帮你了解散热器(二)：散热片结构类型

    泡泡网散热器频道2010年3月15日 上一次简单说了说散热器底座与支持扣具，底座作为散热器唯一与CPU直接接触的部分，重要性自然不言而喻。不过散热器是一个复杂的整体，任何一个组成部分都会影响到整体性能，所以衡量一款散热器的优劣只有综合在一起才有结果，这包括底座、散热片主体、风扇、硅脂以及机箱结构。

    今天的话题是散热片主体，它的主要作用是负责热消散，顾名思义就是把由底座接收到的CPU热量发散到空气中去。可以说这一部分是重中之重，一款散热器的瓶颈往往取决于它的设计。

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散热片结构与类型

    纵观散热器的发展史，和CPU的发展如出一辙，CPU从只能进行简单的加减运算到今天高超的运行速度，经历了质的跨越，而散热器也从简单的金属贴片到现在复杂的结构，每一步都是根据处理器的发展而发展。处理器随着晶体管数量增多功耗增加，发热量也不断上升，在没有有效技术控制之前，只能通过散热手段达到控制目的。散热器也从附属品上升到DIY主流配件之一，了解散热器已经是一个DIYer的必须知识了。

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    传统散热片没有现在那么花哨的外形，看上去更朴实简单一些，性能也不如现在那么强劲。那时候散热器还只是DIY配件的附属品，超频概念也只在很小一部分用户中。

●散热片的打造工艺

铸造技术

    提起散热片的制作工艺就不得不说最传统的铸造工艺了，作为金属成型比较原始的打造手段，现在已经很少有CPU散热器使用这种方式了，不过在一些主板北桥芯片或是其他部分还能见到。

铝挤技术

    铝挤工艺是CPU散热器中最常见到的，这一技术伴随了芯片的发展多年，至今仍然有还能多原装散热器使用。无论是从制作成本上看还是散热效果上，这项技术的应用都可以被称为经典，相信在未来的若干年里，也不会轻易被淘汰。

折叶技术

    折叶工艺在风冷散热器中并不常见，原因是它的散热原理更适合液体散热，可以参考室内暖气散热原理，所以大多数出现在PC平台上都是以水冷形式。

铜切削技术

    正如其名铜切削工艺就是用刀具将整块铜加工出很多薄薄的鳍片，由于鳍片本身与底座原来是一个整体，所以不存在界面阻抗问题，能够完美的导热。不过缺点也不少。首先是加工难度不小成品率不高，其次这种技术只能用在纯铜散热器上有很大局限性，再者强度不够容易变形损坏。最终这种工艺也只是过渡性的。

压固技术

    压固工艺可以说是铝挤和铜切削的进化技术，它是将若干很薄的鳍片重叠挤压在一起，然后接触面经过抛光打磨，这样每一页鳍片都可以与热源接触而且相互之间的热传递能力也比普通情况增加不少。有效的结合两者优势，至今依然有很多散热器使用这种结构。

●热管的应用

    热导管1964年发明于美国洛斯-阿洛莫斯国家实验室（Los Alamos   National Laboratory）并在上世纪60年代末达到理论研究高峰于70年代开始在工业领域大量应用。当时的热管受到制作工艺和成本上的限制，没有广泛应用在工业领域以外，直到计算机高速发展，散热问题受到关注而且热管的价格也很低廉，人们才开始使用这一技术。

热管

热管工作原理

    热管又称“热超导体”看上去很复杂，其实工作原理很简单，铜制的真空管（内部抽成1．3×10负1~10负4Pa的负压）里面加入适量的气体或液体，内壁采用毛细多孔结构，这样常态下填充物沉积在热管底部，真空环境下受热很容易挥发向上，含有热量的填充物冷凝后回流形成导热循环。

    现在的热管一般内部都以少量纯水填充，内壁的结构也多种多样，后面会给大家简单介绍。

热管运用在散热器上

    热管运用在散热器上主要的作用就是导热，一般散热器都采用“储热模块+导热模块+散热模块”的设计结构，热量经由底座吸收，通过热管传统给上方的鳍片，最终发散到空气中去。

●热管内部结构多种多样

    热管的工作原理基本相同看上去也差不多，但是内部构成却多种多样，在寻找最强最廉价的构成时，科研人员经过多种尝试，从而出现多种形式的热管。

沟槽式热管

    沟槽管是只热管内壁设计成沟槽状，在现有热管中这种是制作最简单的，也是成本最低廉的，不过可塑性很差，垂直使用时还好，如果弯折效果会大打折扣。弯折90°时效果甚至会降低到原来导热能力的50%一下，更别说U型设计了。

烧结式热管

    烧结管是现在比较常见的热管之一，内壁是大量烧结粉末，这种热管吸附能力强，而且弯折后也能表现出较好的效果，相比沟槽管要好得多，不过制作成本相对要高一些，而且导热填充的回流速度要慢一些。

结网式热管

    结网管在这几种热管中，毛细结构最明显，吸附效果优秀，不过造价也高不少，它的渗透率很低不利于填充物回流，而且弯折效果不如烧结管，所以应用不是很多。

  

廉价烧结管

优质烧结管

    烧结管在现在散热器中应用最多，但同样是烧结管，质量也不太一样。从图中可以看出上面的热管管壁很薄，而且内部粉末的烧结工艺也远不如下面的，所以导热效果也不尽相同。

    尽管两款散热器看上去设计差不多，但是由于热管和金属材料的用料不同也会表现出性能差异。不过这些内在因素在购买的时候是无法观察到的，这就是为什么玩家在购买散热器的时候格外注重品牌和产品的口碑了。 

●热管除了导热更延展了范围

    热管的出现虽然增加了热传递的效率，但是这并不是它唯一的作用，还未散热器的造型设计提供了多种延展性。

  

传统的一体式散热器

采用热管后

    在使用热管技术之前散热器还是一体化结构，无论如何改善导热能力都只能在芯片上面那片狭小的空间做文章。热管的出现彻底解放限制，散热器可以利用机箱内部多余的空间，当然前提是不影响整体散热环境。

●造型和结构双重扩展

结构上扩展

    上图中的散热模式就是热管应用的一个典范，以机箱本身为散热模块，强调了热管的重要性，先不讨论这种方法的实用与否，这一例证确实拓宽了散热结构上的概念。

造型上扩展

    由于热管能增加散热器空间的利用，在大空间里能发挥出的美术效果也是成倍增长，图上的这款散热器就体现了这一特点。

●鳍片与热管的接合

    通常情况下散热器的散热模块都是采用铝制材料制作的，主要因为铝制材料散热效果强而且制作成本低。鳍片和热管的连接工艺直接影响散热器性能，常见的连接方式有两种：

回流焊技术

F.I.N技术

    回流焊工艺就是通过精密控制让鳍片的一部分焊在其它金属（热管等）上。而F.I.N工艺是近些年来流行起来的，热管与鳍片之间完全没有焊接点，通过特殊处理让它们紧密接触，这种技术的好处在于成品率高而且制作简单，不过鳍片之间的距离需要严格控制，无法做到太紧密。回流焊虽然可以做到，但是处理过程对工艺要求极高，稍有差池就会导致只有一个焊点连接的尴尬情况。

●热管粗细和鳍片薄厚

6mm热管和薄鳍片

8mm热管和厚鳍片

    通常情况下，热管越粗导热越快，而鳍片越薄散热越快，但是并不绝对。主要还是看散热器整体设计以及芯片发热情况而定，如果一个CPU发热量很小，那么采用8mm热管和6mm热管或是薄厚鳍片的差别不是很大，但是发热量大的时候差别就会显现。

    有一点需要说一下，上图中一个散热器采用镀镍处理，看上去和不锈钢一样光亮。通常我们说镀镍处理的优势在于能增加散热器的抗氧化能力，减缓在空气中被腐蚀的速度。其实镍对于铁基体而言是阴极性镀层，且空隙率较高，所以单一镀层防腐性能不高，美观的因素更多一些，所以在选购散热器的时候不必过于迷恋这一点。

●热管数量不绝对

    还是那句话散热器的优劣是由一套整体设计决定的，并不是说只看热管粗细数量、鳍片薄厚大小或是底座材质就能知道的。尤其是热管数量，很多商家在宣传的时候过于着重热管数量。实际上不同设计类型的散热器热管数量是没有可比性的。

“L”型热管

“U”型热管

    就如上面的两种散热器，一种是“L”结构，采用四根热管，另一种是“U”虽然只有两根，但是由于设计原因其效果甚至可以等效四根。在加上部分L结构的散热器使用沟槽管，弯折后受影响很大，不能绝对说热管多的就一定好。■<