Sicheres und einfaches Entlöten von ICs von Leiterplatten

Geschätzte Lesezeit: 12 Minuten

Haben Sie jemals versucht, ein defektes elektronisches Gerät zu reparieren? Möglicherweise funktioniert Ihre alte Spielkonsole nicht mehr oder der Schlüsselanhänger Ihres Autos ist ausgefallen. Oftmals liegt das Problem lediglich an einem kleinen schwarzen Chip. Dieser Chip wird als integrierter Schaltkreis oder IC bezeichnet. Um das Gerät zu reparieren, müssen Sie den defekten IC entfernen und einen neuen einsetzen.

Dieser Vorgang wird als Entlöten bezeichnet. Für viele Anfänger erscheint das Entlöten von ICs von Leiterplatten zunächst beängstigend. Sie befürchten, die grüne Platine zu beschädigen oder die Kupferpads abzureißen. Dies sind reale Risiken. Bei Anwendung der richtigen Methoden ist der Vorgang jedoch relativ sicher.

Sie müssen kein Ingenieur sein, um dies zu tun. Sie benötigen lediglich Geduld und ein paar einfache Werkzeuge. In dieser Anleitung vermitteln wir Ihnen alles, was Sie wissen müssen. Wir beginnen mit den Grundlagen. Anschließend zeigen wir Ihnen verschiedene Methoden, um unterschiedliche Späne zu entfernen. Wir verwenden einfache Worte und erklären Ihnen nicht nur, wie wir etwas tun, sondern auch warum.

Bitte halten Sie Ihre Werkzeuge bereit. Lassen Sie uns lernen, wie Sie Ihre Elektronikgeräte schützen können.

Die Herausforderung verstehen

Bevor wir beginnen, ist es wichtig, das Material zu verstehen, mit dem wir arbeiten. Lot ist eine schmelzbare Metalllegierung, die in der Regel aus Zinn und anderen Elementen besteht und dazu dient, eine dauerhafte, elektrisch leitende Verbindung zwischen den Anschlüssen von Bauteilen (z. B. IC-Beinen) und den Kupferpads auf der Leiterplatte (PCB) herzustellen.

Um den IC zu entfernen, müssen Sie das Lot an allen Anschlüssen schmelzen. Wenn ein Anschluss noch fest ist, lässt sich der Chip nicht bewegen. Wenn Sie daran ziehen, während er noch fest ist, reißen Sie das Kupferpad von der Platine ab. Sobald das Pad entfernt ist, ist die Platine nur noch sehr schwer zu reparieren.

Die beiden Hauptgegner

1. Oxidation: Altes Lot ist verschmutzt und grau. Es schmilzt nicht leicht. Es bildet eine Haut, die die Wärme blockiert.
2. Thermische Masse: Einige Teile der Platine sind dick. Sie nehmen Wärme sehr schnell auf. Dadurch kühlt das Lot schnell ab.

Wir werden Ihnen zeigen, wie Sie diese Herausforderungen bewältigen können.

Informieren Sie sich über Ihre Chips (DIP vs. SMD)

Bitte überprüfen Sie Ihre Platine. Welche Art von Chip entfernen Sie? Es gibt zwei Hauptfamilien.

Durchsteckmontage (DIP)

Dies sind die Chips älterer Bauart. Sie sehen aus wie Insekten mit langen Beinen. Die Beine werden durch Löcher in der Platine auf die andere Seite geführt. In der Regel werden sie von unten verlötet.

• Allgemeiner Name: DIP (Dual In-line Package).
• Schwierigkeitsgrad: Mittel. Das Loch muss vollständig gereinigt werden.

Oberflächenmontagetechnik (SMD)

Dies sind moderne Chips. Sie werden flach auf die Platine aufgesetzt. Die Beine werden nicht durch Löcher gesteckt, sondern auf Pads auf der Oberfläche gelötet.

• Allgemeine Bezeichnungen: SOIC, QFP, SOP.
• Schwierigkeitsgrad: Für Anfänger ist es schwieriger, da die Stifte klein sind. Mit Heißluft ist es jedoch einfacher.

Wir werden Methoden für beide Arten behandeln.

Das Toolkit für die Reparatur von Leiterplatten

Es ist nicht möglich, ein Haus nur mit einem Hammer zu bauen. Ebenso wenig kann man einen IC nur mit einem einfachen Lötkolben entlöten. Nachfolgend finden Sie eine Liste der erforderlichen Werkzeuge.

Unverzichtbare Werkzeuge

1. Lötkolben: Sie benötigen ein Bügeleisen mit Temperaturregelung. Es sollte mindestens 400 °C erreichen. Eine breite Spitze (Meißelspitze) ist besser geeignet als eine spitze Spitze. Eine breite Spitze speichert mehr Wärme.
2. Entlötpumpe: Dieses Werkzeug nutzt eine Feder und Unterdruck, um heißes Lot aufzusaugen. Es erzeugt ein “Klick”-Geräusch. Es eignet sich hervorragend für Durchsteckbauteile.
3. Entlötlitze (Entlötband): Dies ist ein Kupferseil. Es fungiert als Schwamm für flüssiges Metall und reinigt die Bremsbeläge sehr gründlich.
4. Flux: Dies ist das Wichtigste. Flussmittel ist ein chemischer Reiniger. Er entfernt die Oxidschicht vom Metall und sorgt dafür, dass das Lot wie Wasser fließt. Ohne Flussmittel ist das Entlöten eine Herausforderung.
5. Heißluft-Rework-Station: Dies ist eine Waffe, die sehr heiße Luft ausstößt. Sie ist das beste Werkzeug für SMD-Komponenten. Es erwärmt alle Beine gleichzeitig.

Spezialwerkzeuge (empfehlenswert)

1. Lötzinn mit niedrigem Schmelzpunkt (Legierung): Marken wie Chip Quik stellen dieses Produkt her. Es bleibt bei niedrigen Temperaturen lange flüssig. Es ist wie eine Lösung für große Chips.
2. Kapton-Klebeband: Dies ist ein gelbes Klebeband, das hoher Hitze standhält. Es wird auf Kunststoffteile in der Nähe des ICs angebracht, um ein Schmelzen zu verhindern.
3. Pinzette: Sie benötigen eine feine, gebogene Pinzette, um den heißen Chip anzuheben.

Sicherheit hat oberste Priorität

Lötzinn ist heiß (über 350 °C). Der Rauch ist gesundheitsschädlich.

• Luft: Öffnen Sie ein Fenster oder verwenden Sie einen Abluftventilator. Atmen Sie den weißen Rauch nicht direkt ein.
• Augen: Bitte tragen Sie eine Schutzbrille. In manchen Fällen kann der Lötabsauger heißes Lot verspritzen.
• Leitung: Alte Bretter enthalten Blei. Bitte waschen Sie sich die Hände, nachdem Sie sie berührt haben. Bitte essen Sie nicht während der Arbeit.

Vorbereitungsmaßnahmen

Bitte schalten Sie das Bügeleisen nicht einfach ein und beginnen Sie mit dem Bügeln. Eine Vorbereitung ist erforderlich.

Schritt 1: Reinigen Sie die Platine
Verwenden Sie 99% Isopropylalkohol (IPA) und eine alte Zahnbürste. Reinigen Sie die Pins des ICs. Staub und Fett beeinträchtigen die Lötstelle. Sauberes Lot lässt sich besser schmelzen.

Schritt 2: Frisches Lot hinzufügen
Das klingt unpassend, nicht wahr? Sie möchten Lötzinn entfernen, nicht hinzufügen. Aber altes Lötzinn ist hart. Wenn Sie neues Lötzinn hinzufügen, vermischt es sich mit dem alten. Diese neue Mischung schmilzt wesentlich schneller. Bevor Sie also entlöten, fügen Sie bitte ein wenig neues Lötzinn an jedem Pin hinzu.

Entfernen von Durchsteck-ICs (DIP)

Wir werden die beiden besten Methoden zum Entfernen von Durchsteckkomponenten betrachten.

Methode A: Die Lötkolben-Absaugmethode (Pumpenmethode)

Dies ist die gängige Methode. Sie ist kostengünstig und effektiv.

• Schritt 1: Bereiten Sie die Pumpe vor. Drücken Sie den Kolben nach unten, bis er einrastet. Halten Sie ihn in Ihrer linken Hand.
• Schritt 2: Erwärmen Sie die Verbindung. Halten Sie Ihr Bügeleisen in der rechten Hand. Setzen Sie die Spitze auf den IC-Pin. Stellen Sie sicher, dass es das Pad berührt. und der Stift.
• Schritt 3: Bitte warten Sie. Zählen Sie bis zwei. Es ist wichtig, dass die Hitze das Loch vollständig durchdringt. Sie werden beobachten, dass das Lot Blasen bildet oder glänzend wird.
• Schritt 4: Der Austausch. Dieser Schritt erfordert Schnelligkeit. Halten Sie das Bügeleisen auf dem Stift. Bewegen Sie die Kunststoffspitze des Saugnapfes direkt neben das Bügeleisen.
• Schritt 5: Saugen Sie. Entfernen Sie das Bügeleisen umgehend und sofort Bedecken Sie den Stift mit der Saugnapfspitze. Drücken Sie den Knopf. Klack! Das Vakuum zieht das Lot aus dem Loch heraus.
• Schritt 6: Bitte überprüfen Sie. Bitte überprüfen Sie das Loch. Können Sie Tageslicht hindurchsehen? Nehmen Sie einen Schraubendreher und drücken Sie vorsichtig auf den Stift. Ist er locker? Wenn ja, fahren Sie mit dem nächsten Stift fort. Wenn nein, fügen Sie mehr frisches Lot hinzu und versuchen Sie es erneut.

Methode B: Die Edelstahlnadel-Methode

Dies ist eine bewährte Methode. Sie ist sehr sicher. Sie benötigen eine hohle Edelstahlnadel. Lötzinn haftet nicht an Edelstahl.

Entfernen von oberflächenmontierten ICs (SMD)

SMD-Chips sind schwierig, da man nicht einfach einzeln auf die Anschlüsse zugreifen kann. In der Regel muss man den gesamten Chip erwärmen.

Methode A: Die Heißluftpistolenmethode (am besten für die meisten Chips geeignet)

Dies ist die professionelle Methode zum Entlöten von oberflächenmontierten ICs.

• Schritt 1: Abschirmung. Bringen Sie Kapton-Klebeband an den nahegelegenen Kunststoffverbindern an. Heiße Luft kann Kunststoff beschädigen.
• Schritt 2: Flussmittel. Tragen Sie eine ausreichende Menge Flussmittelgel auf alle Stifte auf.
• Schritt 3: Einstellungen. Stellen Sie die Lufttemperatur auf 350 °C bis 380 °C ein. Stellen Sie den Luftstrom auf mittlere Stufe (etwa 50%). Bei zu starkem Luftstrom besteht die Gefahr, dass kleine Widerstände von der Platine geblasen werden.
• Schritt 4: Vorheizen. Richten Sie den Strahl zunächst nicht direkt auf den Chip. Erwärmen Sie den Bereich um den Chip herum 10 Sekunden lang. Dadurch wird ein Thermoschock verhindert.
• Schritt 5: Erhitzen. Richten Sie nun die Düse auf den Chip. Halten Sie die Düse in einem Abstand von 2 cm. Bewegen Sie die Hand. Verharren Sie nicht an einer Stelle. Bewegen Sie sich in Kreisen um die Ränder des ICs. Es ist wichtig, dass alle Beine gleichzeitig die Schmelztemperatur erreichen.
• Schritt 6: Testen Sie das System. Verwenden Sie eine Pinzette, um den Chip vorsichtig anzustoßen. Bewegt er sich? Wenden Sie keine Gewalt an.
• Schritt 7: Anheben. Wenn sich der Chip leicht verschieben lässt, nehmen Sie ihn bitte mit einer Pinzette auf und heben Sie ihn gerade nach oben.

Methode B: Die “Flood and Drag”-Methode (mit Lötkolben)

Wenn keine Heißluft verfügbar ist, kann diese Methode für Chips mit Anschlüssen an zwei Seiten (wie SOP-8) verwendet werden.

• Schritt 1: Flut. Bitte bringen Sie eine großzügige Menge Lötzinn auf die Spitze Ihres Lötkolbens auf.
• Schritt 2: Überbrückung. Führen Sie das Lötkolben entlang einer Seite des Chips. Verbinden Sie alle Pins mit einer durchgehenden Linie geschmolzenen Lötzinns. Wiederholen Sie diesen Vorgang auf der anderen Seite.
• Schritt 3: Wippe. Bewegen Sie das Bügeleisen schnell zwischen Seite A und Seite B hin und her. Sie versuchen, beide Seiten heiß zu halten.
• Schritt 4: Drücken Sie. Wenn das Lot auf beiden Seiten flüssig ist, schieben Sie den Chip einfach mit der Seite Ihres Lötkolbens vom Pad.

Methode C: Die Chip-Quik-Methode (niedrigschmelzende Legierung)

Dies ist die sicherste Methode für hochwertige Leiterplatten oder sehr große Chips mit Pins an vier Seiten (QFP).

• Schritt 1: Flussmittel. Tragen Sie Flussmittel auf alle Stifte auf.
• Schritt 2: Legierung auftragen. Dieses spezielle Lot schmilzt bereits bei 60 °C. Bitte schmelzen Sie es auf alle Stifte und vermischen Sie es mit dem alten Lot.
• Schritt 3: Bitte warten Sie. Aufgrund des niedrigen Schmelzpunktes bleibt das Lot lange Zeit flüssig und härtet nicht sofort aus.
• Schritt 4: Entfernen. Nachdem alle Pins nass und flüssig sind, können Sie den Chip einfach mit der Lötspitze vom Board abwischen oder mit einer Pinzette anheben. Sie haben ausreichend Zeit.
• Schritt 5: Reinigen Sie das Gerät. Bitte entfernen Sie diese Legierung vollständig von den Bremsbelägen, bevor Sie einen neuen Chip anbringen.

Reinigung der Pads (Zielgerade)

Sie haben den Chip entfernt. Ausgezeichnete Arbeit. Allerdings sieht die Platine unordentlich aus. Die Pads sind uneben und verschmutzt. Sie können keinen neuen IC darauf montieren. Sie müssen die Pads reinigen.

Schritt 1: Neues Lot (erneut)
Sollte das alte Lot trocken und stachelig sein, fügen Sie bitte etwas frisches Lot zu den Pads hinzu, um sie zu befeuchten.

Schritt 2: Verwenden Sie Lötlitze
Hier zeigt sich die Stärke von Lötlitze.

• Bitte legen Sie das Ende des Kupfergeflechts auf die Pads.
• Bitte legen Sie Ihr Bügeleisen auf den Zopf.
• Die Wärme wird durch das Geflecht geleitet. Das Lot schmilzt und wird in die Kupferdrähte gesaugt.
• Bewegen Sie die Flechte langsam über die Pads. Sie wirkt wie ein Besen.

Wichtiger Hinweis: Wenn Sie fertig sind, heben Sie das Bügeleisen und die Flechte gleichzeitig an. Wenn Sie zuerst das Bügeleisen anheben, kühlt die Flechte sofort ab. Sie bleibt dann am Brett kleben. Wenn Sie sie dann abziehen, reißen Sie das Pad ab. Wenn sie klebt, erhitzen Sie sie einfach erneut.

Schritt 3: Alkoholwäsche
Die Platine ist nun mit Flussmittel verschmutzt. Verwenden Sie Isopropylalkohol und ein Wattestäbchen oder eine Bürste. Reinigen Sie die Platine gründlich, bis sie glänzend und sauber ist.

Fehlerbehebung bei häufigen Problemen

Selbst Experten haben gelegentlich schwierige Tage. Hier erfahren Sie, was schiefgehen kann und wie Sie Abhilfe schaffen können.

Problem 1: “Das Lot schmilzt nicht!”

Dies ist die häufigste Beschwerde.

• Grund A: Ihr Bügeleisen ist zu schwach. Sie benötigen mehr Leistung (Watt), nicht nur eine höhere Temperatur.
• Grund B: Die Spitze ist verschmutzt (oxidiert). Durch Schmutz kann keine Wärme übertragen werden. Reinigen Sie die Spitze mit einem Messingschwamm und verzinnen Sie sie.
• Grund C: Massefläche. Der Pin ist mit einer großen Fläche verbunden. Kupfer im Inneren der Platine. Dieses Kupfer leitet die Wärme ab. Lösung: Erwärmen Sie zunächst die gesamte Platine mit Heißluft und verwenden Sie anschließend das Lötkolben.

Problem 2: “Ich habe ein Pad abgerissen.”

Das ist bedauerlich. Dies geschieht, wenn der Chip entfernt wird, bevor das Lot vollständig flüssig ist.

• Lösung: Bitte reparieren Sie die Leiterbahn. Verfolgen Sie den Verlauf der Kupferleitung. Verwenden Sie einen dünnen Draht (Überbrückungsdraht), um den neuen IC-Anschluss mit diesem Punkt zu verbinden. Es ist zwar nicht ästhetisch, aber es ist funktionsfähig.

Problem 3: “Das Loch ist weiterhin verstopft.”

Sie haben den DIP-Chip entfernt, jedoch ist die Öffnung mit Lötzinn gefüllt. Sie können den neuen Chip nicht einsetzen.

• Lösung: Bitte fügen Sie mehr frisches Lot in das Loch ein. Versuchen Sie es erneut mit der Pumpe.
• Lösung: Bitte verwenden Sie eine Edelstahlnadel, um es während des Erhitzens zu durchstechen.
• Lösung: Verwenden Sie eine Bohrmaschine? Nein! Bohren Sie niemals ein Loch. Sie würden die Beschichtung im Inneren des Lochs beschädigen. Die beiden Seiten der Platine würden ihre Verbindung verlieren.

Erweiterte Tipps für Fachleute

Wenn Sie sich in der Reparatur von Leiterplatten weiterentwickeln möchten, beachten Sie bitte die folgenden Empfehlungen.

Tipp 1: Nutzen Sie die Schwerkraft zu Ihrem Vorteil.
Bei der Verwendung von Heißluft oder einem Heizgerät sollte das Board (wenn möglich) auf den Kopf gestellt werden. Wenn das Lot schmilzt, fällt der Chip dank der Schwerkraft von selbst ab. So wird verhindert, dass zu viel Kraft aufgewendet wird.

Tipp 2: Achten Sie auf das Lötzinn.
Das klingt beeindruckend, jedoch erzeugt geschmolzenes Flussmittel ein zischendes Geräusch. Wenn das Zischen aufhört, ist das Flussmittel verbraucht. Es ist erforderlich, mehr Flussmittel hinzuzufügen. Außerdem sieht geschmolzenes Lot wie ein Spiegel aus. Festes Lot sieht wie Nebel aus. Achten Sie auf den Glanz.

Tipp 3: Vorwärmer.
Bei der Arbeit mit Motherboards ist zu beachten, dass diese sehr dick sind. Ein kleines Lötkolben reicht nicht aus. Fachleute verwenden eine Vorheizplatte, die das gesamte Board von unten auf 100 °C erwärmt. Anschließend ist nur noch ein geringer Kraftaufwand mit dem oberen Werkzeug erforderlich. Dies ist wesentlich schonender für das Board.

Die richtige Temperatur auswählen

Die Leute fragen immer: “Welche Temperatur soll ich einstellen?”

Es gibt keine allgemeingültige Antwort. Dies hängt vom jeweiligen Lötzinn ab.

• Bleihaltiges Lot (alt): Schmilzt bei 183 °C. Stellen Sie das Bügeleisen auf 350 °C ein.
• Bleifreies Lot (neu/RoHS): Schmilzt bei 217 °C. Stellen Sie das Bügeleisen auf 380 °C oder 400 °C ein.

Sollten Sie sich nicht sicher sein, beginnen Sie mit 350 °C. Wenn das Schmelzen länger als 3 Sekunden dauert, erhöhen Sie die Temperatur auf 375 °C. Überschreiten Sie 450 °C nicht, es sei denn, Sie arbeiten sehr schnell, da sonst der Klebstoff, der die Pads hält, verbrennen könnte.

Fazit

Das Entlöten von ICs von Leiterplatten ist vergleichbar mit dem Erlernen des Fahrradfahrens. Anfangs wird es Ihnen möglicherweise schwerfallen. Es kann vorkommen, dass Sie stürzen. Möglicherweise beschädigen Sie ein oder zwei Übungsplatinen. Dies ist jedoch normal.

Beginnen Sie nicht mit Ihrem hochwertigen Macbook. Besuchen Sie ein Recyclingzentrum. Besorgen Sie sich einen alten, defekten Router oder ein Radio. Üben Sie, jeden einzelnen Chip von der Platine zu entfernen. Testen Sie die Pumpe. Testen Sie den Docht. Testen Sie die Heißluft. Lernen Sie, wie das Lot fließt.

Sobald Sie das Gefühl des Schmelzens von Metall verstehen, werden Sie Selbstvertrauen gewinnen. Sie werden erkennen, dass Elektronik keine geheimnisvollen schwarzen Kästen sind. Es handelt sich lediglich um Teile, die durch Metall miteinander verbunden sind. Und Sie haben die Möglichkeit, diese Teile zu verändern.

Bitte beachten Sie die folgenden Grundsätze:

1. Bitte erzwingen Sie es nicht.
2. Bitte verwenden Sie Flussmittel.
3. Bitte halten Sie es sauber.

Nun sind Sie bereit. Bitte beheben Sie das Problem.

FAQ

Blog-Empfehlung