Löten mit Stencil


Wer mich näher kennt bzw. bereits länger meine Beträge verfolgt weiß, dass ich aus Spass am Löten und nicht zuletzt aus Kostengründen gerne meine verschiedenen Platinen, i.w. OpenDCC- sowie OpenCarSystem-Bausteine selbst bestücke bzw. löte. Mit ein wenig Ehrgeiz konnte ich meine Lötfähigkeiten soweit vorantreiben, dass mittlerweile auch kleinbeinige Prozessoren, Bauteile der Größe 0402 oder Widerstandsnetzwerke keine Hürde mehr darstellen. Ehrlicherweise schaffen das meine Augen aber nicht mehr ohne Lupenleuchte, zur Kontrolle sehr kleiner Lötstellen habe ich zusätzlich eine Spezialbrille mit 10-facher Vergrößerung. Wichtiger ist aber ein ruhiges Händchen. Löten nach der 5. Tasse Kaffee ist eine eher schlechte Überlegung ;-)

Nun aber stand eine Baugruppe an, die selbst eingefleischten Lötfetischisten Falten auf die Stirn zaubert. Zu Bestücken war nämlich bei dieser Baugruppe neben vielen harmlosen Bauteilen ein MPM3610. Einhelliger Kommentar meinerseits befragter 'Profi-Löter' war 'den willst Du nicht selber löten'.

So etwas weckt einerseits ohnehin meinen Ehrgeiz, mich weiter zu entwickeln. Und da ich an an früherer Stelle bereits etwas über das Löten mithilfe eines Stencils gelesen bzw. verschiedene Youtube-Filme dazu gesehen hatte, wollte ich das einmal versuchen. Ohnehin bot sich die Baugruppe perfekt dafür an, weil sie nur einseitig zu bestücken ist.

Im Vorfeld galt aber es zwei elementare Dinge zu klären. Zum einen, wie komme ich zu dem erforderlichen Stencil. Dies ist ein dünnes Blech oder eine dünne Folie, bei der die Stellen, wo später die Lötpads sitzen, ausgeätzt, ausgelasert oder ausgefräst werden. Fräsen kam trotz vorhandener CNC-Fräse nicht in Frage, weil die Pads zum Teil extrem klein sind. Ätzen (lassen) war mir schlicht zu teuer. Und lasern ergab sich, obwohl ein Freund aus der Nachbarschaft einen Laser-Cutter hat, irgendwie nicht. Letztlich habe ich den Stencil bei einem meiner Platinenlieferanten mit bestellen können. Das war einfach, da für die Platinen ohnehin die notwenigen Gerberdaten zu liefern waren und dieser Anbieter mit 16 USD für den Stencil auch ein preislich attraktives Angebot vorgehalten hat. 

Schwieriger wurde die Suche nach der Lötpaste. Dies ist ein Gemisch aus kristall-artigem Lötzinn und Flußmittel in Pastenform. Nach einigen Fehlkäufen hatte ich ein brauchbares Produkt (siehe Bild 2) finden können. Nun konnte es also losgehen.

Als erstes habe ich mir die notwendigen Bauteile zurecht gelegt und dabei, soweit erforderlich, gleich auf die Einbaulage entsprechend der Polarität geachtet. Das markierte Bauteil ist übrigens der MPM3610.

Stencil loeten 1

 

Dann wurde die Platine mitteils zweier rechtwinklig gefräster Kupferplatten (wichtig ist, dass diese ebenso so stark sind, wie die Platine selbst) fixiert und der Stencil passend zu den Lötpads ausgerichtet. Links seht Ihr die verwendete Lötpaste.

Stencil loeten 2

 

Mit einem sauberen !!! Spachtel wird anschließend die Lötpaste in die Löcher des Stencils verteilt. Hier werden die filigranen Lötpads des MPM3610 sehr deutlich.

Stencil loeten 3

 

Anschließend den Stencil vorsichtig abheben, damit die Lötpaste nicht an andere Stellen verschoben wird.

Stencil loeten 4

 

Der nächste Schritt braucht eine ruhige Hand --> das Platzieren der Bauteile. Hier arbeite ich mich von der Mitte her nachaußen vor, um bereits platzierte Bauteile nicht wieder zu verschieben (was allerdings trotzdem vorkommt). Werden die Bauteile etwas in die Lötpaste gedrückt, halten sie erstaunlich gut. Auch ist es kein Problem, wenn Bauteile nicht 100%ig ausgerichtet. Diese ziehen sich beim späteren Lötvorgang wie von Zauberhand in die richtige Position. Beachtet ma die zweite LED von unten am rechten Bildrand.

Nachdem alle Bauteile platziert waren

Stencil loeten 5

 

ging es an den eigentlichen Lötvorgang. Bei der Methode unterscheiden sich die Geister. Einige schwören auf eine Methode mit dem Heißluftfön. Ich hatte zuviel Angst, dass mir die Bauteile dabei durch die Gegend fliegen. Also habe ich mich für die Variante mit dem Bügeleisen entschieden. Gott sei Dank hatte die Hausherrin noch ein ausrangiertes, quasi Reservebügeleisen zur Hand, dass ich für meine Zwecke verwenden durfte. Dieses habe ich kopfüber vorsichtig in meinen Schraubstock eingespannt und so ausgerichtet, dass die Bügelfläche in beide Achsen möglichst waagerecht liegt.

In meinem Lötwahn habe ich vergessen, den eigentlichen Lötvorgang als Video aufzuzeichnen. Da ich aber noch etliche dieser Baugruppen benötige, hole ich das mal gelegentlich nach.

Der Lötvorgang selbst geht recht zügig, gefühlt so um und bei eine Minute. Man kann deutlich erkennen, wie die Paste von der Mitte her zum Platinenrand aufschmilzt und dabei die gewünschten Lötstellen ausbildet. Nachdem alle Stellen aufgeschmolzen waren, habe ich die Platine mit einem breiteren Spachtel von der Bügelfläche abgehoben und zum Auskühlen beiseite gelegt. Hier das Ergebnis

Stencil loeten 6

Beachtet mal, wie schön sich die angesprochene LED ausgerichtet hat. Der genaue Betrachter wird erkennen, dass sich am Prozessor sowie am Netzwerkwiderstand Lötbrücken gebildet hatten. Vermutlich war dort zu viel Paste hin gekommen. Diese habe ich mit dem Lötkolben dann entfernt und schon konnte die Baugruppe überprüft und anschließend (nach Bestücken weiterer THT-Teile) programmiert werden.

 

 

 

 

     

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