitkante" Luftstrom sozusagen. :-)
Dabei kommt der Luftstrom so schön dezent, dass keine kleinen Bauteile wegfliegen.
Dass dabei ein viel größerer Platinenbereich erhitzt wird, als scheinbar erforderlich, ist sogar vorteilhaft, denn das vermeidet ungleichmäßige, mechanische Spannungen durch thermische Ausdehnung.

Stupst das zu entlötende Bauteil immer mal kurz mit der Pinzette an, nachdem Ihr auf 5 cm runter seid, um es sofort entfernen zu können, sobald das Lot flüssig ist. Mit der maximalen Temperatur (also bei minimalem Abstand) solltet Ihr nur wenige Sekunden drauf gehen. Das alte Bauteil muss also rasch runter, sobald es geht (statt ausgiebig in flüssigem Lot zu baden, bis es "gar" ist).


Schützt Euch vor der Gluthitze!
Die reflektierte, brüllende Hitze stört beim präzisen Platzieren des neuen Bauteils, wie Ihr merken werdet.
Ja, das glaubt Ihr jetzt nicht, aber erinnert Euch an meine Worte!

Haltet darum einen Silikon-Topflappen bereit, den Ihr unmittelbar vor dem Platzeren des neuen Bauteils direkt neben (oder auf) die Platine legt, um dort den Handballen aufsetzen zu können. So zittert die Hand weniger, die die Pinzette hält.

Und tragt eine Brille (schwache Lesebrille, oder so). Das hält eine Menge der irrsinnigen Hitze von den empfindlichen Augen weg.
Außerdem schützt sie (einigermaßen) vor womöglich explodierenden Teilen.


Licht!
Viel Licht ist wichtig. Eine gute Kopflampe tut da einen prima Job. Denn man kann, wenn alles richtig heiß ist, mit dem Gesicht leider nicht so dicht ran, wie man es gerne wollte (und wie es beim Löten mit dem Kolben problemlos ginge), dazu ist das Hitzeinferno einfach gar zu unerträglich.
Wenn der Kopf aber weiter weg ist, dann braucht man viel Licht, um noch alles klar erkennen zu können.
Eine Stirnlampe bringt das Licht dorthin, wo es benötigt wird.


Flux:
Arbeitet unbedingt mit Flux! Wer nicht weiß, was das ist, der bemühe die Suchfunktion des Forums, von der Hauptseite aus und füttere auch YouTube mit dem Begriff.
Selbst verbrutzelte Stellen werden wieder verblüffend schnuckelig, wenn man mit Flux, Entlötlitze und Lötkolben nacharbeitet.
Das geht richtig super, wenn durch vorherigen Einsatz der Heißluftpistole alles so richtig gut vorgewärmt wurde.

Ich rate sehr, mal ein altes Mainboard vom PC-Doktor um die Ecke zu besorgen, um das Entlöten und Einlöten von Bauteilen mit der Heißluftpistole zu üben, bevor Ihr Euch an ein reales Objekt heran wagt.
Beackert mal einen vielpoligen Chip ohne Flux und einen weiteren mit Flux. Dann seht Ihr, wozu das Zeug gut ist!


Der Bauteiltausch:
Anders als beim Bestücken einer neuen Platine, wo die Zugabe von Lot (Lötpaste) erforderlich ist, kommt man beim bloßen Austausch von SMD-Bauteilen fast immer ohne Lötzinn aus. Auf den Pads verbleibt genug Restlot, so dass Ihr das neue Bauteil einfach nur "aufbacken" müsst. Lediglich die Zugabe von Flux ist erforderlich, um bereits oxidiertes Lot wieder zu reaktivieren.

Entnehmt das entlötete Bauteil mit der Pinzette und legt es immer weeeiit weg, nach links, in eine Schale/Untertasse.
Das neu einzulötende Bauteil entnehmt von einer zweiten, sich stets rechts (und nah) befindenden Schale.
- So könnt Ihr nie die Bauteile verwechseln.
Der letzte Absatz mag vielleicht dumm klingen, aber mir ist es im Halbschlaf sogar schon passiert, einen völlig falschen IC einzulöten, weil ich ihn von der falschen Stelle nahm! Darum vorher alles im Geiste durchgehen und mundfertig platzieren, in immer gleicher Weise, um solche Fehler auszuschließen.
Also: Altes kommt immer nach links (und weit weg!), Neues kommt immer von rechts (und ganz nah)!


Luft!!!
Habt bei der Arbeit die Fenster offen und lasst wenn möglich 'nen Ventillator laufen. Der soll Euch zwar nicht direkt anpusten, aber Euch die ganzen Dämpfe vom Leib halten.
Bei umfangreichen Lötaktionen, mit viel Flux, Flux-Entferner, Isopropanol ... kann es sonst sein, dass Euch das Zeug in die Nase steigt. Niesanfälle sind dann eine noch eher harmlose Wirkung (wenn auch bei der Arbeit betont störend).
Mir hat es schon mal aus der gereizten Nase auf die heiße Platine getropft ... :-( - ja, ich bin empfindlich!


Übung macht den Meister!
Wenn Ihr meine Tipps eisern befolgt, sollte eigentlich auf Anhieb alles gut klappen.
Ich jedoch, habe viel Erfahrung sammeln und viele Platinen verbraten müssen, bevor ich mit der Baumarkt-Heißluftpistole perfekt umgehen konnte. Ich musste es mir damals allerdings auch alles selbst ertüfteln.

Versucht wirklich niemals (auch nicht ganz kurz), mit der großen Heizstufe nachzuhelfen; es ist der Tod der Platine, bzw. der Bauteile!
Wenn ein Bauteil mal partout nicht runter will, dann halt mit der Düse noch dichter runter gehen. Aber nehmt Euch unbedingt die satten 90 Sekunden Vorwärmzeit, bevor Ihr tief runter geht!
Es dürfen auch 100, oder 110 Sekunden sein, aber nicht weniger als 90, bevor Ihr mit der Düse tief runter geht. Die Platine muss ihre Zeit kriegen, sich richtig satt voll durchzuwärmen.
Wenn Ihr diesen Tipp nicht einhaltet, dann werden die Bauteile sterben, denn dann müsst Ihr lange mit großer Hitze von oben drauf, obwohl die Platine noch nicht heiß genug ist. Dabei kriegt das Bauteil zu viel Hitze ab und stirbt, bevor überhaupt das Lot flüssig ist.

Zum Trainieren sind alte Notebook-Mainboards ideal. Wer es schafft, alle FPC-Verbinder (Flachbandkabel-Anschlüsse) unverkokelt herunter und wieder drauf zu bekommen, der ist bereit, für die echten Lötaufgaben.
Denn praktisch alle anderen Bauteile sind viel robuster und unkritischer. Die FPCs verkokeln aber schon bei ganz geringer Überhitzung. Wenn Ihr diese Biester also unbeschadet herunter bekommt, dann überleben Euer Gewerkel auch alle anderen Bauteile (und die Platine selbst).
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Sonntag, 2. April 2017, 17:49

Tipps zum Arbeiten mit der Lötstation

Es ist erst ein paar Jahre her, dass man für eine brauchbare Lötstation mindestens 250,- EUR investieren musste.
Heute bekommt man für etwa 15,- EUR eine "ZD-99" - man kann sich vorstellen, wie skeptisch ich war, als ich so ein Ding geschenkt bekam ...
Ein sattes Jahr lag das Teil ungenutzt herum, bis meine gute, alte Ersa-Lötstation einen so heftigen Sturz erlitt, dass die Platine der Regelelektronik satt durch brach.
Widerwillig kramte ich also die ungeliebte ZD-99 hervor ...



Nun, ich war von dem Teil angenehm überrascht! Sogar so angenehm, dass ich mir später eine zweite kaufte.
Man kann damit durchaus vernünftig arbeiten, aber es gibt auch Kritikpunkte.

Grundlegend gibt es zwei Ausführungen der ZD-99:
a) Mit 48W Lötkolben
b) Mit 58W Lötkolben

Man muss also darauf achten, welche der beiden Ausführungen man erwirbt.
48W sind etwas mager, wenn man an dicken Masseflächen löten muss.
58W bieten auch an Masseflächen genügend Power, dafür sind die Lötspitzen dicker, was bei der Arbeit an zarten SMDs unvorteilhaft ist.

Die Lötspitzen dieser beiden Kolben sind leider nicht untereinander austauschbar, da unterschiedlich dick.
Es handelt sich (leider) in beiden Fällen um von außen beheizten Lötspitzen, die in das Heizrohr des Kolbens eingeschoben und per Rändelmutter fixiert werden.
Eigentlich gelten Lötspitzen, die von innen her beheizt werden, als vorteilhafter; hier ist es aber leider umgekehrt.

Eine doofe Eigenschaft der beiden Kolben (insbesondere des 48W-Kolbens) ist der, dass die Lötspitzen nicht stramm im Schaft sitzen. Sie sitzen zwar ruckelfrei, wenn man die Rändelmutter gut anzieht, aber der thermische Übergang zwischen Heizrohr und Schaft erfolgt größtenteils "soft", per Luft.
Eindeutig besser, im Sinne einer zügigen Wärmenachfuhr, wäre ein vollflächiger, thermischer Kontakt von Metall zu Metall.
Es überrascht, dass man trotz dieser konstruktiven Macke wenig nachteiliges bemerkt, beim Löten. Die Spitzen sind offenbar genügend massereich, dass sie genug Wärme speichern, um nicht beim Kontakt mit der Lötstelle spürbar abzukühlen.
Die Spitze des 58W-Kolbens sitzt immerhin ein Stück enger im Heizrohr, aber von vollflächigem Metall auf Metall kann ebenfalls keine Rede sein. Dessen noch dickere Spitzen speichern aber scheinbar erst recht so viel thermische Energie, dass man hier noch weniger von dem verbesserungsbedürftigen, thermischen Übergang spürt.

Bei beiden Kolben neigt die Rändelmutter, die die Lötspitze fixiert, leider dazu, sich mit der Zeit zu lockern, so dass man oft zur Zange greifen muss, um sie nachzuziehen. Gar zu fest darf man sie aber auch nicht anziehen, denn sonst verdreht sich das innere Rohr des Heizelements im Schaft, was sehr wahrscheinlich Schäden bewirken kann, wenn man es übertreibt.


Temperatureinstellung:
Die Skala für die Temperatureinstellung ist bei der ZD-99 natürlich ein Witz!
Jede Lot-Legierung hat ihre eigene, optimale Löttemperatur. So benötigt bleifreies Lot fast immer eine höhere Temperatur, als bleihaltiges.
Wie soll man mit so einer Skala die Temperatur anständig einstellen?

Aber Achtung! Teurere Lötstationen mögen zwar mit einer digitalen Temperaturanzeige daher kommen, doch vertraut der niemals!
Temperaturmessung ist sowieso Voodoo und digitale Anzeigen lügen oft weit fataler, als man es auch nur ahnt! Glaubt es mir!

Aus obigen Gründen empfehle ich - bei jeder Lötstation - ein paar eigene Testreihen durchzuführen, um ein für alle Mal Klarheit über die jeweils einzustellende Temperatur zu erlangen.
Wenn man das tut, dann kann man mit einer billigen Station, wie der ZD-99, genauso arbeiten, wie mit einer viel teureren Station.
Eine zu niedrige Temperatur wird man natürlich sowieso unmittelbar bemerken; anders sieht es jedoch bei einer zu hohen Temperatur aus. Da geht die Arbeit zwar schön flott von der Hand, aber das Flussmittel verbrutzelt stärker (und lässt sich dann schwer entfernen) und natürlich stresst man die Bauteile unnötig.

Manchmal wird man vielleicht auch Kunststoff mit dem Lötkolben schmelzen wollen. Dazu sollte man eine Lötspitze verwenden, mit der man sonst nicht lötet. Und man sollte hier besonders aufpassen, bezüglich der Temperatur.

Empfehlung: Skala austauschen!
Für die folgende Testreihe empfiehlt es sich, einer Lötstation ohne vernünftiger Skala eine solche zu verpassen. Diverse Skalen kann man für wenig Geld kaufen.
Wir benötigen übrigens keine Skala mit einer Temperaturangabe (das wäre gar nicht machbar), sondern es reicht völlig, wenn dort z. B. Ziffern von 1-10 aufgedruckt sind.
Wir erstellen dann Tabellen, wo wir zu jedem Arbeits-Szenario (ganz unabhängig davon, wieviel Grad Celsius es konkret sind, das müssen wir gar nicht wissen!) den zugehörigen Skalenwert eintragen.

Wenn im Folgenden von "Skalenpunkten" die Rede ist, dann bezieht sich das auf keine konkrete Skala, sondern nur rein auf das Prinzip! Ihr müsst in Eurer Tabelle natürlich Eure eigenen Skalenwerte eintragen!
- Ich kann nicht wissen, was Ihr für eine Skala habt und wie sich Eure Lötstation verhält.

Wir beginnen mit einer ganz tiefen Temperatur und geben dem Kolben nach jeder kleinen Temperaturerhöhung jeweils satte drei Minuten Zeit, um sich wirklich voll auf die neue Temperatur aufzuheizen.
Nehmt Euch wirklich die nötige Zeit, sonst könnt Ihr Euch die ganze Testreihe auch schenken!
Stück für Stück erhöhen wir die Temperatur und testen dann, was jeweils passiert.

Zunächst erfassen wir unsere Testkonditinen:
Dort vermerken wir, mit welchem Lot und welcher Lötspitze getestet wurde, etc.
Eine dickere Lötspitze führt in kürzerer Zeit mehr Energie zur Lötstelle, darum müssen wir die Testreihe für jede Lötspitze durchführen.

Lötstationen - Testkonditionen:
(Für jede veränderte Testkondition eine neue Testreihe durchführen!)

Parameter
Wert
PlatineAltes Notebook-Mainboard
UnterwärmeNein
Verwendetes FluxBaku BK-50
Verwendetes LotStannol Sn60Pb39Cu1 (bleihaltig)
LötspitzeAbgeflacht, 3mm


Eingestellter Arbeitspunkt an der Lötstation:

Skalenpunkt
Resultat
1Lot schmilzt gerade eben an der Lötspitze, aber noch nicht an der Platine.
2Zinn schmilzt so gerade eben auch auf einer Platine
3Hier beginnt der sinnvolle Arbeitsbereich, für zarte Signallleitungen, ohne Masseflächen. Für Hartpapierplatinen gut geeignet.
4Optimaler Arbeitspunkt für Drag-Soldering an SOIC-8 MOSFETs und Masseflächen, ohne Verbrutzelung des Flussmittels.
5Ausreichend Hitze für den Einsatz von 1,5mm Entlötlitze an Masseflächen.
6Ab hier beginnt bei langer Heizdauer die Platine zu verkokeln.

(Unterhalb von Punkt 1 taugt die Temperatur nicht zum Löten, aber für Arbeiten an Kunststoff. Macht für Kunststoff eine eigene Testreihe!)

Für jede geänderte Testkondition, also wenn Ihr das Lot wechselt, oder die Lötspitze, oder wenn Ihr z. b. eine einseitige Pertinax-Platine verwendet, führt eine eigene Testreihe durch und legt eine neue Tabelle an!
Pertinax ist eine ganz andere Hausnummer, als ein Notebook-Mainboard! Diese billigen und stinkenden Platinen verbrutzeln sehr leicht, da passiert es bei zu hoher Temperatur sehr schnell, dass sich einzelne Lötpunkte vom Basismaterial ablösen.


Heißluft-Stationen:
Analog zu obiger Testreihe kann und sollte man auch bei Heißluftstationen vorgehen.
Dort haben wir in aller Regel eine Digitalanzeige, aber wir vertrauen der nicht, sondern wir erfassen selbst, was bei einer bestimmten Temperatur passiert.

Heißluftstation - Testkonditionen:

Parameter
Wert
PlatineAltes Notebook-Mainboard.
UnterwärmeNein
Verwendetes FluxBaku BK-50
Verwendetes LotStannol Sn60Pb39Cu1 (bleihaltig)
Luftstrom6,5


Eingestellte Temperatur an der Heißluftstation, gemäß Einbau-Anzeige:
(Aaachtung, jede Digitalanzeige lügt auf individuelle Weise, Ihr müsst Eure eigenen Temperaturwerte eintragen!!! - Die Tabelle ist nur ein Beispiel!)

Temperatur
Resultat
220 GradLötzinn schmilzt gerade eben an einem Hartpapier-Lötpunkt, ohne gut zu benetzen.
250 GradHier beginnt die Tauglichkeit für Hartpapier und sogar für Mainboards,
aber nur bei sehr kleinen Bauteilen, komplett ohne Masseflächen.
300 GradErst hier beginnt der unterste, sinnvolle Arbeitsbereich auf Mainboards. Zugleich der höchste zulässige Bereich für Hartpapier!
320 GradFür Hartpapier schon klar zu viel, aber sehr gut für MOSFETs auf Mainboards, auch solche mit Thermalpad. Deren Auslötung dauert rund 130 Sekunden, ohne Unterwärme. FPC-Verbinder können bereits verbrutzeln, kommen aber dennoch nicht raus, obwohl das Zinn schmilzt, denn die Luftmenge ist einfach zu klein.
Für FPCs ist eine Heißluftpistole besser geeignet, wegen der höheren, großflächigeren Luftmenge.


Im Anschluss wissen wir, in welchem Bereich wir uns jeweils bewegen können.
Bei der Heißluftstation werdet Ihr mehr Tests machen müssen, als beim Lötkolben, denn hier kommt neben der Temperatur noch der Luftstrom als weiterer Parameter hinzu.

Der Luftstrom sollte beim Einsatz von Lötpaste so eingestellt werden, dass auch kleine Bauteile auf noch ungeschmolzener Lötpaste gerade eben noch nicht weg fliegen. Bei zu schwach eingestelltem Luftstrom würde man aber eine unnötig hohe Temperatur benötigen, was erstens Bauteile und Platine stresst und zweitens das Flussmittel zu Keks backt ...
Wenn Ihr nicht mit Lötpaste arbeitet, dann kann und sollte der Luftstrom soweit erhöht werden, dass auf flüssigem Lot schwimmende Bauteile gerade eben noch nicht weggeblasen werden.


Abschließende Worte:
Man kann natürlich auch mit völlig unpassenden Parametern irgendwie "Ergebnisse" erzielen. Aber nur wenn Ihr Euer Werkzeug einmal so gründlich getestet und jeweils optimal eingestellt habt, könnt Ihr wirklich einwandfreie Resultate erzielen.

Unpassende Lötparameter können Spätausfälle verursachen:
a) Durch unnötig hohe, mechanische Spannungen in der Platine
b) Durch übermäßige Alterung der Bauteile
c) Durch Dendriten (kristalline Metallnadeln), deren Wachstum durch verbliebene Flussmittelreste begünstigt wird. Und verbrutzeltes Flussmittel lässt sich weit schwerer entfernen, als solches, das bei passender Temperatur verarbeitet wurde.

Der Einsatz von Unterwärme ist natürlich das Mittel der Wahl, um die Platine so wenig wie möglich zu stressen. Dabei wird die Platine von unten her großflächig soweit vorgewärmt, dass das Lot noch nicht schmilzt, von oben her somit nur noch die nötige Differenztemperatur zugeführt werden muss.
Beim Einsatz von Heißluft hat Unterwärme zudem den Vorteil, dass das Lot weniger stark oxidiert, weil man nicht so "endlos" lange mit dem Heißluftstrom draufhalten muss, der ja leider auch in hohem Maße das Flussmittel weg pustet ...

Wenn Ihr als Privatbastler keine Vorrichtung für die Zufuhr von Unterwärme besitzt und wenn Ihr auch nicht viel improvisieren wollt, dann empfiehlt es sich, die Platine auf eine Silikonmatte zu legen und von oben her mit einer Heißluftpistole zu arbeiten, statt mit der SMD-Heißluftstation.
Dabei wird die Platine so großflächig erwärmt, dass bei genügend langer Vorwärmzeit die Platine ebenfalls schön gleichmäßig durchwärmt wird, ohne dass schroffe, mechanische Spannungen durch thermischen Verzug entstehen.
Elkos in unmittelbarer Nähe der eigentlichen Lötstelle, sowie empfindliche FPC-Verbinder, sollten aber mit Kapton geschützt werden, um sie vor dem Erreichen der ganz hohen Temperatur zu bewahren, die zum Schmelzen des Lots erforderlich ist.

Und ich wiederhole meine Warnung: entfernt unbedingt die BIOS-Batterie, wenn Ihr mit Heißluft am Mainboard herumlötet, andernfalls kann sie explodieren und Euch ins Auge crashen!
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Montag, 3. April 2017, 00:28

Ein paar Worte zur ZD-99 und ein Tipp zur Erhöhung der Leistung

Man muss sich darüber im Klaren sein, dass man bei einem Gerät zu 15,- EUR keine Wunder erwarten kann.
- Man kann damit arbeiten, aber mit einer halbwegs professionellen Lötstation kann sich das Teil natürlich nicht messen.

Ich habe das 58W-Modell mal aufgeschraubt:



Wie man sieht, ist die Station absurd groß, angesichts des Bisschen Innenlebens.
Andererseits betrachte ich das minimalistische Innenleben als Vorteil, wenn man Gepäck sparen will. Für einen mobilen Servicetechniker ist eine Lötstation im Werkzeugkoffer schon ein reichlich platzraubendes Teil. Meine gute Ersa war darüber hinaus auch noch schwer ...

Das winzige Platinchen der ZD-99 lässt sich leicht in ein wesentlich kleineres Gehäuse transplantieren und somit viel Gepäckvolumen einsparen, sofern man für die Ablage-Spirale des Kolbens eine andere Lösung hat.

Aber werfen wir doch mal einen Blick auf die Platine, die auf wundersame Weise ohne einem schweren Netztrafo auskommt:



Hmm, also mit Verlaub - was ich hier sehe, ist in meinen Augen ein simpler Dimmer!
Von einer Temperarurregelung kann also gar keine Rede sein!
Man kann die Temperatur zwar per Poti grob einstellen, aber die Station wird nicht aktiv regeln.

Normalerweise müsste ich das jetzt ganz dick anprangern, aber wenn man weiß, was man hat, dann kann man sogar das noch halbwegs positiv sehen ...
Es ist so: Die eingestellte Leerlauf-Temperatur wird hier ganz sicher niemals überschritten.
Wohingegen eine Station mit Regelelektronik ja aktiv die Heizung hoch dreht, wenn sie Abkühlung bemerkt.
Weil die Temperatur an der Lötspitze aber nicht mit der identisch ist, die ein womöglich irgendwo im Schaft verbautes Heizelement messen würde, kann es passieren, dass eine mies konstruierte Station mit aktiver Regelung größere Temperaturschwankungen an der Spitze aktiv bewirkt, wobei die Werte insbesondere über das eigentlich an der Spitze erwartete Maß hinaus gehen können.
Ein professionelle Station sollte so ein Verhalten natürlich nicht zeigen, aber ich will darauf hingewiesen haben, dass das Vorhandensein einer echten Regelung auch kontraproduktiv sein kann, gegenüber einem simplen Stellglied, sofern das Gerät dusselg konstruiert ist.

Die ZD-99 hat schlicht und ergreifend keine Regelung, folglich kann die Temperatur an der Spitze höchstens kälter werden, als der eingestellte Leerlaufwert, aber ganz sicher niemals höher.

Sehr deutlich macht sich der Effekt übrigens bei Heißluftgeräten bemerkbar. Ich bevorzuge da ganz eindeutig meine ungeregelte Heißluftpistole, gegenüber meiner "besseren", mit aktiver Regelung (Dimmer-basiert), die sehr deutliche Temperaturschwankungen erzeugt. Die verhält sich tatsächlich viel unberechenbarer, als das ungeregelte Gerät.
- Das klingt vielleicht paradox, ja vielleicht sogar "empörend", aber manchmal kann simple Technik tatsächlich Vorteile haben, gegenüber vermeintlich "besserer", aber halbherzig konstruierter.

Wenn eine Lötspitze möglichst "massereich" ist, also viel thermische Energie speichert, so dass sich die Abkühlung bei Kontakt mit der Lötstelle in Grenzen hält, dann kann man damit leben.
Wichtig ist das sowieso fast nur bei Halbleitern, wohingegen es beim Löten von Kabeln relativ wurscht ist. Da dreht man einfach weiter auf, wenn es nicht reicht. Eine geregelte Station würde das von sich aus tun, aber das war es dann auch.
Man darf halt nur nicht vergessen, anschließend wieder herunter zu drehen, wenn man wieder an ICs lötet ...


Eine Lötstation muss natürlich einen geerdeten Lötkolben haben, erst recht wenn dieser mit Netzspannung beheizt wird, so wie es hier ja der Fall ist.
Nun ja, der Kolben der ZD-99 ist geerdet, aber wenn man mal am Erdleiter zupft ...



... dann offenbart sich eine hundsmiserable Crimp-Technik, die nicht hält!
Wie schön, wenn man einen zweiten Lötkolben besitzt, mit dem man die Drähte anständig zusammenlöten kann!


Abschließender Tipp für "mehr Power":
Ich erwähnte es bereits: Der Kolben des 48W-Modells ist etwas müde, wenn man beispielsweise an fetten Masseflächen mit Entlötlitze bei muss, oder wenn man dicke Kabel zusammenbraten will.
Doch ich will euch einen simplen Trick verraten, wie Ihr im Bedarfsfall noch etwas mehr Leistung herauskitzeln könnt.

Und zwar wäre es schön, wenn die 48W auch tastächlich vorne an der Lötspitze ankommen würden, statt dass die "Außenheizung" des Schaftes großartig die Umgebungsluft erhitzt.
Wenn Ihr mal wirklich alles an Leistung herausholen wollt, dann umwickelt den Schaft vorne mit 4cm breitem Kapton-Klebeband, so dass die Rändelmutter noch frei bleibt:




Und hier habe ich noch ein weiteres Stück Kapton von 2cm Breite um die Rändelmutter gewunden und das Ende umgefalzt, so dass ein "Zipfel" entsteht, damit man das Zeug leicht wieder ab bekommt, wenn die Spitze getauscht werden muss.
Die Rändelmutter löst sich ja sonst gerne von selbst, das wird damit ganz nebenbei vermieden.



Das Kapton ist ein ziemlich guter, thermischer Isolator und widersteht der hohen Temperatur.
Nur wenn man den Regler voll hoch dreht, färbt sich das Kapton ganz leicht braun, nimmt sonst aber keinen Schaden.
So isoliert, kommt etwas mehr von der Leistung des Kolbens vorne an der Spitze an.
Ich habe es getestet und die Wirkung für durchaus spürbar, wenn auch nicht umwerfend befunden.

Wahrscheinlich wäre es noch besser, bewusst ein paar Knitter einzuarbeiten und eine weitere, glatte Lage darüber zu wickeln, um somit ein paar Luftpolsterchen zu schaffen, was die Isolationswirkung noch weiter erhöhen sollte.

In der Wekstatt sollte man natürlich gut ausgerüstet sein und solche Tricks nicht nötig haben, aber wenn man bei einem mobilen Service-Einsatz mal an die Grenzen des mitgeschleppten Materials gerät und irgendwie improvisieren muss, dann kann so ein "Hack" durchaus noch "was reißen".
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7

Montag, 3. April 2017, 04:46

Harry Potter und der Lötkolben des Bauteiltodes

Falls Ihr anhand meiner letzten Ausführungen auf die Idee gekommen seid, mal nach einem NOCH billigeren Lötgerät, mit womöglich NOCH mehr Leistung und vielleicht noch kompakteren Abmessungen Ausschau zu halten: Nun ja, es gibt da gewisse Billigkäufe, die sich jedoch ab der ersten Benutzung als ausgesprochen teure Investition erweisen dürften, weil sie unterscheidungslos pauschal alles killen, was die Bezeichnung "MOS", oder "Schottky" im Namen trägt.

Hier haben wir so einen würdigen Kandidaten, für den Titel "Bauteilvollstrecker des Jahres":



Der wird vermutlich einen ebenso simplen Dimmer integriert haben, wie die ZD-99, nehme ich stark an.
- Und daran hatte ich die Kritik doch wortreich relativiert, oder?
Und er kommt sogar mit 60W Leistung daher (wow!), zu schlappen 8,55 EUR (boah ey!)!

Aaaaber ... er hat nur einen Eurostecker, ist also ungeerdet!
- Allein das ist schlimm!
Und er wird (natürlich) mit 230V beheizt.
- Was die Sache bei fehlender Erdung fatal macht!
Und er ist gedimmt.
- Was die Fatalität bei fehlender Erdung zum GAU macht!

Ohne das Ding je getestet zu haben: Lasst unbedingt die Finger von solchem Müll!
Da wird sich ganz sicher kapazitiv eine Spannung auf das Heizelement und die Lötspitze übertragen, die Euch GARANTIERT jeden MOSFET zerditscht, den Ihr damit auf ein Notebook-Mainboard löten wollt!

Die von mir prophezeite Spannung wird natürlich hochohmig sein, man wird daran also keinen "gewischt bekommen" (solange der Kolben nicht schadhaft ist), aber ein leichtes Kribbeln wird sehr wahrscheinlich spürbar sein, wenn man die Metallteile berührt.
Es würde mich überhaupt nicht wundern, wenn es sogar ausreicht, ein Phasenprüfer-Lämpchen zum Glimmen zu bringen. Das wären dann mindestens 90V ...


Es ist schlimm genug, wenn ich in einem Thread mit dem verheißungsvollen Namen "Löttechnik vom Feinsten" überhaupt solche Sachen wie die ZD-99 vorstelle.
Aber ich gebe hier Tipps an Privatleute, bzw. Elektronik-Amateure, wie diese zu günstigst möglichem Preis ERFOLGREICH ihr Notebook selbst reparieren können.
Noch billiger geht es wirklich nicht, da gibt es nur noch totalen Schrott, wie aus dem obigen Bild!
Mit der ZD-99 hingegen, kann man sich gefahrlos an ein Mainboard heran trauen und damit tadellose Ergebnisse erzielen, wenn man alle nötigen Tipps beachtet. Sie ist geerdet, hat genug Leistung und austauschbare, brauchbare Dauerlötspitzen. Der Griff liegt sogar gut in der Hand und der Schaft ist nicht unnötig lang (was andernfalls das Zittern der Hand "verstärken" würde).
Die Komfort-Funktionen professioneller Geräte, wie speicherbare Temperatur-Profile und eine Standby-Funktion etc., sucht man da natürlich vergebens, aber man kann damit wirklich einwandfrei arbeiten.

Vermissen tue ich da nur eine feinere Hohlkehle (1,5 bis 2mm), für das Drag-Soldering an IC-Beinchen (wer mit dem Begriff "Drag-Soldering" nichts anfangen kann, der hat die Videos nicht gesehen, deren Playliste im Startposting verlinkt ist).
Man kann sich in Ermangelung einer solchen Lötspitze aber auch mit der "Reverse-Entlötlitze-Methode" hinreichend behelfen.

Schlagt Euch bitte aus dem Kopf, dass es noch billiger gehen könnte und lasst unbedingt die Hände von ungeerdeten Lötkolben, wie dem im Bild oben gezeigten!
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