詳解散熱原理與發(fā)展淵源 熱管散熱技術(shù)介紹

1、詳解散熱原理與發(fā)展淵源 熱管散熱技術(shù)介紹隨著PC的蓬勃發(fā)展以及主流處理器功率的不斷提高，散熱問題更加引人關(guān)注。這一點也造就了散熱器產(chǎn)品市場的蓬勃發(fā)展。從386、486那個“清爽”的年代我們還不知道散熱器是何物，到如今的風(fēng)冷、水冷各類產(chǎn)品極大豐富的市場，只經(jīng)歷了短短幾年的時間。一、CPU散熱器的發(fā)展歷史可以說cpu散熱器大致有下面幾個發(fā)展時代1、486時代2、586時代3、p2時代4、p3對決athlon的時代(1)厚底儲熱(2)傳熱材料(鋁、銅)導(dǎo)熱(3)多鰭片大散熱面積散熱(4)高轉(zhuǎn)速大風(fēng)量風(fēng)扇協(xié)助散熱5、p4和athlonxp時代(1)底部進一步加厚增強儲熱能力(2)使用銅底或者銅芯加強導(dǎo)

2、熱能力，在材料上求新，用導(dǎo)熱能力更好的材料，熱管開始應(yīng)用。(3)增多鰭片，改變鰭片的形狀、結(jié)構(gòu)，增大散熱面積，減少風(fēng)阻，(4)換用大尺寸風(fēng)扇，增大風(fēng)量和風(fēng)壓6、新核心p4、athlon64以及雙核心cpu時代以前的設(shè)計思想簡單的把散熱器分為風(fēng)扇和散熱片兩部分，而現(xiàn)在則完全不同，現(xiàn)在的高端散熱器把吸熱、儲熱、導(dǎo)熱、散熱這四個部分分開考慮。如果把僅用一個CPU散熱器就可以完成散熱系統(tǒng)組建的年代比喻成“散熱舊時代”的話，那么我們即將迎來的是一個嶄新的散熱時代，一個突出系統(tǒng)散熱和靜音散熱概念的新時代?！吧崞?風(fēng)扇”的這對組合仍然是今天主流散熱器的核心部分，也就是我們常見的風(fēng)冷散熱器。風(fēng)冷散熱器的工作

3、原理非常簡單，CPU核心發(fā)出的熱量通過硅脂迅速傳遞到散熱片上，在風(fēng)扇轉(zhuǎn)動形成的氣流下將滯留在散熱片上的熱量散發(fā)出去。純銅散熱器和銅鋁散熱器交替著控制了2003-2004年的散熱器市場，純銅散熱器直至今日仍然在主流散熱器市場上廣受歡迎，主要是因為回流焊接工藝的不斷完善。發(fā)熱量在不停的提高再提高，銅鋁結(jié)合散熱器和純銅散熱器也只能在一段時間內(nèi)發(fā)揮作用，便要再次回到增大散熱片和增強風(fēng)扇的老路上，傳統(tǒng)的散熱技術(shù)已經(jīng)遇到瓶頸，全面采用新的散熱技術(shù)勢在必行。2004年，我們聽到了一個新名詞熱管，在短短幾個月內(nèi)，這個新鮮而又神秘的技術(shù)成為眾多DIYer的寵兒。雖然熱管技術(shù)早在2000年就曾經(jīng)在零售市場出現(xiàn)過，

4、但更多的時候還是被運用到筆記本電腦和準(zhǔn)系統(tǒng)上，真正走入DIY主流市場是在今年年初。熱管在散熱器領(lǐng)域的運用打破了傳統(tǒng)散熱器的設(shè)計理念，從散熱原理到散熱器設(shè)計結(jié)構(gòu)上都發(fā)生了很大的變化。先進技術(shù)取代落后技術(shù)是一種必然，熱管技術(shù)將是2005年散熱領(lǐng)域中最耀眼的一顆星。而如今一個新的散熱時代-整體散熱解決方案時代正在到來，2007年6月28日，“2007年華碩散熱器技術(shù)與策略溝通會”在京召開，華碩電腦中國業(yè)務(wù)群散熱器產(chǎn)品線產(chǎn)品總監(jiān)高勇借此機會向業(yè)界正式闡述了華碩散熱器產(chǎn)品線2007年的市場策略和產(chǎn)品推出計劃，并重點介紹了本次兩款產(chǎn)品所完美詮釋的“華碩整體散熱解決方案”，宣告散熱器正進入每個PC用戶的生活

5、。散熱器不再是骨灰級超頻玩家的私屬專利，對每天都跟電腦親密接觸的用戶來說，擁有一款散熱和靜音完美平衡的散熱器將直接提升用戶的品質(zhì)生活，也拉開了這是時代的序幕。一家專業(yè)散熱器網(wǎng)站用戶購買散熱器意向的統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，12%的用戶在購買散熱器的時候更加關(guān)注散熱性能，而未表示出對散熱器的音噪的足夠重視;17%的用戶認(rèn)為在不選擇超頻，不長時間使用電腦的時候，對散熱器的音噪控制要求更加苛刻;事實上，除了極少數(shù)人對于散熱器漠不關(guān)心之外，在近68%的用戶眼中，他們想要的散熱器是具有足夠散熱性能的同時，其所發(fā)出的聲音還不至于對他們的生活品質(zhì)有任何的羈絆。“顧客總會問問散熱器的聲音有多大，”一些散熱器代理經(jīng)銷商談到

6、，“因為這是他們可以直觀感覺得到的?！彼麄兊匿N售統(tǒng)計數(shù)據(jù)也可以佐證這樣的觀點：散熱性能不錯、靜音效果非凡的產(chǎn)品更容易引起用戶的消費行為，成為銷售量的絕對保證。如何找到散熱與靜音的平衡，實現(xiàn)散熱靜音兩手抓、兩手都要硬的整體散熱解決方案，是廠商們滿足從骨灰級超頻玩家追求超強散熱性能到一般PC用戶強調(diào)冷靜平衡的個性化需求，提升不同需求層次用戶生活品質(zhì)的唯一選擇了。在經(jīng)過一段長時間提高散熱器散熱性能的“攀比”之后，眾多廠家發(fā)現(xiàn)，這是場激烈有余、精彩不足的戰(zhàn)爭。散熱器的散熱效能提升幅度之小讓他們感覺到了些許意外，更讓他們失意的則是這些散熱器并沒有為他們的市場帶來預(yù)期的增長。到散熱器已經(jīng)逐漸步入大眾體驗階

7、段的時候，散熱器廠商們要想做大做強，只有找到散熱與靜音的平衡才能滿足用戶們體驗寧靜工作狀態(tài)，提升生活品質(zhì)的需求已經(jīng)成為業(yè)界共識?，F(xiàn)在，不管是TT火星9還是大臺風(fēng)，無論是冰玲瓏還是風(fēng)神匠，靜音都成為了TT、酷冷至尊等廠家新的改進目標(biāo)。他們知道，要么趨近“冷靜”平衡的大潮，要么接受市場被在靜音與散熱上表現(xiàn)得更加平衡的整體解決方案廠商一步步蠶食的命運。現(xiàn)在的問題是，在那里可以找到“冷靜”的黃金分割?不過，這要歸功于華碩擁有恒溫恒濕機、風(fēng)洞、噪音實驗室、標(biāo)準(zhǔn)Intel、AMD 散熱測試平臺，標(biāo)準(zhǔn) VGA 散熱測試系統(tǒng)以及各種專業(yè)測試儀器，以及批經(jīng)驗豐富的散熱，噪音測試工程師。可以說，在散熱性能上，各大

8、廠商之間并不存在明顯的差距。不過，為了找到“冷”“靜”的最佳切合點，華碩在增加散熱器產(chǎn)品線后，在加大散熱器散熱效能研發(fā)的同時，專業(yè)的噪音工程人員，同時不斷的進行整合風(fēng)扇、散熱器以及系統(tǒng)的噪音分析。其獨有的Inner fan技術(shù)運用以及Vapo 氣化軸承的引入，將全系列冷靜精品散熱器的音噪控制到16-25dBA之間，華碩的冷靜平衡足以傲視群雄?？v觀華碩散熱器主流產(chǎn)品，華碩在設(shè)計高效散熱器時會根據(jù)風(fēng)扇的特性，如風(fēng)流及風(fēng)壓來選擇合適的風(fēng)扇。此外也會進行空氣流場和熱場的分布模擬分析，力求為降溫找出更好的解決辦法。這也是為什么華碩能夠擁有重量輕、噪音低等強悍效能的散熱器。旗下Triton 70(海神70

9、)、Arctic Square(極地冰城)、Silent Knight(沉默武者)等全線產(chǎn)品都是“冷靜”兼?zhèn)?。純銅底座加導(dǎo)熱管技術(shù)以及高密度鋁質(zhì)散熱片，加上PWM智控軸承風(fēng)扇，可以使兩款產(chǎn)品的散熱效能較盒裝風(fēng)扇有降低6-16度的驚人表現(xiàn)。而Vapo氣化軸承的引入，使風(fēng)扇經(jīng)久耐用、穩(wěn)定且能顯著降低音噪，一般工作狀態(tài)下兩款產(chǎn)品的噪音僅為22、25dBA。華碩Lion Square(獅子王)也不例外，9厘米風(fēng)扇具有PWM自動溫感功能，能夠自動依據(jù)CPU溫度來控制風(fēng)扇轉(zhuǎn)速， 并將噪音值控制在最低16分貝， 讓玩家享受極靜空間。對于逐漸步入大眾生活的散熱器，散熱和靜音的平衡已經(jīng)逐漸成為大眾生活的平常需求

10、，整體散熱解決方案已經(jīng)昭示著未來發(fā)展趨向。眾所周知電子器件的工作溫度直接決定其使用壽命和穩(wěn)定性，要讓PC各部件的工作溫度保持在合理的范圍內(nèi)，除了保證PC工作環(huán)境的溫度在合理范圍內(nèi)之外，還必須要對其進行散熱處理。而隨著PC計算能力的增強，功耗與散熱問題日益成為不容回避的問題。一般說來，PC內(nèi)的熱源大戶包括CPU、主板(南橋、北橋及VRM部分)、顯卡以及其他部件如硬件、光驅(qū)等，它們工作時消耗的電能會有相當(dāng)一部分轉(zhuǎn)化為熱量。尤其對CPU而言，如果用戶進行了超頻，其內(nèi)部元件的發(fā)熱量更是不可小覷，要保證其穩(wěn)定地工作更必須有效地散熱。熱傳遞的原理與基本方式學(xué)過中學(xué)物理的朋友都知道，熱傳遞主要有三種方式：第

11、一傳導(dǎo)：物質(zhì)本身或當(dāng)物質(zhì)與物質(zhì)接觸時，能量的傳遞就被稱為熱傳導(dǎo)，這是最普遍的一種熱傳遞方式，由能量較低的粒子和能量較高的粒子直接接觸碰撞來傳遞能量。相對而言，熱傳導(dǎo)方式局限于固體和液體，因為氣體的分子構(gòu)成并不是很緊密，它們之間能量的傳遞被稱為熱擴散。熱傳導(dǎo)的基本公式為“Q=K×A×T/L”。其中Q代表為熱量，也就是熱傳導(dǎo)所產(chǎn)生或傳導(dǎo)的熱量;K為材料的熱傳導(dǎo)系數(shù)，熱傳導(dǎo)系數(shù)類似比熱，但是又與比熱有一些差別，熱傳導(dǎo)系數(shù)與比熱成反比，熱傳導(dǎo)系數(shù)越高，其比熱的數(shù)值也就越低。舉例說明，純銅的熱傳導(dǎo)系數(shù)為396.4，而其比熱則為0.39;公式中A代表傳熱的面積(或是兩物體的接觸面積)、

12、T代表兩端的溫度差;L則是兩端的距離。因此，從公式我們就可以發(fā)現(xiàn)，熱量傳遞的大小同熱傳導(dǎo)系數(shù)、熱傳熱面積成正比，同距離成反比。熱傳遞系數(shù)越高、熱傳遞面積越大，傳輸?shù)木嚯x越短，那么熱傳導(dǎo)的能量就越高，也就越容易帶走熱量。第二對流：對流指的是流體(氣體或液體)與固體表面接觸，造成流體從固體表面將熱帶走的熱傳遞方式。具體應(yīng)用到實際來看，熱對流又有兩種不同的情況，即：自然對流和強制對流。自然對流指的是流體運動，成因是溫度差，溫度高的流體密度較低，因此質(zhì)量輕，相對就會向上運動。相反地，溫度低的流體，密度高，因此向下運動，這種熱傳遞是因為流體受熱之后，或者說存在溫度差之后，產(chǎn)生了熱傳遞的動力;強制對流則是

13、流體受外在的強制驅(qū)動(如風(fēng)扇帶動的空氣流動),驅(qū)動力向什么地方，流體就向什么地方運動，因此這種熱對流更有效率和可指向性。熱對流的公式為“Q=H×A×T”。公式中Q依舊代表熱量，也就是熱對流所帶走的熱量;H為熱對流系數(shù)值，A則代表熱對流的有效接觸面積;T代表固體表面與區(qū)域流體之間的溫度差。因此熱對流傳遞中，熱量傳遞的數(shù)量同熱對流系數(shù)、有效接觸面積和溫度差成正比關(guān)系;熱對流系數(shù)越高、有效接觸面積越大、溫度差越高，所能帶走的熱量也就越多。第三輻射：熱輻射是一種可以在沒有任何介質(zhì)的情況下，不需要接觸，就能夠發(fā)生熱交換的傳遞方式，也就是說，熱輻射其實就是以波的形式達(dá)到熱交換的目的。既

14、然熱輻射是通過波來進行傳遞的，那么勢必就會有波長、有頻率。不通過介質(zhì)傳遞就需要的物體的熱吸收率來決定傳遞的效率了，這里就存在一個熱輻射系數(shù)，其值介于01之間，是屬于物體的表面特性，而剛體的熱傳導(dǎo)系數(shù)則是物體的材料特性。一般的熱輻射的熱傳導(dǎo)公式為“Q =E×S×F×(Ta-Tb)”。公式中Q代表熱輻射所交換的能力，E是物體表面的熱輻射系數(shù)。在實際中，當(dāng)物質(zhì)為金屬且表面光潔的情況下，熱輻射系數(shù)比較小，而把金屬表面進行處理后(比如著色)其表面熱輻射系數(shù)值就會提升。塑料或非金屬類的熱輻射系數(shù)值大部分都比較高。S是物體的表面積，F(xiàn)則是輻射熱交換的角度和表面的函數(shù)關(guān)系，但這里

15、這個函數(shù)比較難以解釋。(Ta-Tb)則是表面a的溫度同表面b之間的溫度差。因此熱輻射系數(shù)、物體表面積的大小以及溫度差之間都存在正比關(guān)系。任何散熱器也都會同時使用以上三種熱傳遞方式，只是側(cè)重有所不同。以CPU散熱為例，整個熱傳導(dǎo)過程包括4個環(huán)節(jié)，第一是CPU ，它是熱源產(chǎn)生者，熱由CPU工作不斷地散發(fā)出來;第二是底座和散熱片是熱的傳導(dǎo)體，底座與CPU核心緊密接觸的散熱片底座以將熱以傳導(dǎo)的方式傳遞到散熱片;第三是風(fēng)扇是增加熱傳導(dǎo)和指向熱傳導(dǎo)的媒介，到達(dá)散熱片的熱量再通過其他方式如風(fēng)扇吹動將熱量送走;第四是空氣，這是熱交換的最終流向，要保證有良好的散熱，機箱內(nèi)部就得有充?？臻g和科學(xué)的風(fēng)道。散熱方式一

16、般說來，依照從散熱器帶走熱量的方式，可以將散熱器分為主動式散熱和被動式散熱。所謂的被動式散熱，是指通過散熱片將熱源如CPU產(chǎn)生的熱量自然散發(fā)到空氣中，其散熱的效果與散熱片大小成正比，但因為是自然散發(fā)熱量，效果當(dāng)然大打折扣，常常用在那些對空間沒有要求的設(shè)備中，或者用于為發(fā)熱量不大的部件散熱，如部分普及型主板在北橋上也采取被動式散熱。對于個人使用的PC機來說，絕大多數(shù)采取主動式散熱方式，主動式散熱就是通過風(fēng)扇等散熱設(shè)備強迫性地將散熱片發(fā)出的熱量帶走，其特點是散熱效率高，而且設(shè)備體積小。主動式散熱，從散熱方式上細(xì)分，可以分為風(fēng)冷散熱、液冷散熱、熱管散熱、半導(dǎo)體制冷、化學(xué)制冷等等。風(fēng)冷風(fēng)冷散熱是最常見

17、的散熱方式，相比較而言，也是較廉價的方式。風(fēng)冷散熱從實質(zhì)上講就是使用風(fēng)扇帶走散熱器所吸收的熱量。具有價格相對較低，安裝方便等優(yōu)點。但對環(huán)境依賴比較高，例如氣溫升高以及超頻時其散熱性能就會大受影響。液冷液冷散熱是通過液體在泵的帶動下強制循環(huán)帶走散熱器的熱量，與風(fēng)冷相比，具有安靜、降溫穩(wěn)定、對環(huán)境依賴小等等優(yōu)點。液冷的價格相對較高，而且安裝也相對麻煩一些。同時安裝時盡量按照說明書指導(dǎo)的方法安裝才能獲得最佳的散熱效果。出于成本及易用性的考慮，液冷散熱通常采用水做為導(dǎo)熱液體，因此液冷散熱器也常常被稱為水冷散熱器。熱管熱管屬于一種傳熱元件，它充分利用了熱傳導(dǎo)原理與致冷介質(zhì)的快速熱傳遞性質(zhì)，通過在全封閉真

18、空管內(nèi)的液體的蒸發(fā)與凝結(jié)來傳遞熱量，具有極高的導(dǎo)熱性、良好的等溫性、冷熱兩側(cè)的傳熱面積可任意改變、可遠(yuǎn)距離傳熱、可控制溫度等一系列優(yōu)點，并且由熱管組成的換熱器具有傳熱效率高、結(jié)構(gòu)緊湊、流體阻損小等優(yōu)點。其導(dǎo)熱能力已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過任何已知金屬的導(dǎo)熱能力。半導(dǎo)體制冷半導(dǎo)體制冷就是利用一種特制的半導(dǎo)體制冷片在通電時產(chǎn)生溫差來制冷，只要高溫端的熱量能有效的散發(fā)掉，則低溫端就不斷的被冷卻。在每個半導(dǎo)體顆粒上都產(chǎn)生溫差，一個制冷片由幾十個這樣的顆粒串聯(lián)而成，從而在制冷片的兩個表面形成一個溫差。利用這種溫差現(xiàn)象，配合風(fēng)冷/水冷對高溫端進行降溫，能得到優(yōu)秀的散熱效果。半導(dǎo)體制冷具有制冷溫度低、可靠性高等優(yōu)點，冷面溫

19、度可以達(dá)到零下10以下，但是成本太高，而且可能會因溫度過低導(dǎo)致CPU結(jié)露造成短路，而且現(xiàn)在半導(dǎo)體制冷片的工藝也不成熟，不夠?qū)嵱?。化學(xué)制冷所謂化學(xué)制冷，就是使用一些超低溫化學(xué)物質(zhì)，利用它們在融化的時候吸收大量的熱量來降低溫度。這方面以使用干冰和液氮較為常見。比如使用干冰可以將溫度降低到零下20以下，還有一些更“變態(tài)”的玩家利用液氮將CPU溫度降到零下100以下(理論上)，當(dāng)然由于價格昂貴和持續(xù)時間太短，這個方法多見于實驗室或極端的超頻愛好者。決定散熱效果的幾個方面第一、材質(zhì)的選擇熱傳導(dǎo)系數(shù) (單位: W/mK)銀 429 銅 401金 317 鋁 237鐵 80 鉛 34.81070型鋁合金 2

20、26 1050型鋁合金 2096063型鋁合金 201 6061型鋁合金 155一般說來，普通風(fēng)冷散熱器自然要選擇金屬作為散熱器的材料。對所選用的材料，希望其同時具有高比熱和高熱傳導(dǎo)系數(shù)，從上可以看出，銀和銅是最好的導(dǎo)熱材料，其次是金和鋁。但是金、銀太過昂貴，所以，目前散熱片主要由鋁和銅制成。相比較而言，銅和鋁合金二者同時各有其優(yōu)缺點：銅的導(dǎo)熱性好，但價格較貴，加工難度較高，重量過大，且銅制散熱器熱容量較小，而且容易氧化。另一方面純鋁太軟，不能直接使用，都是使用的鋁合金才能提供足夠的硬度，鋁合金的優(yōu)點是價格低廉，重量輕，但導(dǎo)熱性比銅就要差很多。所以在散熱器的發(fā)展史上也出現(xiàn)了以下幾種材質(zhì)的產(chǎn)品：

21、純鋁散熱器純鋁散熱器是早期最為常見的散熱器，其制造工藝簡單，成本低，到目前為止，純鋁散熱器仍然占據(jù)著相當(dāng)一部分市場。為增加其鰭片的散熱面積，純鋁散熱器最常用的加工手段是鋁擠壓技術(shù)，而評價一款純鋁散熱器的主要指標(biāo)是散熱器底座的厚度和Pin-Fin比。Pin是指散熱片的鰭片的高度，F(xiàn)in是指相鄰的兩枚鰭片之間的距離。Pin-Fin比是用Pin的高度(不含底座厚度)除以Fin，Pin-Fin 比越大意味著散熱器的有效散熱面積越大，代表鋁擠壓技術(shù)越先進。純銅散熱器銅的熱傳導(dǎo)系數(shù)是鋁的1.69倍，所以在其他條件相同的前提下，純銅散熱器能夠更快地將熱量從熱源中帶走。不過銅的質(zhì)地是個問題，很多標(biāo)榜“純銅散熱

22、器”其實并非是真正的100%的銅。在銅的列表中，含銅量超過99%的被稱為無酸素銅，下一個檔次的銅為含銅量為85%以下的丹銅。目前市場上大多數(shù)的純銅散熱器的含銅量都在介于兩者之間。而一些劣質(zhì)純銅散熱器的含銅量甚至連85%都不到，雖然成本很低，但其熱傳導(dǎo)能力大大降低，影響了散熱性。此外，銅也有明顯的缺點，成本高，加工難，散熱器質(zhì)量太大都阻礙了全銅散熱片的應(yīng)用。紅銅的硬度不如鋁合金AL6063，某些機械加工(如剖溝等)性能不如鋁;銅的熔點比鋁高很多，不利于擠壓成形( Extrusion )等等問題。銅鋁結(jié)合技術(shù)在考慮了銅和鋁這兩種材質(zhì)各自的缺點后，目前市場部分高端散熱器往往采用銅鋁結(jié)合制造工藝，這些

23、散熱片通常都采用銅金屬底座，而散熱鰭片則采用鋁合金，當(dāng)然，除了銅底，也有散熱片使用銅柱等方法，也是相同的原理。憑借較高的導(dǎo)熱系數(shù)，銅制底面可以快速吸收CPU釋放的熱量;鋁制鰭片可以借助復(fù)雜的工藝手段制成最有利于散熱的形狀，并提供較大的儲熱空間并快速釋放，這在各方面找到了的一個均衡點。第二、制作工藝1.底座的制作工藝要提高散熱器底座的熱傳導(dǎo)能力，選用具有較高的熱傳導(dǎo)系數(shù)的材質(zhì)是一方面，但另一方面也要解決好熱源如CPU與散熱器底座的結(jié)合的緊密程度問題。根據(jù)熱傳導(dǎo)的定律，在材質(zhì)固定的前提下，傳導(dǎo)能力與接觸面積成正比，與接觸距離成反比。接觸面積越大，就能使熱量越快地散發(fā)出去，但對CPU來說其Die是固

24、定的，所以結(jié)合距離就更顯重要。常用的底面處理工藝包括：拉絲工藝(研磨)拉絲工藝也是使用最多的底面處理工藝。拉絲時使用某種表面具有一定粗糙程度及硬度的工具，常見的如砂紙、銼等，對物體處理表面進行單向、反復(fù)或旋轉(zhuǎn)的摩擦，借助工具粗糙表面摩擦?xí)r的剪削效果去除處理表面的凸出物;當(dāng)然，磨平凸出物的同時也會在原本平整的表面上造成劃痕。故而應(yīng)采用由粗到細(xì)循序漸進的過程，逐漸減小處理表面的粗糙程度。盤銑工藝(切削)盤銑工藝是指將散熱器底面固定之后通過高速旋轉(zhuǎn)的刀具切割散熱器表面，刀具始終在同一平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)，因此切割出來的底面非常平整。與拉絲工藝相同，盤銑工藝使用的刀具越精細(xì)，切割出的底面的平整程度越高。盤銑工藝

25、的制造成本較高，但相對拉絲只需要兩三道工序，比較省時，并且效果也比較理想。數(shù)控機床數(shù)控機床應(yīng)用于散熱片的底面平整處理主要采用的工藝仍然是銑。但與傳統(tǒng)盤銑不同，數(shù)控銑床的刀具可以通過單片機精確控制與散熱片間的相對距離。刀具接觸散熱片底面后，兩者水平方向相對運動，即可對傳統(tǒng)盤銑中刀具空隙留下的未處理部分進行切削，而達(dá)到完整的平面效果，不許任何后續(xù)處理即可獲得鏡面一般的效果，平整度可小于0.001mm。其他工藝除上述幾種外，還有其他對散熱器底處理的工藝，如拋光，不過，相對而言，拋光處理更多地是出于散熱器美觀方面的考慮，對散熱器底面平整度沒有太大的改善，且處理成本較高。2.常見的銅鋁結(jié)合工藝扦焊扦焊是

26、采用熔點比母材熔點低的金屬材料作為焊料，在低于母材熔點而高于焊料熔點的溫度下，利用液態(tài)焊料潤濕母材，填充接頭間隙，然后冷凝形成牢固接合界面的焊接方法。主要工序有：材料前處理、組裝、加熱焊接、冷卻、后處理等工序。常用的扦焊方式是錫扦焊,鋁表面在空氣中會形成一層非常穩(wěn)定的氧化層(AL2O3),使銅鋁焊接難度較高,這是阻礙焊接的最大因素。必須要將其去除或采用化學(xué)方法將其去除后并電鍍一層鎳或其它容易焊接的金屬，這樣銅鋁才能順利焊接在一起。散熱片上的銅底是進行熱的傳導(dǎo)，要求的不僅是機械強度，更重要的是焊接的面積要大(焊著率要高)，才能有效地提升散熱效能，否則不斷不會提升散熱效能，反而會使其比全鋁合金的散

27、熱片更加糟糕。貼片、螺絲鎖合貼片工藝是將薄銅片通過螺絲與鋁制底面結(jié)合，這樣做的主要目的是增加散熱器的瞬間吸熱能力，延長一部分本身設(shè)計成熟的純鋁散熱器的生命周期。經(jīng)過測試發(fā)現(xiàn)：在鋁散熱片底部與銅塊之間使用高性能導(dǎo)熱介質(zhì)，施加80Kgf的力壓緊后用螺絲將其鎖緊，其散熱效果與銅鋁焊接的效果相當(dāng)，同樣達(dá)到了預(yù)計的散熱效能提升幅度。這種方法較焊接簡單, 而且品質(zhì)穩(wěn)定，制程簡單，投入設(shè)備成本較焊接低，不過只是作為改進，所以性能提升不明顯。雖然有散熱膏填充，銅片與鋁底之間的不完全接觸仍然是熱量傳遞的最大障礙。塞銅 嵌銅塞銅方式主要有兩種，一種是將銅片嵌入鋁制底板中，常見于用鋁擠壓工藝制造的散熱器中。由于鋁制

28、散熱器底部的厚度有限，嵌入銅片的體積也受到限制。增加銅片的主要目的是加強散熱器的瞬間吸熱能力，而且與鋁制散熱器的接觸也很有限，所以大多數(shù)情況下，這種銅鋁散熱器比鋁制散熱器的效果好不了多少，在接觸不良的情況下，甚至為妨礙散熱。還有一種是將銅柱嵌入鰭片呈放射狀的鋁制散熱器中。Intel原裝散熱器就是采用了這樣的設(shè)計。銅柱的體積較大，與散熱器的接觸較為充分。采用銅柱后，散熱器的熱容量和瞬間吸熱能力都能增長。這種設(shè)計也是目前OEM采用較多的。3.散熱器的加工成型技術(shù)從某些角度看，散熱器的加工成型技術(shù)決定了散熱器的最終性能，也是廠商技術(shù)實力的最重要體現(xiàn)。目前散熱器的主流成型技術(shù)多為如下幾類：鋁擠壓技術(shù)(

29、Extruded)鋁擠壓技術(shù)簡單的說就是將鋁錠高溫加熱至約 520540，在高壓下讓鋁液流經(jīng)具有溝槽的擠型模具，作出散熱片初胚，然再對散熱片初胚進行裁剪、剖溝等處理后就做成了我們常見到的散熱片。鋁擠壓技術(shù)較易實現(xiàn)，且設(shè)備成本相對較低，也使其在前些年的低端市場得到廣泛的應(yīng)用。一般常用的鋁擠型材料為 AA6063，其具有良好熱傳導(dǎo)率(約160180 W/m.K)與加工性。不過由于受到本身材質(zhì)的限制散熱鰭片的厚度和長度之比不能超過1：18，所以在有限的空間內(nèi)很難提高散熱面積，故鋁擠散熱片散熱效果比較差，很難勝任現(xiàn)今日益攀升的高頻率CPU。鋁壓鑄技術(shù)除鋁擠壓技術(shù)外，另一個常被用來制造散熱片的制程方式為

30、鋁壓鑄，通過將鋁錠熔解成液態(tài)后，填充入金屬模型內(nèi)，利用壓鑄機直接壓鑄成型，制成散熱片，采用壓注法可以將鰭片做成多種立體形狀，散熱片可依需求作成復(fù)雜形狀，亦可配合風(fēng)扇及氣流方向作出具有導(dǎo)流效果的散熱片，且能做出薄且密的鰭片來增加散熱面積，因工藝簡單而被廣泛采用。一般常用的壓鑄型鋁合金為ADC12，由于壓鑄成型性良好，適用于做薄鑄件，但因熱傳導(dǎo)率較差(約 96 W/m.K)，現(xiàn)在國內(nèi)多以 AA1070 鋁料來做為壓鑄材料，其熱傳導(dǎo)率高達(dá) 200 W/m.K 左右，具有良好的散熱效果。不過，以 AA1070 鋁合金壓鑄散熱器存在著一些其自身無法克服的先天不足：(1)壓鑄時表面流紋及氧化渣過多，會降低

31、熱傳效果。(2)冷卻時內(nèi)部微縮孔偏高，實質(zhì)熱傳導(dǎo)率降低(K<200 W/m.K)。(3)模具易受侵蝕，致壽命較短。(4)成型性差，不適合薄鑄件。(5)材質(zhì)較軟，容易變型。接合型制程這類散熱器是先用鋁或銅板做成鰭片，之后利用導(dǎo)熱膏或焊錫將它結(jié)合在具有溝槽的散熱底座上。結(jié)合型散熱器的特點是鰭片突破原有的比例限制，散熱效果好，而且還可以選用不同的材質(zhì)做鰭片。此制程之優(yōu)點為散熱器Pin-Fin比可高達(dá)60以上，散熱效果佳，且鰭片可選用不同材質(zhì)制作。其缺點在于利用導(dǎo)熱膏和焊錫接結(jié)合的鰭片與底座之間會存在介面阻抗問題，從而影響散熱，為了改善這些缺點，散熱器領(lǐng)域又運用了2種新技術(shù)。首先是插齒技術(shù)，它是

32、利用60噸以上的壓力，把鋁片結(jié)合在銅片的基座中，并且鋁和銅之間沒有使用任何介質(zhì)，從微觀上看鋁和銅的原子在某種程度上相互連接，從而徹底避免了傳統(tǒng)的銅鋁結(jié)合產(chǎn)生介面熱阻的弊端，大大提高了產(chǎn)品的熱傳到能力。其次是回流焊接技術(shù)，傳統(tǒng)的接合型散熱片最大的問題是介面阻抗問題，而回流焊接技術(shù)就是對這一問題的改進。其實，回流焊接和傳統(tǒng)接合型散熱片的工序幾乎相同，只是使用了一個特殊的回焊爐，它可以精確的對焊接的溫度和時間參數(shù)進行設(shè)定，焊料采用用鉛錫合金，使焊接和被焊接的金屬得到充分接觸，從而避免了漏焊空焊，確保了鰭片和底座的連接盡可能緊密，最大限度降低介面熱阻，又可以控制每一個焊點的焊銅融化時間和融化溫度，保證

33、所有焊點的均勻，不過這個特殊的回焊爐價格很貴，主板廠商用的比較多，而散熱器廠商則很少采用。一般說來，采取這種工藝的散熱器多用于高端，價格較為昂貴?？蓳闲灾瞥炭蓳闲灾瞥掏ㄟ^先將銅或鋁的薄板，以成型機折成一體成型的鰭片，然后用穿刺模將上下底板固定，再利用高周波金屬熔接機，與加工過的底座焊接成一體，由于制程為連續(xù)接合，適合做高厚長比的散熱片，且因鰭片為一體成型，利于熱傳導(dǎo)的連續(xù)性，鰭片厚度僅有0.1mm，可大大降低材料的需求，并在散熱片容許重量內(nèi)得到最大熱傳面積。為達(dá)到大量生產(chǎn)，并克服材質(zhì)接合時之接口阻抗，制程部份采上下底板同時送料，自動化一貫制程，上下底板接合采高周波熔焊接合，即材料熔合來防止接口

34、阻抗的產(chǎn)生，以建立高強度、緊密排列間距的散熱片。由于制程連續(xù)，故能大量生產(chǎn)，且由于重量大幅減輕，效能提升，所以能增加熱傳效率。鍛造制程鍛造工藝就是將鋁塊加熱后將鋁塊加熱至降伏點，利用高壓充滿模具內(nèi)而形成的，它的優(yōu)點是鰭片高度可以達(dá)到50mm以上，厚度1mm以下，能夠在相同的體積內(nèi)得到最大的散熱面積，而且鍛造容易得到很好的尺寸精度和表面光潔度。但鍛造時，由于冷卻塑性流變時會有頸縮現(xiàn)象，使散熱片易有厚薄、高度不均的情況產(chǎn)生，進而影響散熱效率，因金屬的塑性低，變形時易產(chǎn)生開裂，變形抗力大，需要大噸位(500噸以上)的鍛壓機械，也正因為設(shè)備和模具的高昂費用而導(dǎo)致產(chǎn)品成本極高。且因設(shè)備及模具費用高昂，除

35、非大量生產(chǎn)否則成本過高。刨床、切削工藝刨床式制程即先以擠型方式做出帶有凹槽之長條狀的胚子，再使用特殊的刀具，將初胚削出一層層的鰭片出來，其散熱鰭片的厚度可薄至 0.5mm 以下，且鰭片與底板是一體成型，從而避免接口阻抗這一多材質(zhì)結(jié)合時的大麻煩。其缺點則是，在成型的過程中，由于材料應(yīng)力集中，鰭片與底板接合處會產(chǎn)生肉眼不易察覺的裂縫，進而影響散熱器的散熱性能，且由于廢料、量產(chǎn)能力及次品率等問題，使得制作成本較高。切削技術(shù)則是對一整塊金屬進行一次性切削，形成很薄、很密散熱鰭片，從而有效地增加了散熱面積。由于要進行切削，金屬的硬度不能太高，所以鋁的含量會比普通鋁合金散熱片稍高，成型后的散熱器質(zhì)量很輕，

36、安裝方便。這種技術(shù)雖然原料成本與普通壓鑄成型的散熱器相當(dāng)，但工藝要求高，加工困難，因此產(chǎn)品并不多。精密切割技術(shù)精密切割技術(shù)是將一塊整體的型材(鋁/銅)，根據(jù)需要用特殊的切割機床在基座上切割出指定間距的散熱鰭片。相比傳統(tǒng)的鋁擠壓工藝，精密切割技術(shù)可以在單位體積內(nèi)切割出更大的散熱面積(增加50%以上)。精密切割技術(shù)切割出的散熱片表面會形成粗顆粒，這種粗顆?？梢允股崞涂諝獾慕佑|面更大，提升散熱效率。精密切割的最大優(yōu)勢是散熱器屬于整體切割成型，散熱鰭片和散熱底座結(jié)合為一體，精密切割技術(shù)制造的散熱片不存在介面熱阻的問題，熱傳導(dǎo)效率非常高。擴展結(jié)合工藝擴展結(jié)合工藝跟插齒工藝有些類似，先將鋁或銅板做成鰭

37、片，在高溫下將鰭片插入帶溝槽的散熱器底部，不過擴展結(jié)合工藝在插入鰭片的同時還要塞入一個短銅片以產(chǎn)生過盈連接并提高散熱鰭片與散熱器底部的連接面積，來減小接觸熱阻，該工藝的接觸熱阻非常不錯，該工藝已經(jīng)被不少日系廠商所采用。折葉(Fold FIN)技術(shù)Fold FIN(金屬折葉)技術(shù)在原理上與Skiving技術(shù)類似，是將單片的鰭片排列在特殊材料焊接的散熱片底板上，由于鰭片可以達(dá)到很薄，鰭片間距也非常大，在單位面積可以使有效散熱面積倍增，從而大大提高散熱效果。一般說來，折葉工藝并非一項單獨的制造工藝，它往往伴隨回流焊接工藝。使用折葉工藝可以更好的控制焊接的精度，同時提高鰭片的強度。折葉后鰭片之間相互連

38、接，還可以改善熱量傳遞。Fold FIN技術(shù)也很復(fù)雜，一般廠家很難保證金屬折葉和底部接觸緊密，如果這點做得不好，散熱效果會大打折扣。壓固法將眾多的銅片或鋁片疊加起來，將其中一個側(cè)面加壓并拋光與CPU核心接觸，另一側(cè)面伸展開來作為散熱片的鰭片。壓固法制作的散熱器其特點是鰭片數(shù)量可以做的很多，而且不需要很高的工藝就能保證每個鰭片都能與CPU核心保持良好的接觸而各個鰭片之間也通過壓固的方式有著緊密的接觸，彼此之間的熱量傳導(dǎo)損失也會明顯降低，因此這種散熱器的散熱效果往往不錯。第三、風(fēng)扇對風(fēng)冷散熱器而言，最終都要通過風(fēng)扇的強制對流來加快熱量的散發(fā)，因此一款風(fēng)扇的好壞，對整個散熱效果起到了決定性的作用。配

39、備一個性能優(yōu)良的CPU風(fēng)扇也是保證整部電腦順利運轉(zhuǎn)的關(guān)鍵因素之一。決定風(fēng)扇最終散熱性能的因素很多，主要包括風(fēng)量、轉(zhuǎn)速、噪音、使用壽命長短、采用何種扇葉軸承等。1.風(fēng)量風(fēng)量是指風(fēng)冷散熱器風(fēng)扇每分鐘排出或納入的空氣總體積，如果按立方英尺來計算，單位就是CFM;如果按立方米來算，就是CMM。散熱器產(chǎn)品經(jīng)常使用的風(fēng)量單位是CFM(約為0.028立方米/分鐘)。50x50x10mm CPU風(fēng)扇一般會達(dá)到10 CFM，60x60x25mm風(fēng)扇通常能達(dá)到20-30的CFM。在散熱片材質(zhì)相同的情況下，風(fēng)量是衡量風(fēng)冷散熱器散熱能力的最重要的指標(biāo)。顯然，風(fēng)量越大的散熱器其散熱能力也越高。這是因為空氣的熱容比率是一

40、定的，更大的風(fēng)量，也就是單位時間內(nèi)更多的空氣能帶走更多的熱量。當(dāng)然，同樣風(fēng)量的情況下散熱效果和風(fēng)的流動方式有關(guān)。風(fēng)量和風(fēng)壓風(fēng)量和風(fēng)壓是兩個相對的概念。一般來說，在廠商節(jié)約成本的考量下，要設(shè)計風(fēng)扇的風(fēng)量大，就要犧牲一些風(fēng)壓。如果風(fēng)扇可以帶動大量的空氣流動，但風(fēng)壓小，風(fēng)就吹不到散熱器的底部(這就是為什么一些風(fēng)扇轉(zhuǎn)速很高，風(fēng)量很大，但就是散熱效果不好的原因)，相反地，風(fēng)壓大則往往意味著風(fēng)量就小，沒有足夠的冷空氣與散熱片進行熱交換，也會造成散熱效果不好。一般鋁質(zhì)鰭片的散熱片要求風(fēng)扇的風(fēng)壓足夠大，而銅質(zhì)鰭片的散熱片則要求風(fēng)扇的風(fēng)量足夠大;鰭片較密的散熱片相比鰭片較疏的散熱片，需要更大風(fēng)壓的風(fēng)扇，否則空氣

41、在鰭片間流動不暢，散熱效果會大打折扣。所以說不同的散熱器，廠商會根據(jù)需要配合適當(dāng)風(fēng)量、風(fēng)壓的風(fēng)扇，而并不是單一追求大風(fēng)量或者高風(fēng)壓的風(fēng)扇。風(fēng)扇轉(zhuǎn)速風(fēng)扇轉(zhuǎn)速是指風(fēng)扇扇葉每分鐘旋轉(zhuǎn)的次數(shù)，單位是rpm。風(fēng)扇轉(zhuǎn)速由電機內(nèi)線圈的匝數(shù)、工作電壓、風(fēng)扇扇葉的數(shù)量、傾角、高度、直徑和軸承系統(tǒng)共同決定。轉(zhuǎn)速和風(fēng)扇質(zhì)量沒有必然的聯(lián)系。風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速可以通過內(nèi)部的轉(zhuǎn)速信號進行測量，也可以通過外部進行測量(外部測量是用其它儀器看風(fēng)扇轉(zhuǎn)的有多快，內(nèi)部測量則直接可以到BIOS里看，也可以通過軟件看。內(nèi)部測量相對來說誤差大一些)。隨著應(yīng)用情況與環(huán)境溫度的變化，有時需要不同轉(zhuǎn)速風(fēng)扇來滿足需求。一些廠商特意設(shè)計出可調(diào)節(jié)風(fēng)扇轉(zhuǎn)速的

42、散熱器，分手動和自動兩種。手動的主要是讓用戶可以在冬天使用低轉(zhuǎn)速獲得低噪音，夏天時使用高轉(zhuǎn)速獲得好的散熱效果。自動類調(diào)溫散熱器一般帶有一個溫控感應(yīng)器，能夠根據(jù)當(dāng)前的工作溫度(如散熱片的溫度)自動控制風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速，溫度高則提高轉(zhuǎn)速，溫度低則降低轉(zhuǎn)速，以達(dá)到一個動態(tài)的平衡，從而讓風(fēng)噪與散熱效果保持一個最佳的結(jié)合點。2.風(fēng)扇噪音除了散熱效果之外，風(fēng)扇的工作噪音也是人們普遍關(guān)注的問題。風(fēng)扇噪音是風(fēng)扇工作時產(chǎn)生雜音的大小，受多方面因素影響，單位為分貝(dB)。測量風(fēng)扇的噪聲時需要在噪聲小于17dB的消音室中進行，距離風(fēng)扇一米，并沿風(fēng)扇轉(zhuǎn)軸的方向?qū)?zhǔn)風(fēng)扇的進氣口，采用A加權(quán)的方式進行測量。風(fēng)扇噪聲的頻譜特性

43、也很重要，因此還需要用頻譜儀記錄風(fēng)扇的噪聲頻率分布情況，一般要求風(fēng)扇的噪聲要盡量的小，而且不能存在異音。風(fēng)扇噪音與摩擦力、空氣流動有關(guān)。風(fēng)扇轉(zhuǎn)速越高、風(fēng)量越大，造成的噪音也會越大，另外風(fēng)扇自身的震動也是不可忽視的因素。當(dāng)然高品質(zhì)的風(fēng)扇的自身震動會很小，但前面兩個者卻是難以克服的。要解決這個問題，我們可以嘗試使用尺寸較大的風(fēng)扇。應(yīng)在在風(fēng)量相同的情況下，大風(fēng)扇在較低轉(zhuǎn)速時的工作噪聲要小于小風(fēng)扇在高轉(zhuǎn)速時的工作噪聲。另外一個我們?nèi)菀缀雎缘囊蛩厥秋L(fēng)扇的軸承。由于風(fēng)扇高速轉(zhuǎn)動時轉(zhuǎn)軸和軸承之間要摩擦碰撞，所以也是風(fēng)扇噪聲的一個主要來源。風(fēng)扇噪音的來源有：(1)振動假如風(fēng)扇轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時轉(zhuǎn)子的物理質(zhì)心與轉(zhuǎn)軸慣性

44、中心不在同一軸上，便會造成轉(zhuǎn)子的不平衡。轉(zhuǎn)子的物理質(zhì)心與轉(zhuǎn)軸慣性中心的最近距離稱為偏心距，轉(zhuǎn)子不不衡造成偏心距，當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時由于離心力的作用產(chǎn)生一作用力于轉(zhuǎn)軸支架而形成振動，且振動經(jīng)由基路徑傳遞到機械各部份。(2)風(fēng)噪風(fēng)扇工作時，由于葉片周期性地承受出口不均勻氣流的脈動力作用，產(chǎn)生噪聲;另一方面，由于葉片本身及葉片上壓力的不均勻分布，轉(zhuǎn)動時對周圍氣體及零件的擾動也構(gòu)成旋轉(zhuǎn)噪聲;此外由于氣體流經(jīng)葉片時產(chǎn)生湍流附層面、旋渦及旋渦脫離，引起葉片上壓力分布的脈動而產(chǎn)生渦流噪聲。這三種原因所引起的噪音可以綜合性地稱為“切風(fēng)噪音”,一般風(fēng)量風(fēng)壓大的風(fēng)扇，其切風(fēng)噪聲也較大。(3)異音風(fēng)噪聽起來只有單純的風(fēng)聲

45、，而異音則不同，風(fēng)扇運轉(zhuǎn)時，除風(fēng)聲外，若還有其它聲音發(fā)出，即可判斷風(fēng)扇出現(xiàn)了異音。異音可能因軸承內(nèi)有異物或變形，以及組裝不當(dāng)而出現(xiàn)碰撞，或電機繞組纏繞不均，造成松脫，都可能產(chǎn)生異音。3.風(fēng)扇的使用壽命風(fēng)扇的使用壽命是指散熱器產(chǎn)品正常工作的無故障工作時間，優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品的使用壽命一般都能達(dá)到幾萬小時。在價格和性能差不多的情況下，選擇使用壽命長的產(chǎn)品顯然更能保護我們的投資。風(fēng)扇的壽命由：電機壽命、使用環(huán)境、電力供應(yīng)等各方面因素所組成。4.散熱風(fēng)扇的送風(fēng)形式軸流風(fēng)機最廣泛的形式就是用軸流風(fēng)機向下吹風(fēng)，之所以這么流行是因為綜合效果好且成本低廉。此外，還有將軸流風(fēng)機的方向反過來，變成向上抽風(fēng)的形式，這種方式最

46、近似乎變得越來越常見。兩種送風(fēng)形式的差別在于氣流形式的不同，鼓風(fēng)時產(chǎn)生的是紊流，風(fēng)壓大但容易受到阻力損失;抽風(fēng)時產(chǎn)生的是層流，風(fēng)壓小但氣流穩(wěn)定。理論上說，紊流的換熱效率比層流大得多，因此才成為主流設(shè)計形式。但是氣流的運動與散熱片也有直接關(guān)系。在某些散熱片設(shè)計中(比如過于緊密的鰭片)，氣流受散熱片阻礙非常大，此時采用抽風(fēng)可能會有更好的效果。至于采用側(cè)面鼓風(fēng)的設(shè)計，通常不會和頂部鼓風(fēng)的效果有什么差別。而比較有效的改進方法是建立CPU專用的散熱風(fēng)道，這樣便不會受到CPU附近熱空氣的影響，相當(dāng)于降低了環(huán)境溫度。軸流風(fēng)機雖然應(yīng)用廣泛，但是也存在固有的缺陷。軸流風(fēng)機受電機位置的阻擋，氣流不能流暢通過鼓風(fēng)區(qū)

47、域的中部，這稱為“死區(qū)”。而在典型的散熱片上，恰恰中部鰭片的溫度最高。由于存在這種矛盾，采用軸流風(fēng)機時，散熱片的散熱效果并不充分。離心風(fēng)機離心風(fēng)機是與軸流風(fēng)機完全不同鼓風(fēng)形式，也逐漸開始使用在CPU散熱當(dāng)中，通常被電腦用戶稱為“渦輪風(fēng)扇”。這種風(fēng)扇的優(yōu)越之處在于很好地解決了“死區(qū)”問題。離心風(fēng)扇與傳統(tǒng)風(fēng)扇的不同之處是其葉片旋轉(zhuǎn)是在垂直的平面內(nèi)進行的，進風(fēng)口位于風(fēng)扇的側(cè)面。散熱器底面接收到的氣流分布較均勻。離心風(fēng)機的鼓風(fēng)方向上沒有障礙物，所以在各個位置都有同樣的氣流。同時它的風(fēng)壓和風(fēng)量的調(diào)節(jié)范圍也更大，轉(zhuǎn)速控制的效果更好。負(fù)面的影響和大功率軸流風(fēng)機一樣價格高、噪音大。其他改進風(fēng)道的設(shè)計另外一種解

48、決風(fēng)力盲區(qū)的辦法是改變風(fēng)扇的出風(fēng)方向。傳統(tǒng)的散熱器安裝方式是氣流朝下，即垂直于CPU。改進風(fēng)道設(shè)計之后，風(fēng)扇改為側(cè)向吹風(fēng)，讓氣流的方向平行于CPU。側(cè)向吹風(fēng)的首要好處是徹底解決風(fēng)力盲區(qū)，因為氣流是平行通過散熱鰭片的，氣流截面的四條邊上的氣流速度最快，而CPU的發(fā)熱點正好位于一條邊上。這樣CPU 散熱底座吸收的熱量可以被及時帶走。另外一個好處是沒有反彈的風(fēng)壓(通常向下吹風(fēng)時，一部分氣流沖至散熱底面并反彈，這會影響散熱器內(nèi)的氣流運動方向，使的熱交換的效率受到損失)。熱交換效率要高于向下吹風(fēng)。4.風(fēng)扇的葉片散熱器風(fēng)扇的效能主要取決于：風(fēng)扇扇葉直徑和軸向長度;風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速;扇葉的形狀等因素。CPU風(fēng)扇的

49、葉片通常在6片到12片之間。一般說來，葉片數(shù)量較少的容易產(chǎn)生較大的風(fēng)壓，但運轉(zhuǎn)噪音也較大;而葉片數(shù)量較多的則恰恰相反。葉片形狀有鐮刀型、梯形和AVC專利的折緣型等。相對來說，鐮刀型扇葉運轉(zhuǎn)時比較平穩(wěn)安靜，但所能產(chǎn)生的風(fēng)壓也較小;梯形扇葉容易產(chǎn)生較大風(fēng)壓，但噪音也較大。折緣型是最優(yōu)秀的設(shè)計，在保持低噪音的同時能產(chǎn)生較大的風(fēng)壓，但目前僅用于AVC自己的產(chǎn)品中。目前見得較多的是鐮刀型的設(shè)計。設(shè)計優(yōu)秀的扇葉，能在不高的風(fēng)扇轉(zhuǎn)速下產(chǎn)生輸出較大的風(fēng)量和風(fēng)壓，同時也不會產(chǎn)生太大的風(fēng)噪聲。除了形狀以外，葉片傾斜的角度也很重要，要配合電機的特性和散熱片的需要來設(shè)計。否則，單純追求葉片傾角大，可能會出現(xiàn)風(fēng)噪大風(fēng)力

50、小的情況。渦輪風(fēng)扇：渦輪風(fēng)扇可以消除立軸式風(fēng)扇軸心部分的風(fēng)力盲區(qū)，使風(fēng)力更加均勻，散熱效率更高。5.風(fēng)扇的軸承好的風(fēng)扇，除了其風(fēng)量大和風(fēng)壓高之外，自身的可靠性是相當(dāng)?shù)闹匾渲?，風(fēng)扇使用的軸承起著非常重要的作用。一般高速風(fēng)扇使用滾珠軸承(ball bearing)，而低速風(fēng)扇則使用成本較低廉的自潤軸承(sleeve bearing)。每個風(fēng)扇都需要兩個軸承，一些風(fēng)扇上標(biāo)著"BS"的字樣，是單滾珠式軸承，BS的意思是"1 ball + 1 sleeve"，依然帶有自潤軸承的成分。比BS更高級的是雙滾珠式軸承，即Two Balls。下面將對各種軸承形式加以說

51、明。含油軸承含油軸承是使用滑動摩擦的套筒軸承，使用潤滑油作為潤滑劑和減阻劑，初期使用時運行噪音低，制造成本也低，但是這種軸承磨損嚴(yán)重，壽命較滾珠軸承有很大差距。而且這種軸承使用時間一長，由于油封的原因(電腦散熱器產(chǎn)品都不可能使用高檔油封，一般也就是普通的紙油封)，潤滑油會逐漸揮發(fā)，而且灰塵也會進入軸承，從而引起風(fēng)扇轉(zhuǎn)速變慢，噪音增大等問題，嚴(yán)重的還會因為軸承磨損造成風(fēng)扇偏心引發(fā)劇烈震動。出現(xiàn)這些現(xiàn)象，要么打開油封加油，要么就只有淘汰另購新風(fēng)扇。滾珠軸承含油軸承由于使用周期較短，軸承內(nèi)部的油控直接影響運轉(zhuǎn)時噪音大小，所以越來越被各知名大廠所摒棄。雙滾珠軸承現(xiàn)在被業(yè)界廣泛看好，成為高品質(zhì)散熱器風(fēng)扇

52、的首選，運轉(zhuǎn)穩(wěn)定性無出其右，但價格也較高。而作為物美價廉的選擇，各大廠商的折衷方案就是采用單滾珠軸承。單滾珠軸承單滾珠軸承是對傳統(tǒng)油封軸承的改進。它的轉(zhuǎn)子與定子之間用滾珠進行潤滑，并配以潤滑油。它克服了油封軸承壽命短，運行不穩(wěn)定的毛病，而成本上升極為有限。單滾珠軸承吸收了油封軸承和雙滾珠軸承的優(yōu)點。將軸承的使用壽命提升到了40,000小時，加入滾珠之后，運行噪聲有所增大，但仍小于雙滾珠軸承。雙滾珠軸承雙滾珠軸承屬于比較高檔的軸承。軸承中有數(shù)顆微小鋼珠圍繞軸心，當(dāng)扇頁或軸心轉(zhuǎn)動時，鋼珠即跟著轉(zhuǎn)動。因為都是球體，所以摩擦力較小，且不存在漏油的問題。雙滾珠風(fēng)扇優(yōu)點是壽命較長，大約在50000 100

53、000小時;抗老化性能好，適合轉(zhuǎn)速較高的風(fēng)扇。雙滾珠軸承的缺點是制造成本高，并且在同樣的轉(zhuǎn)速水平下噪音最大(因為滾珠軸承摩擦點增加了2 倍)。雙滾珠風(fēng)軸承和液壓軸承的封閉性較好，尤其是雙滾珠軸承。雙滾珠軸承被整個嵌在風(fēng)扇中，轉(zhuǎn)動部分沒有與外界直接接觸。在密封的環(huán)境中，軸承的工作環(huán)境比較穩(wěn)定。因此5000轉(zhuǎn)級別的大口徑風(fēng)扇幾乎都使用雙滾珠軸承。而液壓軸承由于具備獨特的還回式油路，所以潤滑油泄露的可能性較小。來福軸承來福軸承(Rifle Bearing)技術(shù)的代表廠商是CoolerMaster，CM已經(jīng)將旗下的大部分傳統(tǒng)油封軸承風(fēng)扇升級到來福軸承。作為傳統(tǒng)油封軸承的改進，來福軸承采用耐磨材料制成高

54、含油中空軸承，減小了軸承與軸芯之間摩擦力，來福軸承還帶有反向螺旋槽及擋油槽的軸芯，在風(fēng)扇運轉(zhuǎn)時含油將形成反向回游，從而避免含油流失，因此提升了軸承壽命。來福軸承風(fēng)扇通過采用以上結(jié)構(gòu)及零件，使得含油及保油能力大幅提升，并降低了噪音。HYPRO軸承Hypro 軸承之名來源于HY(Hydrodynamic wave，流體力學(xué)波)PRO(Oil protection system，油護系統(tǒng))，系知名散熱器及風(fēng)扇設(shè)計制造廠家ADDA的專利產(chǎn)品，同是在傳統(tǒng)含油軸承基礎(chǔ)之上進行多項改進而成。Hypro與液壓軸承可謂殊途同歸，兩種設(shè)計各自采用了一些獨到的改進措施，但精髓同為循環(huán)油路系統(tǒng)，各方面的表現(xiàn)也基本相當(dāng)

55、。通常產(chǎn)品壽命可達(dá)50000小時以上。液壓軸承液壓軸承是在油封軸承的基礎(chǔ)上改進而來的。液壓軸承擁有比油封軸承更大的儲油空間，并有獨特的環(huán)回式供油回路。液壓軸承風(fēng)扇的工作噪音又明顯的降低，使用壽命也非常長，可達(dá)到40000小時。但并非所有的AVC散熱器都采用液壓軸承風(fēng)扇。由此可見，液壓軸承實質(zhì)上仍然是一種油封軸承。但這種經(jīng)過了改進，壽命比普通油封軸承大大延長了，并且繼承了油封軸承的優(yōu)點運行噪音小。納米軸承傳統(tǒng)油封軸承風(fēng)扇在使用過程中磨損比較嚴(yán)重，長時間使用時的可靠性較低。納米軸承有效的克服了這個問題：陶瓷軸承技術(shù)采用了納米級高分子材料與特殊添加劑充分融合，軸承核心全面采用納米級的氧化鋯粉，使用沖

56、模及燒結(jié)工藝制成，晶體顆粒由過去的60um下降到了 0.3um，具有堅固、光滑、耐磨等特性。納米陶瓷軸承(NCB)具有很強的耐高溫能力，不易揮發(fā)，這大大延長了風(fēng)扇的使用壽命，納米軸承的性質(zhì)與陶瓷類似，越磨越光滑。據(jù)測試，采用納米陶瓷軸承(NCB)的風(fēng)扇平均使用壽命都在15萬小時以上。第四、熱管熱管是目前散熱器市場上的主流技術(shù)，我們將在下文對其進行深入介紹。熱管散熱簡介水冷散熱不能走向主流，除水冷自身缺點以外，另一個主要原因則是熱管散熱技術(shù)的普遍運用。當(dāng)熱管進入到PC領(lǐng)域后，傳熱材料的散熱技術(shù)獲取了突破從而令人們放棄了水冷。熱管散熱基礎(chǔ)知識熱管散熱是一種利用相變過程中要吸收/散發(fā)熱量的性質(zhì)來進行

57、冷卻的技術(shù)，1963年由美國Los Alamos國家實驗室的G.M.Grover發(fā)明，并率先由IBM最初引入筆記本中。雖然熱管的出現(xiàn)已經(jīng)有數(shù)十年的歷史，而在PC散熱領(lǐng)域被廣泛采用還是近些年的事，但發(fā)展迅猛。小到CPU散熱器、顯卡散熱器，大到機箱，我們都可以看到熱管的身影。從使用角度看，熱管具有熱傳遞速度極快的優(yōu)點，安裝至散熱器中可以有效的降低熱阻值，增加散熱效率。熱管，又稱“熱之超導(dǎo)體”。其核心作用是導(dǎo)熱。它通過在全封閉真空管內(nèi)工質(zhì)的汽、液相變來傳遞熱量，具有極高的導(dǎo)熱性，高達(dá)純銅導(dǎo)熱能力的上百倍。但和世間所有凡物一樣，熱管個體之間的性能差異也是巨大的。熱管的長度、毛細(xì)結(jié)構(gòu)、毛細(xì)結(jié)構(gòu)做工、填充物體積和配料都會影響到熱管的導(dǎo)熱量。此外，配合熱管使用的散熱片面積和與熱管間的嵌套工藝將直接影響到整個散熱器的散熱效果。因此，并不是所有的熱管散熱器都能給你的CPU帶來清涼。從技術(shù)角度看，熱管的核心作用提高熱傳遞的效率，將熱量快速從熱源帶離，而非一般意義上所說的“散熱”這則涵括與外界環(huán)境進行熱交換的過程。熱管的動作溫度范圍十分寬廣。從零下200度 1000度均可使用熱管導(dǎo)熱。