在挑選PC散熱器時,我們常常會見到各種眼花繚亂的名詞:穿Fin&回流焊是為何物?鏡面銅底&熱管直觸&勻熱板究竟誰更**?扣Fin又是什么?本專欄就將從理論與實際相分析,為這些問題給出答案。
鰭片的作用?
英文“Fin”一詞,意即“鰭片”,指散熱器上的薄片,一般由銅或鋁制成。很多初入散熱坑的玩家會想當然地認為,熱管在散熱器中起到直接散熱的作用,實則不然。
熱管僅是將底座(芯片)熱量導至鰭片的導熱器,而鰭片“Fin”才真正起到借表面積將熱量同空氣交換、進行散熱的作用。
縱有一條條粗壯的熱管,卻缺少足夠大面積的鰭片,也不能發揮出全部的散熱效能。我們常??吹街靼迥蠘?、供電上覆蓋著一大塊鋁擠散熱片,卻沒有設計熱管,也是基于這個原因。
主板散熱片主板散熱片
如今人們更多關注“熱管”,而很少看“鰭片”,往往會忽略掉“鰭片”這位散熱的幕后功臣。殊不知小小鰭片之上,其實也隱藏著不少工藝玄機。
穿Fin和回流焊是什么?
穿Fin&回流焊(焊接)都是指鰭片同熱管連接的方式。
在散熱器中,鰭片需要吸收熱管傳導的熱量,再借助風力將它們散發到空氣中。因而熱管與鰭片之間的接觸方式,便成為了決定散熱效率的關鍵之一。
回流焊特點
回流焊,顧名思義,即通過焊接的方式,將鰭片牢牢焊在熱管上。先在熱管上刷上焊料,再將鰭片穿入熱管,*后將散熱器放入回流焊機器中加溫。焊錫膏受熱后,因重力和毛細作用將熱管和鰭片的間隙填充,*終獲得成品。
由于涉及到焊接,在采用回流焊的散熱器鰭片上,一般會預留小口用于填充焊料、供焊錫膏回流。利民HR-02就是一個典型的例子:使用回流焊時,可見熱管旁的小孔,而在更換工藝后,小孔消失。
回流焊的特點是鰭片連接較為牢固、緊密,缺點是成本高、工序長。
一些追求利潤的廠商,往往決定使用另一種連接方式——穿Fin。
穿Fin特點
所謂“穿Fin”,是在低溫下連接材料的一種方式。即通過外力作用和材料間的彈性,將鰭片緊密地“嵌入”到熱管壁之中,從而實現導熱。
形象(不嚴謹)地說,就是“大力出奇跡”——如同將大尺寸零件強行塞入小尺寸孔位中一樣,過盈配合也是用同樣的方式,使熱管和鰭片緊密貼合。
穿Fin無需焊料和高溫,因而物料成本較低。但是,穿Fin工藝容易穿壞,而高質量的穿Fin工藝對公差要求很高,一旦失敗很難重來,良品率會因此大受影響。倘若降低公差要求,雖然成本低廉,但鰭片和熱管之間的接合又會變得松松垮垮。
雪上加霜的是,由于銅與鋁的熱膨脹系數存在差異,散熱器又需要頻繁經歷高、低溫的變換、屢次拆裝。長時間使用后,銅、鋁之間可能產生縫隙,使原本緊密的鰭片松動,導致散熱效率下降。
事實上,由于銅鋁之間材料不同,焊接存在困難。一般需要一個過渡層——散熱器上通常使用鎳——輔助進行回流焊。而鎳本身又是導熱性不良的金屬,焊料(錫)的熱阻也十分之高。
因而從原理上說,回流焊因為熱管與鰭片之間存在兩至三層高熱阻物質,**無法達到0熱阻的真實,因而導熱效率并不是*高。同理,鍍鎳熱管、鍍鎳底座和鍍鎳鰭片的理論效率也并不是*高。
反觀穿Fin,理想狀態下,高質量穿Fin的熱阻遠遠低于回流焊產品,性能反而更強。穿Fin工藝的上下限差距如此之大,因而經常能見到穿Fin同時出現在廉價產品與風冷**之間的“奇觀”。
讓我們拋開老利民的一票穿Fin怪物不談,為什么市面上往往是回流焊的產品更強?
受限于高質量穿Fin工藝的超高公差要求,市面上能做出高質量穿Fin的廠商少之又少,多數穿Fin產品往往公差較大,無法發揮低熱阻的優勢,熱管與鰭片的連接根本不牢。高質量的穿Fin成本優勢不大,而回流焊更成熟、更牢固,因而更多被高端散熱器廠商所青睞。
對消費者而言,多數消費者往往把高端散熱器當作“傳家寶”,對耐久度有特別的要求,因而可能隨使用衰減的穿Fin不受歡迎。
但是,需要注意的是,回流焊和高性能依然不能劃等號,警惕渾水摸魚的低質量回流焊產品。