Soluții termice: ce trebuie să știe cumpărătorii

Gestionarea termică este eroul necunoscut al electronicelor, menținând dispozitivele reci și funcționale. Pentru profesioniștii care fac achiziții, identificarea diferitelor tipuri de produse termice, înțelegerea modului în care funcționează și recunoașterea considerentelor pentru timpii de livrare îi pot ajuta să găsească cea mai bună soluție.

În general, un profesionist cumpărător nu poate proiecta o soluție termică de unul singur. Trebuie să se implice și inginerii, deoarece este nevoie de o abordare diferită de simpla achiziționare a componentelor electronice standard.

O modalitate prin care se pot împărți diferitele tipuri de produse termice este prin împărțirea în răcire activă și răcire pasivă. La răcirea activă se folosește energie pentru a asigura răcirea, cum ar fi printr-un ventilator (c.a. sau c.c.) sau un dispozitiv Peltier. Tehnologiile de răcire care nu necesită energie includ unsoarea, chitul sau plăcuțele termice.

Figura 1: Ventilatorul axial F310R-05LLC 5 V_c.c. de la Copal poate fi utilizat pentru răcire activă. (Sursă imagine: Nidec Copal Electronics)

Spațiul

Cel mai important considerent este spațiul disponibil. De exemplu, computerele cu carcase mari au suficient spațiu pentru un ventilator.

În cazul aplicațiilor precum dispozitivele portabile sau telefoanele mobile, spațiul este un considerent critic. Soluțiile termice mari nu vor funcționa. În schimb, trebuie utilizate plăcuțe termice, geluri sau unsoare. Acestea sunt tipurile de soluții care pot fi utilizate pentru a reduce din constrângerile legate de spațiu. De asemenea, este important să luați în considerare tipurile de componente și module care generează căldură, cum ar fi modulele RF wireless și sursele de alimentare.

Disiparea căldurii

Căldura generată de o componentă trebuie disipată în afara aplicației. Absorbirea căldurii nu este suficientă, aceasta trebuie transferată pe altceva, fie în carcasă, fie în altă zonă sau în aer.

Gestionarea termică se rezumă la scoaterea căldurii dintr-o componentă și disiparea acesteia spre alte locuri. În cel mai bun caz, dacă o componentă absoarbe căldură, în loc ca aceasta să fie eliminată, performanța va scădea, iar în cel mai rău caz, piesa va fi distrusă.

În aplicațiile în care este disponibil spațiu se pot utiliza radiatoare. Un radiator este un disipator metalic sau ceramic care este instalat pe componentă. Radiatoarele au aripioare sau nervuri care transferă căldura din componentă în aer. Radiatorul trebuie montat ferm pe componentă. Suprafața componentei poate părea fină, dar în realitate nu este așa. Suprafața dintre radiator și componentă trebuie umplută cu un material intermediar, cum ar fi o plăcuță flexibilă, gel sau pastă. Unele radiatoare sunt furnizate cu plăcuța intermediară integrată în bază.

Figura 2: Pasta pentru radiator Chemtronics se folosește pentru a umple spațiul dintre componenta care este răcită și un radiator, pentru transfer termic îmbunătățit. (Sursă imagine: Chemtronics)

Sincronizarea

La fel de important ca și soluția aleasă este și momentul în care faceți această alegere. Cei mai importanți doi parametri tehnici pentru o plăcuță termică, care este o soluție populară, sunt cantitatea de căldură pe care o poate disipa și viteza cu care o disipează. Acest lucru trebuie calculat înainte sau în timpul procesului de proiectare. Apoi, trebuie testat în aplicația reală, moment în care trebuie să apelați la ingineri.

Următorul parametru important care trebuie luat în calcul este flexibilitatea necesară a plăcuței. De asemenea, în acest moment, este important să vă gândiți dacă aplicația necesită utilizarea unei plăcuțe sau a unui gel. Un gel poate fi o pastă sau un chit. O problemă a pastei este faptul că întreținerea poate implica dificultăți, mizerie și dezordine, în cazul în care o componentă pe care s-a aplicat pastă trebuie reprelucrată sau reparată. De asemenea, pe termen lung, pasta nu este foarte fiabilă deoarece uneori își poate pierde forma și nu se răspândește egal pe suprafața componentei. Pe de altă parte, pasta este mult mai ieftină decât alte soluții.

În majoritatea cazurilor, o plăcuță este mai bună, dar aceasta trebuie decupată în funcție de forma componentei. Natura personalizată a unei soluții cu plăcuță înseamnă că poate costa mai mult. Profesioniștii care fac achiziții trebuie să ia toate aceste variabile în calcul, pe lângă calitatea și timpul suplimentar necesar pentru ca producătorul să decupeze plăcuțele.

Pentru timpii de livrare, majoritatea producătorilor vor comunica un interval de timp standard de aproximativ cinci-șase săptămâni, plus poate una-două săptămâni suplimentare pentru pre-tăiere. Unii producători ar putea oferi până la 12 săptămâni, deoarece materialul utilizat este o combinație din mai multe materii prime, drept urmare, depinde de alți producători. Așadar, problemele externe pot cauza întârzieri ale timpilor de livrare.

De exemplu, cutremurul din Japonia care a avut loc acum câțiva ani a distrus multe fabrici de adeziv. Adezivul este o componentă esențială a plăcuțelor, așa că timpii de livrare s-au prelungit cu 16 săptămâni sau mai mult. Unele fabrici s-au închis din cauza situației cauzate de Covid-19. Totuși, datorită stocului menținut, timpul de livrare oferit de DigiKey rămâne neafectat, iar influența pandemiei a fost minimă. În final, depinde de aplicație și de concurența prețurilor.

Trasabilitate

De asemenea, și trasabilitatea componentelor este un considerent important pentru gestionarea termică. DigiKey cumpără exclusiv direct de la producători pentru a asigura autenticitatea. Acest lucru ajută cumpărătorii să izoleze rapid orice probleme potențiale cu prototipurile și să identifice mai rapid sursa problemei.

Un alt motiv pentru care trasabilitatea este importantă pentru gestionarea termică este durata de depozitare. Cu plăcuțele termice, pasta sau chiturile specializate, este important ca distribuitorul să acorde atenție duratei de depozitare. Plăcuțele, producătorii sau substanțele chimice diferite au durate de depozitare diferite: uneori poate fi un an, alteori poate fi cinci ani, iar pentru altele aceasta poate fi nedefinită. Indiferent, aceasta trebuie luată în calcul de profesioniștii cumpărători în timpul procesului de achiziție.

În timp ce găsirea soluțiilor de gestionare termică poate fi mai complexă decât achiziția componentelor electronice, poate fi o experiență foarte satisfăcătoare, oferind noi modalități prin care echipele tehnice și de achiziție să lucreze împreună. DigiKey oferă mii de piese de gestionare termică diferite direct din stoc, pentru expediție imediată, de la peste 65 de producători de marcă de calitate. Ca și până acum, DigiKey și echipa sa internă de ingineri sunt disponibili pentru a oferi asistență pentru clienți 24/7, pentru profesioniștii care fac achiziții și care iau decizii în materie de soluții de gestionare termică.