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热：采购人员需要了解的知识
2020-11-17
热管理产品是电子产品中的无名英雄，能确保设备保持冷却并正常工作。对于专业采购人员来说，识别不同类型的发热产品、了解其工作原理并考虑提前期注意事项，有助于他们找到最佳解决方案。
一般情况下，专业采购人员无法独自完成散热方案设计。此时，工程师应该参与其中，因为这类产品需要一种不同于标准电子元器件的采购方法。
一种方法是，按主动冷却和被动冷却来划分不同类型的发热产品。主动冷却使用电源提供冷却，如风扇（AC 或 DC）或 帕尔贴设备。不需要电源的冷却技术包括导热油脂、导热膏或导热垫。
图 1：Copal 的 F310R-05LLC 轴流式 5 VDC 风扇可以用于主动散热。（图片源：Nidec Copal Electronics）
空间
最重要的考虑因素是可用空间大小。例如，大机箱电脑有足够的空间用来安装风扇。
而对于可穿戴设备或手机等应用，空间因素则至关重要。此时大型散热方案是不可行的。相反，需要利用导热垫、导热胶或导热脂。这些都是可以用来缓解空间限制的解决方案类型。此外，还要注意发热元器件和模块的类型，如无线射频模块和电源。
散热
元器件产生的热量必须在应用外消散。仅仅吸收热量是不够的，还需要将热量转移到其它地方，外壳或其它地方，或者转移到空气中。
散热管理就是把热量从元器件中带走，然后在其它地方消散。如果热量被元器件吸收，而不是消除，则最好的结果是降低性能，最坏结果则是损坏零件。
在空间充足的应用中，可使用散热器。散热器是指放置在元器件上的金属或陶瓷散热器。散热器有鳍片或肋片，用于将热量从元器件转移到空气中。散热器必须紧贴元器件安装。元器件表面看似光滑，其实不然。散热器与元器件之间的表面需要填充中间材料，如柔性导热垫、导热胶或导热脂。有些散热器的中间导热垫集成在底座上。
图2：Chemtronics 散热器导热脂用于填充待冷却元器件和散热器之间的间隙，以改善热转移效果。（图片源：Chemtronics）
定时
定时选择与解决方案选择同样重要。对于导热垫来说，有两个最重要的技术参数，即散热能力和散热速度，这是一种流行的解决方案。但是，这需要在设计前或设计过程中进行计算。然后需要在实际应用中进行测试，这时工程师就应参与其中。
下一个需要考虑的主要参数是导热垫的弹性。这时，还要考虑到具体应用需要导热垫还是导热胶。导热胶可以是导热脂，也可以是导热膏。导热脂存在一个问题，那就是如果涂抹导热脂的零件需要返工或维修，维护会变得很麻烦，会又脏又乱。而且从长期来看，导热脂并不十分可靠，因为导热脂有时可能会改变形状，不能均匀地分布在零件表面。另一方面，导热脂比其他解决方案便宜得多。
大多数情况下，导热垫更好，但需要切割成适合元器件的形状。导热垫解决方案的定制性质意味着其成本可能会更高。专业采购人员应该考虑到所有这些变量，以及质量和制造商切割导热垫所需的额外时间。
对于交货时间，大多数厂家都会报出一个标准的时间范围，比如五到六周，也可能再加上一到两周的预切割时间。有些厂家可能会报 12 周，因为所用材料是由很多原材料组合而成，因此，还得依赖其他厂家。所以，外部问题会延长提前期。
比如在前些年发生的日本大地震中，许多导热胶厂都毁于地震。导热胶是导热垫关键部分，所以提前期会延长至 16 周或更长时间。随着 Covid-19 的出现，一些工厂关闭了。不过，由于提前备货，DigiKey 的提前期未受影响，遭受疫情影响也很小。归根结底，这取决于具体应用和价格竞争。
可追溯性
对于热管理来说，元器件的可追溯性也是重要考虑因素。DigiKey 只从原厂那里直接购买，以确保产品真实性。这也有助于买家快速隔离原型的任何潜在问题，更快地找到问题根源。
热管理可追溯性重要的另一个原因就是其保质期。对于特种导热垫、导热脂或导热膏，分销商要注意保质期。不同的导热垫、不同的厂家、不同的化学成分都有着不同的保质期：有的一年，有的五年，还有的可能是无限期。无论如何，专业采购人员采购时必须考虑到这一点。
虽然采购热管理解决方案可能比采购一般的电子元器件更复杂，但可能是一种真正让人从中获益的体验，为工程和采购团队提供新的合作途径。DigiKey 可提供数千种不同的热管理零件现货，可从超过 65 家的优质名牌厂商处立即发货。DigiKey 及其内部工程师团队将会一如既往的为正在制定热管理解决方案决策的专业采购人士提供全天候客户支持。
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