热管加持,UBNT USG 路由器散热改造日记(二)

阅读 5180  ·  发布日期 2019-07-24 13:59:25  ·  UBNT

       之前我拆开 UBNT 的 USG 路由器,CPU散热片的温度有75.3℃,经过一番构思决定加装热管进行散热改造。

       首先热管肯定是整个方案的核心,经过我的测量散热鳍片间的缝隙宽度大概在2mm,我又插入1.85mm厚度的一元硬币发现有些许晃动,说明这个缝隙的宽度肯定大于1.85mm。

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       于是我开始寻找具备相似厚度的热管,首先找到的是2mm厚度、8mm宽度、长度10cm的热管,外形尺寸看着应该能适用。

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       等我收到热管后,就迫不及待的开始尝试安装,不过刚刚开始就结束了,热管太厚了,根本无法嵌入到CPU散热器的鳍片之间。仔细对比以后发现厚度确实超出不少,我稍微用力压了一下发现纹丝不动,我就知道肯定得换热管尺寸了,因为热管壁还是比较薄的,强行压下去很可能将热管壁破坏。

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       既然是厚度的问题我只能继续寻找更薄的热管,记得之前手机厂商都在发布会上说手机采用了“水冷散热”,其实懂行的人都知道那其实就是一根热管,热管能放到手机里肯定是很薄了,果然通过寻找手机热管找到了1mm厚度的超薄热管。

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       其实原本我是想找1.8mm-1.9mm厚度的热管的,因为毕竟CPU散热片鳍片间的缝隙肯定在1.85mm-2mm之间,热管的厚度越贴合那么散热效果越好。但是我找了一圈发现厚度小于2mm的热管只有1mm的可选了。

       为了能让1mm厚度的热管能与原本的CPU散热器良好接触,我又搭配了一些厚度1mm的散热硅胶片作为填充,保证热管能牢固紧密的嵌入散热器缝隙中。

       通过热管快速的将热量转移出来,但是到这一步还没有结束,热管仅仅能转移热量,如果想尽可能的将转移来的热量扩散到空气中还需要相应的散热片,根据铜储热快而铝散热快的逻辑,我选择了铝制的微型散热片,原本这个是用来粘在MOS管上辅助散热的,不过这个尺寸粘在热管上也是刚刚合适。

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       这款铝制微型散热片自带背胶,粘贴在热管上面很方便,不过为了保证长期使用这些散热片不会脱落到PCB板上导致短路,我又在散热片的一周点上了一圈散热胶作为双保险。经过大概2个小时的安装,最终的效果就是这个样子。

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       考虑到空气流通和散热片的间距,我最终安装了3根热管用来导出CPU的热量,并且3根热管并不是对齐的,而是有一定的梯度错开的,这样能最大限度的将热量分散开。而热管在嵌入原本的CPU散热片时,一是垫了一块1mm厚的导热硅胶垫使得热管的CPU散热片充分接触,二是我在热管的表面涂抹了一层导热胶,既是为了填充热管与CPU散热片之间的缝隙增强热传递,又是为了安装牢固将热管牢牢的粘在CPU散热片上。最后我将溢出的导热胶用牙签清除,以免影响散热。

       而铝制微型散热片的安装也是有讲究的,考虑到 USG 的散热孔是在两侧,空气是水平方向流动的,所以散热片粘贴时也是水平安装便于空气流通,同时我将相邻的散热片在安装时就紧密靠拢,这样热量也能在散热片之间直接传递,增加了热量转移的通道。

       热管到这里就安装完毕,也意味着这次改造完成了90%的工作量。接下来我将 USG 的PCB板取出来翻到背面,可以看到CPU对应的位置核心处没有元器件,面积大概有7x12mm,这个位置在设备运行时也是温度很高的。我就切割了一款相应大小的导热硅胶垫,厚度在3.5mm粘贴在这个位置,当我将PCB板安装回去后,这块导热硅胶垫刚好接触到 USG 的外底壳内侧,这样我就在PCB板背面CPU的位置增加了一个通向外壳的导热通道,利用外壳直接将热量导出散热。

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       这个在PCB背面增加散热通道的想法其实还能更进一步,这也是我改造以后才突然想到的。如果想进一步提升利用外壳来散热的效果,可以在外壳的内侧贴一层石墨散热贴,这样传递到外壳的热量就不会集中在一点上,而是会被石墨散热贴快速的分散到外壳的整个面上。这样做肯定是有意义的,因为我这台目前没有加装石墨散热片的 USG 用手摸外壳就能明显感觉到不同位置温度的差异。

       做完这一步,我决定验证一下我的改造成果,看看通过热管的加持能否降低CPU的温度。照例通电以后等待10分钟以上,我先用手试了试CPU散热片的温度,发现貌似还是挺烫的,难道改造失败了?我又拿出红外测温仪来测量了一下具体温度数值——60.8℃,比改造前降低了近15度的样子,看来效果还是挺明显的。

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       既然温度得到有效降低,那么这次改造就算成功了,最后和下底壳一样,我又在CPU散热片上加了一片导热硅胶垫用于连接 USG 的上盖,这样CPU散热片不仅能通过热管导出热量,也能直接将一部分热量直接传递到上盖,通过 USG 的外壳来增强散热效果。而且这样做还有一个额外的考虑,热管毕竟是手动嵌入的,万一固定的不牢松动就麻烦了,我在上方压紧一片导热硅胶垫也算对热管多一重的紧固措施。

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       距离改造完毕已经过去2天了, USG 还是一如既往的稳定运行着,并没有什么变化,不过我知道它的内部已经有了不小的改变,原来积累在核心处的热量被更快的传递到外部,这对它的长期稳定运行将是有帮助的。

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