Das Wunder des Lötens

Leute,

stellen Sie sich vor, wir schreiben das Jahr 1912, Sie sind Guglielmo Marconi und haben gerade die erste Radiofertigung im britischen Chelmsford eröffnet. Sie nutzen die Erfindung von Lee De Forest aus dem Jahr 1906, die Trioden-Vakuumröhre. Ihre Radios benötigen jedoch eine Möglichkeit, die verschiedenen elektronischen Komponenten miteinander zu verbinden. Hier kommt das Löten ins Spiel. Löten ist die kostengünstigste und zuverlässigste, manche würden sagen die einzige Möglichkeit, elektronische Komponenten miteinander zu verbinden. Das war schon seit der Geburt der Elektronik mit dem Radio so.

In diesem Zusammenhang ist es interessant, über einige der Auswirkungen nachzudenken, die das Radio auf die Zivilisation und die Gesellschaft hatte. Vor dem Radio war der größte Teil der Vereinigten Staaten nicht miteinander verbunden. Die Menschen in Kalifornien erfuhren erst sehr spät, was in New York passierte. Es gab auch keine landesweite Unterhaltung. Nach den ersten Übertragungen in den 1920er-Jahren war das Radio ab 1930 in den meisten amerikanischen Haushalten ein fester Bestandteil. Die Familien versammelten sich nach dem Abendessen um das Radio, um die Nachrichten, Komödien, Dramen, Musik usw. zu hören. Das goldene Zeitalter des Radios dauerte von den 1920er- bis in die 1950er-Jahre, bis das Radio vom Fernsehen verdrängt wurde. Siehe Abbildung 1.

Abbildung 1. Ein junges Mädchen hört in den 1930er-Jahren Radio. Der Einfluss des Radios kann nicht genug gewürdigt werden … und alles dank dem Löten.

Elektronisches Löten ist in gewissem Sinne ein Wunder der Technik. Es ermöglicht das Verbinden von Kupfer mit Kupfer bei einer Temperatur unter 230 °C. Die Verbindung ist reversibel, leitet den Strom gut und ist mechanisch stabil. Diese Löttemperatur ist für die Elektronik von entscheidender Bedeutung, da die Leiterplatten und Bauteilgehäuse polymere Werkstoffe enthalten, die Temperaturen über 230 °C kaum standhalten. Diese niedrige Löttemperatur ist besonders beeindruckend, wenn man bedenkt, dass zum Verbinden von Kupfer mit Kupfer ohne Lot Temperaturen nahe dem Schmelzpunkt von Kupfer, d. h. 1085 °C, erforderlich wären.

Um seine Zauberkraft zu entfalten, bildet das Lot eine intermetallische Verbindung mit Kupfer. Siehe Abbildung 2. Die metallische Verbindung, die dem Kupfer am nächsten liegt, ist reich an Cu₃Sn, diejenige, die dem Lot am nächsten liegt, dagegen reich an Cu₆Sn₅.

Abbildung 2. Schematischer Querschnitt eines Bauteilanschlusses, der an ein Leiterplatten-Pad gelötet ist.

Es ist wichtig, dass die Lötverbindung nachbearbeitet werden kann. Die Elektronikindustrie wäre ohne diese wichtige Löteigenschaft kaum profitabel, da die meisten Bestückungsprozesse einen gewissen Ertragsausfall aufweisen, der Nacharbeit erfordert.

Wenn Sie also das nächste Mal Ihr Smartphone, Ihren PC oder Ihren Fernseher benutzen, dann denken Sie daran, dass all dies ohne das Wunder des Lötens nicht möglich wäre.

Danke,

Dr. Ron

Quelle Abbildung 1: Franklin D. Roosevelt Library Public Domain Photographs. Dieses Medium ist in den Beständen der National Archives and Records Administration verfügbar, katalogisiert unter dem National Archives Identifier (NAID) 195876., Public Domain, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=2151524