Löttechnik nach der Tek-Methode

 (hackaday.com)
1 Punkte von GN⁺ 2025-01-11 | 1 Kommentare | Auf WhatsApp teilen
  • Tektronix produzierte Ende der 1970er bis Anfang der 1980er Jahre ausführliche Schulungsvideos, damit Mitarbeitende das Löten nach der Tek-Methode erlernen konnten
  • Das erste Video von 1977 vermittelt Fließbandmitarbeitenden die praktische Arbeit, Through-Hole-Bauteile auf Leiterplatten zuverlässig zu löten
  • Zwar kommen auch Theorie wie Lötchemie, eutektische Legierungen und silberhaltiges Lot vor, im Kern geht es aber um gute Arbeitsgewohnheiten im Umgang mit dem Lötkolben
  • Das zweite Video richtet sich an Reparatur- und Nacharbeits-Techniker und behandelt Verfahren für die Wiederherstellung in der Praxis, etwa Entlöten, das Vermeiden von PCB-Schäden und die Reparatur abgelöster Leiterbahnen
  • Es wirkt wie altes VHS-Material, enthält aber weiterhin brauchbare Tipps, etwa die Spitze mit einem feuchten Schwamm zu reinigen, um Oxide und verbranntes Flussmittel zu entfernen

Wie Tektronix das Löten vermittelte

  • Löten wirkt wie eine Fertigkeit, die man einfach mit der Hand lernt, doch gute Verbindungen entstehen durch gute Gewohnheiten und viel Übung
  • Für Unternehmen, bei denen die Qualität von Lötverbindungen wichtig ist, besteht Bedarf, Mitarbeitende systematisch im Löten zu schulen
  • Tektronix produzierte Ende der 1970er und Anfang der 1980er Jahre ausführliche Schulungsvideos, die das Löten nach der Tek-Methode vermittelten

Das Video von 1977 für die Fertigungslinie

  • Das erste Video wurde 1977 produziert und richtet sich an Mitarbeitende an der Fertigungslinie
  • Das zentrale Thema ist die praktische Herstellung robuster Lötverbindungen auf Leiterplatten
    • Es geht hauptsächlich um Through-Hole-Bauteile
    • Auch etwas Theorie zur Lötchemie ist enthalten
    • Behandelt werden die Unterschiede zwischen eutektischen Legierungen und anderen Zinn-Blei-Mischungen
    • Kurz wird auch erläutert, wie silberhaltiges Lot korrekt verwendet wird
  • Ein großer Teil des Videos ist dem Einsatz des Lötkolbens gewidmet, dem wichtigsten Werkzeug beim Löten
  • Wenn man die Spitze mit einem feuchten Schwamm reinigt, hilft der plötzliche Temperaturwechsel dabei, Oxide und verbranntes Flussmittel zu lösen

Das Video für Reparatur- und Nacharbeits-Techniker

  • Das zweite Video richtet sich direkter an Tek-Reparatur- und Nacharbeits-Techniker
  • Nachdem es einen großen Teil des ersten Videos wiederholt, geht es zu reparaturspezifischen Themen über
    • Es behandelt wirksame Methoden zum Entlöten
    • Von der Methode „Heat and Shake“ zum Entfernen von Lot wird abgeraten
    • Das Tragen einer Schutzbrille wird empfohlen
  • Es zeigt ausführlich, wie Schäden bei der PCB-Reparatur vermieden werden und wie abgelöste Leiterbahnen instand gesetzt werden

Reparaturqualität und Erscheinungsbild

  • Wichtig ist nicht nur, dass das Reparaturergebnis korrekt funktioniert, sondern auch, dass es ordentlich aussieht
  • Besonders bodge wire sollte auf der Rückseite der Platine verlegt werden, damit es möglichst unauffällig bleibt
  • Tek-Platinen jener Zeit wirkten fast wie Kunstwerke, daher war es wichtig, ihr Erscheinungsbild auch bei der Reparatur nicht zu beeinträchtigen

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1 Kommentare

 
GN⁺ 2025-01-11
Meinungen auf Hacker News

  • Echtes Löten im Tektronix-Stil sieht so aus: https://www.youtube.com/watch?v=RpB5JqGo1co
    Die keramischen Anschlussleisten von Tektronix hatten Silber in die Keramikoberfläche eingebrannt, und dafür wurde Lot mit 3 % Silber verwendet. Das Innere von Tektronix-Oszilloskopen aus dieser Zeit ist wirklich wunderschön.
    Tektronix war das erste Unternehmen, das Oszilloskope baute, deren Bildschirm kalibriert war und mit denen man Spannungen ziemlich genau messen konnte. Frühere Oszilloskope zeigten im Grunde nur die grobe Form einer Wellenform. Deshalb musste Tektronix selbst Bauteile und Verfahren entwickeln, damit elektronische Schaltungen in tragbaren Geräten auch über weite Temperatur- und Feuchtigkeitsbereiche hinweg konsistent funktionierten.

  • Ich wäre an Tipps zum bleifreien Löten interessiert. In Online-Foren liest man fast immer nur: „Nimm einfach bleihaltiges Lot“, aber kaum etwas dazu, wie man bleifreies Löten wirklich gut hinbekommt.
    Da mein Sohn oft in der Nähe ist, scheint es mir vorsichtig, bleifrei zu bleiben, auch wenn man Blei im Allgemeinen sicher handhaben kann.

    • Nimm einen Metcal-Lötkolben mit fester Induktion. Ich habe bei eBay MX-500-Netzteile für 100 Dollar gesehen, und die Hobby-Variante PS-900 wird bei Amazon neu für unter 300 Dollar verkauft.
      Der PS-900 ist ebenfalls leistungsfähig genug, aber ob er wie ein MX-500 30 Jahre hält, weiß ich nicht. Thermaltronics wurde von einigen Metcal-Ingenieuren gegründet, nachdem die Metcal-Patente ausgelaufen waren; die Spitzen bekommt man dort günstiger, aber die neueren Netzteile habe ich mir nicht angesehen.
      Anders als andere Lötkolben, etwa von Weller, verwenden sie keine PID-Regelung. Sie nutzen den Curie-Effekt der Spitzenlegierung und speisen 2,6-MHz-HF in den Griff ein, sodass die Spitze ohne Verzögerung weiter aufgeheizt wird, selbst wenn sie eine große Kupferfläche berührt. Der Nachteil ist, dass man zum Ändern der Temperatur die teure Spitze wechseln muss; der Vorteil ist, dass man deutlich mehr Wärme übertragen kann.
      Wenn man keinen Lötofen verwendet, ist das die beste Option. Es ist teuer, aber die Arbeitsqualität ist eine völlig andere. Ich benutze immer noch einen fast 25 Jahre alten Metcal ohne Probleme; er ist mit Spitzen von Metcal und Thermaltronics kompatibel, heizt besser als jeder andere Lötkolben, den ich bisher verwendet habe, und lässt sich bei einem Defekt leicht reparieren.
    • Auf Hobby-Niveau ist bleihaltiges Lot bei geeigneter Rauchabsaugung kein großes Gesundheitsrisiko. Metallisches Blei wird über die Haut kaum aufgenommen, und das Hauptrisiko wären Bleidämpfe, die bei normalen Löttemperaturen sehr gering sind.
      Trotzdem ist bleifreies Zinn-Silber-Kupfer-Lot (SAC) recht gut handhabbar. Man braucht einen heißeren Lötkolben, etwa 300 °C, und beim Löten von PCBs muss man die Platine für gute Ergebnisse eventuell auf 80 bis 100 °C vorwärmen. Da die Oberfläche heißer sein muss, kann es etwas länger dauern, bis das Lot fließt und benetzt.
      Wenn man zusätzliches Flussmittel oder flussmittelfreies Lot verwendet, sollte man die Kompatibilität im Datenblatt prüfen. Die meisten Flussmittel sind in Ordnung, aber ich habe auch einige gesehen, bei denen stand, dass sie für bestimmte bleifreie Zusammensetzungen nicht verwendet werden sollen.
      Der Hauptnachteil von bleifreiem SAC-Lot ist, dass wegen der höheren Temperatur manche Bauteile, insbesondere Kondensatoren und integrierte Schaltungen, überhitzen können. Die Heizzeit sollte so kurz wie möglich gehalten werden.
      Ich persönlich bin wieder zu bleihaltigem Lot zurückgekehrt und kontrolliere die Exposition mit Belüftung und HEPA-Filter.
    • Es hängt vom Bauteil ab. Man muss genug Wärme einbringen, damit sowohl Pad als auch Bauteil ausreichend heiß werden, aber nicht so viel, dass empfindliche Bauteile verbrennen. Der verbreitete Trick, Lot an den Kolben zu halten und damit die Lötstelle zu benetzen, kann zu einer kalten Lötstelle führen; das sollte man besser nicht machen.
      Erhöhe die Temperatur des Lötkolbens und setze ihn zuerst auf das Pad. Das Pad ist die deutlich größere Wärmesenke. Lege die Lötspitze an das Bauteilbeinchen, warte etwa eine Sekunde und führe dann von der gegenüberliegenden Seite des Beinchen Lötzinn zu, sodass das Bauteilbeinchen das Lot schmilzt und die Verbindung füllt.
      Wenn du dir wegen einer Lötstelle Sorgen machst, verwende Flussmittel. Flüssigkeit überträgt Wärme besser. Zwischen Pad und Bauteilbeinchen sollte ein glattes Fillet zu sehen sein, und das Lot sollte den Padumfang zu 100 % benetzen und natürlich in das Bauteilbeinchen übergehen. Die Lötstelle darf nicht körnig, schmutzig oder schlecht in der Oberflächenqualität aussehen.
    • Ich würde mich nicht als Experten bezeichnen, aber als ich aus demselben Grund, nämlich wegen eines kleinen Kindes in der Nähe, auf bleifreies Lot umgestiegen bin, war die einzige hilfreiche Änderung, bei deutlich höherer Temperatur zu löten.
      Bleifrei funktioniert immer noch nicht so gut wie bleihaltig. Blei hat eindeutig seinen Nutzen. Trotzdem fühle ich mich in der Garagenumgebung damit deutlich wohler.
      Als ich allerdings ein Projekt hatte, bei dem etwa 500 manuelle Lötverbindungen nötig waren, bin ich nach ein paar Tagen Frust mit kurzem schlechten Gewissen wieder zu bleihaltigem Lot zurückgekehrt.
    • Heutzutage ist es wirklich in Ordnung. Mit modernen Zusammensetzungen wie SAC305 und einer temperaturgeregelten Station gibt es praktisch kaum noch Unterschiede, und man muss nicht an bleihaltigem Lot festhalten.
      Ich sehe zwei Wurzeln für die Abneigung. Erstens gibt es viele Oldtimer, die es nicht mochten, dass der Staat sich in ihr Hobby einmischt, und die deshalb andere absichtlich davon überzeugen, bleihaltiges Lot zu verwenden.
      Zweitens waren die ersten Jahre der Umstellung schmerzhaft. Man musste die Ausrüstung aufrüsten, die frühen Legierungen waren nicht besonders gut, und es gab Probleme mit Zinnwhiskern. Zinnwhisker sind kein ausschließliches Problem bleifreien Lötens, scheinen aber häufiger aufgetreten zu sein. Diese Zeiten sind jedoch vorbei, und die Industrie ist längst umgestiegen.

  • Ich habe bei der USAF einen Kurs zu Hochzuverlässigkeitslöten besucht. Die Details, die für eine perfekte Lötverbindung nötig waren, waren enorm, und viele äußerlich ordentlich wirkende Verbindungen wurden wegen freiliegenden Kupfers, konvexer Oberflächen und ähnlicher Gründe zurückgewiesen.
    Dazu gibt es eine technische Anweisung der USAF, herausgegeben von der Navy und mit dem Marine Corps geteilt: https://www.robins.af.mil/Portals/59/documents/technicalorde...
    Entscheidend war, die Verbindung vor und nach dem Löten zu reinigen. Wir verwendeten Isopropylalkohol in einer Spenderflasche zum Herunterdrücken und eine Säurebürste, deren Borsten auf etwa 1/4 Zoll gekürzt waren.
    Auch das Militär verwendet inzwischen bleifreies Lot, macht sich aber Sorgen wegen Zinnwhiskern.

  • An der Uni habe ich ein paar Monate als Praktikant als „Elektroniker“ gearbeitet. Ich erledigte Änderungsaufträge von 3 bis 10 Seiten, mit denen PCBs von einer Version auf die nächste aktualisiert wurden.
    Ich arbeitete unter dem Mikroskop und musste gelegentlich Magnetdraht von einem Ende der Platine zum anderen führen oder durch Vias auf die andere Seite bringen. Das war extrem feine Arbeit, und einer meiner Kollegen war ein echter Künstler darin. So gut war ich nie, aber manchmal vermisse ich solche Arbeit.

  • Ich habe Elektronik-Löten mit der riesigen Weller-Lötpistole meines Vaters gelernt. Als ich 40 Jahre später zu Besuch war, musste ich eine winzige Verbindung an einer elektronischen Kerze reparieren; mit dieser riesigen, brummenden Pistole samt Glühbirne, die den Arbeitsbereich beleuchtete, fühlte ich mich wie ein Häuptling aus der Steinzeit.
    Trotzdem waren mit diesem Monster von Werkzeug immer noch feine Arbeiten möglich.
    Dieses Video war das längste Video, das ich seit Langem auf YouTube bis zum Ende angesehen habe, und es war erfrischend, dass es keine störende Werbung gab.

  • Erst gestern habe ich bei Amazon ein Set reiner Kupferspitzen gekauft.
    Es heißt zwar, sie hielten nicht lange, aber ich hatte wirklich große Schwierigkeiten, normale Spitzen zu verzinnen und dazu zu bringen, Wärme effizient zu übertragen. Keine Kombination aus Spitzenverzinner, Flussmittel und Reiniger hat das vollständig gelöst.

    • Wenn man beim Ausschalten eine dünne Schicht Lot auf der Spitze lässt, hilft das, Oxidation der Spitze zu verhindern. Das ist besonders nützlich, wenn man nicht häufig lötet.
    • Wahrscheinlicher ist, dass die Leistung deines Lötkolbens für deinen Anwendungsfall zu gering ist. Ehrlich gesagt könnten Kupferspitzen das Problem sogar verschlimmern. Bei der Wärmeübertragung gibt es, bei gleicher Temperatur, drei Achsen: die Wärmemasse der Spitze, die Wärmeleitfähigkeit der Spitze und die Leistung, die in die Spitze übertragen wird.
      Wenn der Kolben schon normale Spitzen nicht richtig unterstützt, kann er vermutlich nicht genug Leistung in die Spitze bringen, um den Wärmeverlust auszugleichen. Kupfer macht diesen Vorgang nur schneller. Du könntest eine dickere Spitze ausprobieren, oder mit viel flüssigem Lot auf der Spitze einen ähnlichen Effekt erzielen, oder einen Lötkolben mit höherer Leistung verwenden.
      Ich habe 15 Jahre lang mit allen möglichen Lötkolben gelötet, aber Kupferspitzen habe ich nie gebraucht. Stattdessen brauchte ich oft besseres Gerät als Standard-Hakko oder -Weller. Zum Beispiel sind 400 °C bei Hakko und 400 °C bei Metcal keineswegs dasselbe.
    • Es sieht eher danach aus, dass dein Lötkolben zu heiß läuft oder du falsches Lot verwendest. Normalerweise ist das kein großes Problem.
    • Wahrscheinlich verwendest du einen eher schlechten Lötkolben, der Wärme nicht konstant übertragen kann. Es lohnt sich, bei eBay nach einem gebrauchten Metcal PS900 oder MX500 zu suchen. Meine beiden Geräte funktionieren einfach, obwohl ich keinerlei Wartung oder Verzinnen durchgeführt habe. SMD, Durchkontaktierungen, Rework – alles kein Problem.
      Tatsächlich sagen alle, die sich so etwas gekauft haben: „Ach, so sollte Löten also eigentlich sein.“
      Es könnte auch am schlechten Lot liegen. Nimm besser brauchbare Produkte von Felder oder Multicore. Bleihaltiges Lot ist leicht zu verarbeiten und harmlos, solange man sich die Hände wäscht und nicht an der PCB leckt. Ich benutze meist bleihaltiges Lot von Felder mit Silberanteil; eine Rolle kostet etwa 70 Dollar.
      Wenn du Hakko verwendest, solltest du Originalspitzen kaufen. Andernfalls ist es besser, auf einen anderen Lötkolben umzusteigen. Billige Hakko-Modelle sind miserabel.

  • Obwohl es sich um eine so alte Videosammlung handelt, war sie sehr informationsreich.

    • Von Vakuum-Entlöten hatte ich zum ersten Mal gehört. Verglichen mit dem Herumärgern mit Entlötlitze ist es sehr simpel, wirkt aber wie Magie. So ein federbelastetes Plunger-Werkzeug muss ich mir unbedingt kaufen.

  • Ich habe mit dieser umfassenden Videoreihe von PACE gelernt und dazu viel geübt: https://www.youtube.com/watch?v=vIT4ra6Mo0s

  • Ich möchte gern mit Elektronikschaltungen herumspielen, aber ich hasse Löten. Ich mag den beißenden Geruch und den Rauch nicht, und ich mag es auch nicht, wenn kleine Metallstückchen überall herumfliegen.
    Elektronik gibt es seit 100 Jahren – ich verstehe nicht, warum es keine Alternative zum Löten für Verbindungen gibt.

    • Verwende eine Abzugshaube oder einen Absauger und lerne richtig zu löten. Es klingt so, als wäre die Temperatur deines Lötkolbens zu hoch oder als würdest du versuchen, das Lot auf dem Kolben zu schmelzen und dann zur Lötstelle zu bringen.
      Profis verwenden enorm viel Flussmittel. Es löst Oxidationsprobleme praktisch vollständig und hilft auch sehr dabei, die Wärme dorthin zu verteilen, wo man sie haben will. Die Hälfte der Temperaturprobleme lässt sich lösen, indem man die Platine vorwärmt oder mit einem Heißluft-Rework-Tool lokal erhitzt.
    • Löten erzeugt eine Metall-zu-Metall-Verbindung, während Flussmittel Oxide entfernt. Deshalb ist der Widerstand sehr niedrig, die Verbindung mechanisch stark und leicht zu automatisieren. Als Bonus lässt sie sich auch sehr einfach wieder lösen.
      Andere Techniken wie Klebstoffe oder Crimpen haben zwar ihre Einsatzgebiete, sind aber weniger zuverlässig, haben höheren Widerstand oder sind schwer zu automatisieren.
      Das kann sich in Zukunft ändern, aber die Nachfrage ist nicht groß. Klebstoffe haben eine geringe Leitfähigkeit und lassen sich schwer entfernen; mechanische Steckverbinder sind sperrig und nicht annähernd so robust.
    • Man kann Wire-Wrapping machen, wie es NASA offenbar immer noch verwendet. Irgendwo gibt es bestimmt ein hochwertiges Tutorial dazu. Oder wenn du Dead-Bug-Schaltungen baust, kannst du auch Crimpkontakte verwenden. Wenn es hübsch aussehen soll, nimm welche mit oder ohne Isolierung.
      Abgesehen vom Breadboard landet man aber dabei, sich eine saubere Lötumgebung einzurichten. Das ist an sich ziemlich einfach. Wenn du wirklich besorgt bist, bau dir eine Glovebox; ich trage eine Atemschutzmaske und öffne das Fenster.
    • Technisch gesehen gibt es leitfähige Klebstoffe, aber sie passen nicht für jeden Einsatzzweck.

  • Ich habe es noch nie „Sodder“ ausgesprochen. Immer „Sold-er“.

    • Sodder ist in den USA eine gängige Aussprache, und der Großteil der restlichen Welt sagt „solder“.
    • Interessanterweise ist meine Erfahrung genau umgekehrt. „Sodder“, „soddering“ war der Standard. In jedem Labor und in jeder Firma haben alle Techniker es so gesagt.
      Dass ich von der US-Westküste komme, könnte damit zu tun haben. Wenn ich jemanden „sold-er“ hätte sagen hören, hätte ich vermutlich angenommen, dass die Person das Wort nur geschrieben gesehen und lautgetreu vorgelesen hat.