热导管技术基本教战
任谁都能看出,热导管（Heat Pipe,或称：热管）技术已愈来愈普及运用在资讯产品上,为何过去不用而今日要用？原因无他,CPU、GPU的发热量愈来愈大,同时碍于产品体积的限制,散热片的体积不允许随晶片发热量的增加而对应增大,甚至还为了短小轻薄的讨喜设计而限缩机内可用的空间,反而使散热片可用的体积不增反减,在体积有限的情况下,又要提高散热效率,因此必须採行热导管技术。
当然！除了热导管外也有其他的散热技术,如致冷器（也称：致冷片、热电致冷器）、水冷循环等,不过致冷器与水冷循环皆属主动式散热（Active Cooling）,必须动用额外的电力才能发挥散热效果,相对的热导管与散热片一样,属被动性散热（Passive Cooling）,不需要电能也能进行散热,这对行动用的笔记型电脑,以及今日逐渐讲究的节能理念下格外受用。
▲图中为热导管的结构,左端为受热端,右端为散热端,右端散热端的外部装有散热鳍片以加速热的消散,管壁内则有毛细结构,可加速冷凝后的工作流体快速回流到受热端,而介于受热与散热间的一段则称为绝热段。
再者,水冷系统由于体积较大,因此多只能用在桌上型系统中,且必须是机内空间够宽裕才能运用,对于准系统、超薄伺服器、刀锋伺服器而言则难以使用,反之热导管的体积娇小,就连笔记型电脑也能使用。
同样的,虽然致冷器的体积也很娇小,但致冷效果的耗用电力相当惊人,此外也有易脆的问题,容易因外力而损毁断裂,因此也不适合用在电池供电的产品、移动性的产品上。相对的热导管不用电能,也无易脆问题,加上体积娇小之故,使其广受使用。
在资讯领域中,最先使用热导管技术的产品为笔记型电脑,笔记型电脑体积小、电能有限、且经常移动使用,然笔记型电脑的处理器也愈来愈热烫,在散热片与电动风扇都难以因应的情况下,最先采行热导管技术,此约是1998年、Mobile PentiumⅡ为开端,如今几乎每一部笔记型电脑都会使用热导管技术。
▲浩鑫（Shuttle）的准系统桌上型电脑：SN41G2。图中可见,SN41G2的机内使用4根热导管为处理器进行散热,导管受热端与铜质平板（Copper Base）焊接,铜质平板则与处理器封装表面接触,以传导处理器所发出的热能,热导管的另一端则用散热鳍片与电动风扇来加速散热,浩鑫称此为I.C.E.技术。
进一步的,桌上型电脑的机体也不断在限缩,但CPU、GPU的发热度却不断上升,因此桌上型电脑成为继笔记型电脑后,第二个普遍使用热导管技术的资讯产品,根据统计,平均每一部笔记型电脑会使用上3根的热导管,而有採用热导管技术的桌上型电脑,平均也用上2.5根的热导管。此外工作站、伺服器等其他资讯产品也都将逐步採行。
另外,现在有愈来愈多的视讯绘图卡也采行热导管技术,透过热导管并搭配散热片,之后再藉由机内的对流散热或风扇的助力,使绘图卡可以做到零风扇的设计,热导管的另一个好处即是静音,它与散热片、致冷器一样并没有任何的「动件」,相对的电动风扇、水冷系统就有用上马达的机械动件,不过水冷系统由于是以密闭方式进行运转,所以没有风切的噪音问题,与此相同的还有硬碟,硬碟的马达也是在密闭环境中运转,所以噪音可以控制、收敛。
正因为热导管技术日益重要,因此本文以下将针对热导管进行更多的讨论与瞭解。
▲各种热导管（Heat Pipe）、热柱（Heat Column）的应用型态,管径从3mm∼38mm,毛细结构有网目式或烧结（粉末）式,长度从3cm到15cm。
