扣Fin?折Fin?眼花繚亂的散熱工藝們!


塔體側面的小小折邊裏,既隱藏着鰭片技術的祕訣,也有着散熱效能的取捨;穿Fin工藝的分毫公差之間,不僅是成本控制的平衡,更決定着性能的高低。

在挑選CPU散熱器時,眼花繚亂的名詞讓人目不暇接。相信你曾着有這樣的困惑:穿Fin、扣Fin、折Fin……各式各樣與“Fin”有關的名詞,各自代表着什麼含義?它們之間又應該如何區分?

本篇文章就將介紹有關“Fin”的那些名詞,從理論與實際相分析,爲這些問題給出答案。

“Fin”爲何物?

英文“Fin”一詞,意即“鰭片”。在散熱領域,通常指的是散熱器上的薄金屬片。

或許,很多新玩家玩家會想當然地認爲,熱管在散熱器中起到直接散熱的作用,實則並非如此。

熱管僅僅是將底座(芯片)的熱量傳導至鰭片,而鰭片“Fin”才真正將熱量同空氣交換、完成散熱的“最後一公里”。縱有一條條粗壯的熱管,卻缺少足夠大面積的鰭片,也無法發揮出全部的散熱潛力。

如今人們更多關注“熱管”,而很少看“鰭片”,往往會忽略掉“鰭片”這位散熱的幕後功臣。殊不知在這小小的鰭片之上,其實也隱藏着不少工藝玄機。

穿Fin特點

所謂“穿Fin”,是指鰭片與熱管相連接的方式。從本質上看,它接近於“過盈配合”:通過外力作用和材料間的彈性,使熱管得以牢牢“嵌入”鰭片之中。

形象而不嚴謹地說,穿Fin就像是“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,工廠用同樣的方式,通過外力使鰭片生生“穿”入熱管之間。令熱管與鰭片緊密貼合。

相較於傳統的連接方式——焊接而言,穿Fin無需焊料和高溫,因而物料成本更低、工序更爲簡單,也更爲環保

工序更少、成本更低,既然這樣,穿Fin工藝聽上去似乎非常完美。然而,事實真的如此嗎?

“低成本”是相對而言的。除去物料成本外,穿Fin還有着良品率的制約因素。正是因穿Fin“過盈配合”的工藝本質,“成本”與“性能”的平衡,都決定在那小小的公差之間。

“低公差”意味着低良品率:穿Fin一旦失敗,很難從頭重來。良品率會因嚴格的公差限制而大受影響,成本會因此而大幅提升。

然而,“大公差”也是玩家們所不願意看到的:放寬公差要求後,成本將會大幅下降,但鰭片和熱管之間的接合又會變得鬆鬆垮垮

在傳統的焊接工藝中,鰭片與熱管之間有一層焊錫負責導熱,而穿Fin則完全依賴鰭片與熱管的緊密接觸傳導熱量。穿Fin公差一旦增大,鰭片與熱管間的熱阻便會急劇提升,最基本的“導熱效果”也就可想而知了。

雪上加霜的是,由於銅與鋁的熱膨脹係數存在差異,散熱器又需要頻繁經歷高、低溫的變換。長時間使用後,銅、鋁之間的縫隙也可能變大,使原本緊密的鰭片鬆動,導致散熱效率下降。

穿Fin的上下限差距如此之大,因而經常能見到穿Fin工藝同時在“廉價產品”與“風冷之王”上出現的“奇觀”:著名的風冷王者,臺灣利民的SliverArrow“銀箭”就使用穿Fin工藝。

穿Fin的普及勢必需要平衡成本與公差的矛盾,同時也爲提升鰭片的堅固程度、使散熱效率更加持久而穩定。此時,就輪到與“Fin”相關的鰭片加固工藝大顯身手了。

折Fin工藝

正是由於穿Fin的“過盈配合”式結合不夠牢固,折Fin工藝被大量應用。

顧名思義,所謂“折Fin”,便是在鰭片邊緣進行彎折,形成塔體側面一排排整齊劃一的折邊“長條”。

這些折Fin的“長條”,使得原本獨立的鰭片相互連接,構成鰭片組合,能夠互相分擔外力,避免了被“各個擊破”的情況。折Fin顯著提升了散熱器的結構強度,一定程度上彌補了穿Fin的短板。

因此,在穿Fin工藝的散熱器上,往往少不了折Fin工藝的身影。

然而,早期的穿Fin實在是太不成熟。不要說熱管與鰭片間的冷熱交替,就算是運輸中的物流顛簸,甚至是拆裝過程中的人爲外力,都能干擾鰭片同熱管的接合

由此,另一種更爲強大的加固方式:扣Fin應運而生。

扣Fin工藝

在折Fin的基礎上,扣Fin更進一步。顧名思義,扣Fin工藝是在鰭片上加工出鎖釦的造型,從而扣合鰭片

扣Fin工藝令塔體的牢固程度進一步提升。在外觀上,扣Fin同折Fin的最大不同,便在於側面扣合的形式。不同於折Fin那“光滑”的長條,扣Fin工藝有了更復雜的結構,鰭片上的卡扣清晰可見。

扣Fin與折Fin並非是穿Fin散熱器的專利。事實上,爲了提升結構強度、確保鰭片間距整齊劃一,不少迴流焊散熱器也會應用一些加固措施。如利民的FS140焊接散熱器上,就使用了扣Fin工藝。

折Fin與扣Fin工藝並不衝突,成熟的散熱塔體可以不做選擇,扣Fin與穿Fin“我全都要”,從而最大限度地提升塔體強度。

“大霜塔”上就同時運用了這兩種工藝。

早期穿Fin的良品率低下,廠商們爲提升強度可謂絞盡腦汁,無所不用其極。因此,鰭片加固工藝在穿Fin散熱器上尤爲常見。

當然,扣Fin與折Fin雖然能提升整體強度,但更多地是亡羊補牢。穿Fin自身的做工水準,纔是決定強度與性能的關鍵因素。

不同的取捨

在工藝日漸成熟的當下,扣Fin/折Fin工藝已不僅僅是單純的“鰭片加固措施”,它們不但能提升塔體的強度,更具備壓榨性能的潛力。在頂級品牌的設計之間,我們不難一窺各自不同的取捨。

貓頭鷹U12A是迴流焊散熱器,那大面積的扣Fin/折Fin組合,是爲了壓榨氣流的效能鰭片的折邊具有導流功能,能夠避免氣流從塔體側面泄露,進一步提高散熱器的氣流利用效率。此外,鰭片以折Fin或扣Fin相互連接,客觀上還有利於熱量在鰭片間的縱向傳導。

但是,從散熱器上泄露的氣流,也並非全部白費。它們對周邊部件的散熱同樣有積極意義:散熱器泄露的氣流減少,意味着流經主板供電、M.2硬盤等周邊元件的氣流同樣減少。CPU溫度略有下降,而周邊元件則大爲升溫。

因此,也有一些廠商反其道而行之,以刻意減少折Fin或扣Fin面積的方式,增加散熱器的氣流泄露,從而輔助周邊元件進行散熱。

如前所述的“風冷王者”利民IB-E銀箭,正使用了穿Fin工藝,按常理來說,鰭片亟待扣Fin與折Fin等技術進行加強。但是,“銀箭”的塔體側面卻沒有任何加固痕跡。

雖爲穿Fin工藝,卻不使用折Fin或扣Fin技術加固鰭片,這便是“風冷王者”對穿Fin公差把控的自信,更體現出老一輩散熱器對周邊部件散熱的重視。時至今日,這等自信也少有後人企及。

更有甚者,將折Fin工藝用出了花樣。在HR-02、HR-22與Macho系列的多款被動散熱器上,臺灣利民在鰭片上設計了一排排垂直孔。

作爲被動散熱器,這些開孔不但能提升氣流通過的效率,增加被動散熱效果,更能兼顧“折Fin”的本職。

加固鰭片與增強性能合而爲一,這樣的設計成就了一代經典。

塔體側面的小小折邊裏,既隱藏着鰭片技術的祕訣,也有着散熱效能的取捨;穿Fin工藝的分毫公差之間,不僅是成本控制的平衡,更決定着性能的高低。

更多遊戲資訊請關註:電玩幫遊戲資訊專區

電玩幫圖文攻略 www.vgover.com