相關文章

Thermalright HR-02,中規中矩回流焊

說到Thermalright(利民),就不得不回顧一下他所推出過的各式散熱器,如Ultra 120、VenomousX等令人津津樂道的歷史產品,近年來也持續擴展散熱鰭片的規模,盡可能的在靜音的前提下進行解熱,而HR-02即是這個方案下的產物,擁有非常龐大的體積。

熱管與鰭片採回流焊工藝

一個散熱器的組成有3個部分,接觸底座、導熱體、與散熱鰭片,HR-02即為典型包夾式散熱器,擁有純銅底座、熱導管與眾多的鋁製散熱鰭片,它們之間靠的是什麼緊密結合?答案是焊接,熱管與鰭片之間採用的是傳統回流焊工藝,辨別方式非常簡單,散熱器上面大多在熱管與鰭片接合處有1小孔,同時在周圍會有錫膏的痕跡,但成敗也都在這焊接工藝上。

爐火純青需時間累積

由圖片中可以看到,回流焊工藝大致上需要經過8個步驟才能夠完成一次焊接,屬於非常花費時間的一種工藝技術,同時也存在溫度控制上的變因,在過程中溫度決定了整個回流焊中的品質好壞,溫度過高或過低都會影響錫膏接合的緊密程度,是一種需要長時間累積下來的經驗,才足以控制得宜的一門技術。,也造成市面上的新興散熱器廠商大多不願意使用回流焊技術,而採較簡單的穿Fin技術。

就算有技術,錫膏也占變因一席

即使技術可以靠長時間的累積,不過上面提到了錫膏,這是整個回流焊中最重要的1項材料,這裡所謂的錫膏,並不是常見於電子材料行中的焊錫絲,2者雖然都是用於焊接,但焊錫絲並不適用於散熱器回流焊的材料。

錫膏本身類似於散熱膏,與焊錫絲有著天壤之別,其中主要有幾種內容物調製而成,在無鉛焊尚未成為標準之前大多為SnPb(錫鉛),但各國陸續禁Pb(鉛)之後,錫膏本身也出現了各種改良後的版本,如SnAgCu(錫銀銅)、SnAg(錫銀),與目前比較常見的Sn42Bi58(錫鉍):0.4Wm-1K-1,優點為熔點低(139度),另一個重要因素則是價格低,為上述2者的一半左右。

取代SnPb(錫鉛)後所帶來的問題,熔點降低,生產效率提昇,濕潤性降低,空洞增加,需用特製焊劑彌補,對於溫度曲線也更要求設置來揮發濕潤性。鋼網網眼也須微調,強度也降低,散熱器需要增大焊接面積或強度更好的結構,鍍鎳件適應力下降,有些鍍鎳產品會發生無法焊接的問題。

也因為回流焊在製造過程中的不確定因素非常多,成品良率較低,在HR-02推出之時,即發生過產品製造過程有出現瑕疵,在市面上流通的產品解熱效率不佳的問題,編輯部這邊的測試產品實測後也較穿Fin版效率低,但不能排除是散熱器使用過久,已造成氧化所導致最後結果不佳。

各類CPU散熱器架構解析,探究空冷與水冷解熱能力根本因素

以大體積增加冷空氣的接觸面,提升降溫效果。

各類CPU散熱器架構解析,探究空冷與水冷解熱能力根本因素

回流焊的特色為熱導管與鰭片之間有開小孔用以回流焊處理。

Thermalright HR-02,老樹新芽穿Fin版

在前面提到了HR-02回流焊,與它的製造原理和技術瓶頸後,利民也在同一個時間點重新推出採用新工藝技術的重製版,也就是HR-02穿Fin版本。與回流焊之間最大的差異點,是穿Fin本身並不需要錫膏焊接,等於去除了1項控制變因,讓製造過程中更加單純化,品質參差不齊狀況得以改善。

穿Fin工藝講求快、狠、準

與回流焊費時的工作相比之下,穿Fin工藝講究的是快、狠、準,工作原理為,鰭片開孔後整齊排列,再以數噸外力迅速將鰭片穿過熱導管,形成緊密接觸,整個過程中只有2個變因,且製造時間縮短,產能提升許多,也讓回流焊工藝比例漸漸流失。

折Fin、扣Fin又是什麼?

很多時候不只可以看到穿Fin,還可以看到折Fin、扣Fin,這些又是代表著什麼?這些名詞僅只是代表著鰭片之間的關係,Fin等於鰭片,穿Fin是代表使熱導管穿過鰭片的這一個過程,而折Fin、扣Fin是敘述鰭片之間如何整齊排列的方法,這個動作必須要在穿Fin之前完成。穿Fin本身是透過排列好的鰭片,與上面略小於導管直徑的開孔進行衝壓,來達成緊密不鬆動的結合。,當然不有上述這些方式,實際對於鰭片的處理方式還有很多種。

如何判斷好壞?

一個好的穿Fin工藝處理散熱器,必須要具備幾個先決條件,鰭片排列整齊不雜亂,緊密無鬆動,由這2點決定散熱器是否有達到基本的工藝要求。如鰭片會鬆動,這代表鰭片與熱導管之間根本沒有緊密結合,其中的空洞過多將會造成熱源積存在熱導管上,而無法藉由鰭片去除。

而鰭片之間的排列則是必須要整齊一致,務必使風流穩定通過鰭片,其中若有疏密之分,那麼可想而知在熱傳導效率上會出現熱源斷層,若是以熱分析儀來觀察,可以看到部分區域溫度較高的情形。

回流焊、穿Fin誰更佳?

兩者之間其實被探討過多次,照整個結構來說,鰭片與熱導管之間始終存在熱阻。而常態下,回流焊會略小於穿Fin工藝的產品,但如果回流焊產生過多的虛焊、空焊,那麼也會造成嚴重熱阻。而穿Fin本身製造過程簡單,要達到與回流焊同等級,則是對工藝技術要求較高。兩者間過程中若無特殊問題,其中的差異則是可以忽略不計,性能差距非常微小。,但實測過程中,因有新舊上面的差別,所以實測數據上面回流焊版本的HR-02較穿Fin版溫度要來的高些,但以全新且同架構不同熱導管接合處理的,理論上則是回流焊擁有較低的熱阻且鰭片因焊接關係會較牢固。

各類CPU散熱器架構解析,探究空冷與水冷解熱能力根本因素

改版產品在外型設計上無任何更改,僅更改熱導管的接合處理。

各類CPU散熱器架構解析,探究空冷與水冷解熱能力根本因素

採用全銅基底一直是多熱導管增加接觸面積的手段之一。

使用 Facebook 留言

發表回應

謹慎發言,尊重彼此。按此展開留言規則