成熟的热管技术被应用在电脑的各种配件之中,CPU、主板、显卡、甚至硬盘也有其相应的热管散热配件。下面我们总结一下热管有哪些具体的优势和不足之处(来源于互联网)。
热管技术的优势:
1.热阻小——热管在设计功率以内,其热阻是同体积铜柱的几分之一、十几分之一,甚至几十分之一。通常全功率工作时,吸热段与放热段间的温差也只有2、3℃,因此才敢号称热的“超导体”。
2.重量轻——目前计算机散热所采用的热管通常为铜-水热管,吸液芯结构不外单层或多层网芯、金属粉末烧结与轴向槽道式三种,而小尺寸热管主要采用后两种。不论是何种内部结构,类真空的内部加上不足管径1/5厚度的铜质管壳,热管相比同体积的金属可大幅减小重量。
3.适应性好——小尺寸热管都具有不错的机械性能,只要不超过弯折半径的规定范围(根据吸液芯结构存在一定差别,通常要求弯折半径不小于三倍管径),可以进行各种角度的弯折,实现吸热底与鳍片间的灵活组合,可适应各种摆放方式。
4.接触面积大——热管的吸热段可以内嵌到吸热底内,管壳一周均与周围金属接触,实际连接面积可大于其底面积;与鳍片连接的放热段长度可以达到热管总长度的50%以上,连接面积更可达到传统连接方式的数倍以上,且可多点结合,能够直接将热量扩散到鳍片更广的范围上。
热管技术的不足之处:
1.成本较高——相对传统的铜、铝合金等金属,材料成本提高了数倍以上。
2.加工复杂——由于增加了热管这种相对独立且细长的元件,散热片的成形过程复杂了很多,需要更多的人为干预,提高了加工成本,限制了产量。
3.存在介面阻抗——采用热管进行吸热底到鳍片的热传导,不可避免的需要将三者连接起来,则必然会产生介面阻抗,且由于热管对加工条件的一些特殊要求(例如温度——当热管温度超过一定水平时,会由于内部压力过大而爆炸),无法采用一些可获得低介面阻抗的结合工艺,难免损失一些性能。
4.易损坏——热管的正常工作要求完全的密封及吸液芯结构的完好,因此外部的物理损伤非常容易导致性能的大幅甚至全部丧失。与之相比,传统的散热片就要“坚强”得多。
5.工作温度不合适——虽然目前市场上散热器所采用的热管均为0~250℃的常温热管,但实际上目前半导体芯片正常工作的温度(不超过100℃),不足以令热管发挥出完全的效果,即无法达到最大热传导功率。因此,除非对热管工质进行大幅改进,或提高半导体制造工艺,令其可于高温下稳定工作,否则热管散热器就无法发挥出全部效能。