散熱：採購人員須知

以電子產品而言，熱管理是讓元件散熱並正常運作的幕後功臣。對專業採購人員來說，辨別不同類型的散熱產品、瞭解其運作方式，以及判別前置時間的考量因素，均有助於找出最佳的解決方案。

專業採購人員通常無法獨自設計散熱解決方案。此時應該讓工程師參與其中，因為這需要一種不同於採購標準電子元件的方法。

若要區分不同類型的散熱產品，其中一種方法是按照主動散熱和被動散熱。主動散熱使用電力散熱，如風扇 (AC 或 DC) 或是帕爾帖元件。不需要電力的散熱技術包括油脂、油灰或導熱墊。

圖 1：Copal 的 F310R-05LLC 軸流風扇 (5 V_DC) 可用於主動散熱。(圖片來源：Nidec Copal Electronics)

空間

最重要的考量因素是可用空間的多寡。例如，電腦若有大型外殼，則會有足夠空間放置風扇。

若是穿戴式裝置或行動電話等應用，空間便是關鍵的考量因素。大型散熱解決方案便不可行，而是需要使用導熱墊、凝膠或油脂等。這些類型的解決方案都能用來緩解空間限制的壓力。此外，還必須注意那些會產生熱量的元件和模組類型，如無線 RF 模組和電源供應器。

散熱

元件產生的熱量必須逸散到應用外部。單單吸收熱量還不夠，還需要將其轉移到其他地方，這可能包括外殼、其他區域，或是空氣中。

熱管理的重點便是帶走元件的熱量，並逸散到其他地方。如果元件只是吸收熱量而未予以排除，在最好狀況下，將拖慢效能；在最糟狀況下，則會導致零件損毀。

在空間充足的應用中，可以使用散熱片。散熱片是元件上放置的金屬或陶瓷片，有鰭片或肋狀片等形狀，能將元件的熱量傳遞到空氣中。散熱片必須牢固地安裝在元件上。元件的表面可能看似平滑，其實不然。散熱片和元件之間的表面必須以中間材料填補，如彈性墊片、凝膠或油脂。有些散熱片會隨附中間墊片，並整合於基座上。

圖 2：Chemtronics 的 散熱片油脂能用來填補待散熱元件和散熱片之間的間隙，藉以改進熱傳遞效果。(圖片來源：Chemtronics)

時機

選擇何種解決方案與選擇的時機同樣重要。導熱墊是一種常見的解決方案，其中有兩個最重要的技術參數：散熱量的多寡以及散熱的速度。兩者都是需要在設計流程之前或期間進行計算。接著需要在實際應用中測試，此環節便是工程師參與的部分。

下一個主要考量參數是墊片所需的彈性程度。此時，考量應用中應使用墊片或凝膠也很重要。凝膠可以是油脂或油灰。但油脂有一個問題：如果經油脂處理的元件需要進行重工或修復，維護工作可能變得極為麻煩而且容易造成髒亂。此外，長期來看，油脂並不十分可靠，因為有時可能不成形，且無法均勻地塗抹在元件表面上。在另一方面，油脂比其他解決方案便宜許多。

多數情況下選用墊片較佳，但需要加以切割才能符合元件的形狀。若使用墊片解決方案，則需要進行客製化，成本將因此提高。專業採購人員應該考量所有這些變數，還有品質以及製造商切割墊片所需的額外時間。

在前置時間方面，多數製造商的報價會給予大約五到六週的標準時程，再加上一到兩週的預先切割時間。有些製造商報價的前置時間可能會長達 12 週，因為所使用的材料結合了多種原料，因此實際時間還須視其他製造商而定。如此一來，外部問題會延後前置時間。

例如，幾年前日本發生的地震毀壞了許多黏膠工廠，而黏膠是墊片的關鍵元件，因此前置時間延後至 16 週以上。最近因為新冠病毒 (COVID-19) 疫情，有些工廠關閉了。不過，由於 DigiKey 仍有庫存，因此前置時間依然不受影響，可將疫情的影響降至最低。最後，前置時間還是取決於應用以及價格競爭等因素。

可追溯性

就熱管理的角度來看，元件的可追溯性也是重要的考量因素。DigiKey 僅會直接向製造商購買，以確保產品真實性。這也有助於買家快速找出與原型產品相關的潛在問題，更快地追溯問題的源頭。

追溯性對熱管理相當重要的另一個原因是貨架存放壽命。就特製導熱墊、油脂或油灰來說，經銷商是否留意貨架存放壽命極為重要。不同的墊片、製造商和化學品都有不同的貨架壽命：有時可能是一年，有時是五年，其他可能是無限期。無論如何，專業採購人員在採購過程中都必須考量這一點。

雖然採購熱管理解決方案可能比尋找典型電子元件還要複雜，但仍會是個大有益處的經驗，工程和採購團隊可從中發展出新的合作模式。DigiKey 的庫存提供了數千款不同的熱管理零件，由超過 65 家高品質品牌製造商供應，而且可立即出貨。DigiKey 和內部工程師團隊一如既往地提供全日無休的客戶支援，為正在制訂熱管理解決方案的專業採購人員提供相關服務。