Andon Electronics / Eureca Messtechnik Coole IC-Sockel

Die Heat-Sink-Sockets von Andon Electronics leiten Verlustwärme von temperaturempfindlichen Bauteilen ab.
Die Heat-Sink-Sockets von Andon Electronics leiten Verlustwärme von temperaturempfindlichen Bauteilen ab.

Hochwertige oder empfindliche Bauteile auf einer Baugruppe werden zunehmend gesockelt, um Schäden während des Fertigungsprozesses zu vermeiden. Ein Nachteil ist jedoch die schlechtere Entwärmung. Ein neuer Sockel jedoch fungiert gleichzeitig als Kühlkörper.

Stecksockel für elektronische Bauteile lösen viele Probleme, die bei der Produktion elektronischer Baugruppen auftreten können. Hierdurch lassen sich beispielsweise hochwertige oder empfindliche Bauteile erst nach Fertigung der Baugruppe einsetzen. Beschädigungen durch zu hohe Löttemperaturen beim Lötvorgang, durch ESD-Schäden oder Fluss- beziehungsweise Reinigungsmittel lassen sich auf diese Weise einfach umgehen. Werden die Sockel und nicht die Bauteile selbst auf die Leiterplatten gelötet, entfallen zudem die zusätzliche Arbeit beim Entfernen der Komponenten bei Schäden an der Platine, das arbeitsintensive Handlöten sowie die Verzögerungen bei der Leiterplattenbestückung bis zum Eintreffen der einzusteckenden Hauptkomponenten. Aber auch im Einsatz der Baugruppen bieten gesockelte Bauteile Vorteile, insbesondere bei Service-, Wartungs- oder Reparaturaufgaben. 

Um die Sockel auch für Produkte mit höherer Wärmeabgabe im Betrieb effektiv nutzen zu können, hat Andon Electronics eigens eine Variante entwickelt, bei der bereits ein Kühlkörper für das zu sockelnde Bauteil integriert ist. Möglich macht dies ein integrierter Metallkörper beispielsweise aus Aluminium. Die Heat-Sink-Sockets, die in Deutschland von Eureca Messtechnik vertrieben werden, sind für unterschiedliche Bauteile in anwendungsspezifischen Ausführungen erhältlich. Zudem sind weitergehende kundenspezifische Modifikationen bereits bei geringen Stückzahlen möglich.

Ursprünglich konzipierte Andon diese Art von Sockel für den Einsatz mit hochwertigen Bildsensoren, bei denen durch Kühlung die Bildqualität deutlich steigt. Diese ebenfalls relativ kostspieligen elektronischen Bauteile zeichnen sich durch eine hohe Empfindlichkeit gegenüber Hitze sowie den durch Löten erzeugten Dämpfen aus. Gleichzeitig bedingt ihre zum Teil relativ geringe Lebensdauer, dass sie regelmäßig ausgetauscht werden müssen. Es zeigte sich aber, dass die Vorteile dieses Stecksockels auch für andere Arten von elektronischen Komponenten von Interesse sind, etwa für DC/DC-Wandler, Laserdioden, optische Sensoren, Hochleistungs-ICs, Sicherungen, Quarzoszillatoren oder Relais. 

Integrierte Kühlung mittels Metallkörper

Grundlage eines jeden herkömmlichen Sockels von Andon ist ein isolierender Träger, in dem in passender Anordnung Bohrungen für die benötigte Anzahl an hochpräzise gedrehten Kontakten (Terminals) angeordnet sind. Der Hersteller verwendet die Senstac-Sensor-Sockelkontakte, die für Anwendungen in der Luft- und Raumfahrt entwickelt wurden. Sie widerstehen den dort üblichen hohen Schock- und Vibrationsbelastungen und ihre Lebensdauer ist mit bis zu 25 Jahren angegeben. Für erhöhte Temperaturbereiche und große mechanische Stabilität wird bei den Isolatoren der Heat-Sink-Sockets FR4-Material eingesetzt. Wird bei größeren Stückzahlen eine kostengünstige Lösung benötigt, so werden Kunststoffisolatoren verwendet, die mittels Spritzgusstechnik hergestellt werden. 

Bei den Heat-Sink-Sockets wird der Sockelträger entweder teilweise oder komplett aus einem Metallkörper wie zum Beispiel Aluminium hergestellt, wobei die Terminals natürlich durch Kunststoffbuchsen weiterhin isoliert bleiben. Das zu sockelnde Bauteil sitzt aber jeweils direkt auf der Metalloberfläche auf, sodass die Abwärme im Betrieb effektiv vom kritischen Bauteil abgeführt und durch Kühlrippen an den Seiten an die Umgebungsluft abgegeben werden kann.

Um die Sockel dem jeweiligen Einsatzgebiet anzupassen, sind unterschiedliche Terminals verfügbar: neben Varianten für Durchsteck- (THT) oder Oberflächenmontage (SMD) auch unterschiedliche Oberflächen (Gold, Zinn, Messing), Bauhöhen und Pinlängen sowie Haltekräfte. Spezialtypen zum Beispiel für Bauteile in PLCC- oder BGA-Gehäusen sind ebenfalls erhältlich.

Aufgrund des modular aufgebauten Fertigungskonzeptes kann Andon ein recht umfangreiches Portfolio von Standardsockeln für unterschiedliche elektronische Bauteile liefern. Eureca Messtechnik bietet dazu eine entsprechende Beratung.