絕對罕見(jiàn) 教你如何給筆記本散熱

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絕對罕見(jiàn) 教你如何給筆記本散熱

近年來(lái)，雙核+獨顯的全能學(xué)生機十分流行。在享受高性能的同時(shí)，筆記本電腦的散熱卻總不能讓我們滿(mǎn)意�？量痰耐婕�，總是不滿(mǎn)足于原廠(chǎng)的設計，只要有一點(diǎn)點(diǎn)提升的空間，我們就要自己動(dòng)手改造散熱，其中的樂(lè )趣，是旁人無(wú)法體會(huì )的。

　　筆者曾經(jīng)對筆記本改造散熱樂(lè )此不疲，今天就給大家分享一點(diǎn)經(jīng)驗。今天我們主要從硅脂的角度，來(lái)討論一下改造散熱這個(gè)話(huà)題。此次實(shí)驗，所測試的硅脂類(lèi)導熱介質(zhì)有：倍能事達白色硅脂、信越7783納米硅脂、3M導熱墊、固態(tài)硅脂、液態(tài)金屬。

　　

　　后面我們測試了他們的極限溫度，回歸溫度(也就是到達極限溫度后的空負載最低溫度)。測試結果如下：

　　

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　　筆記本硅脂替換測試成績(jì)

　　　　首先，來(lái)分析一下筆記本散熱系統，我們就會(huì )發(fā)現一些問(wèn)題。一個(gè)典型的散熱系統，是一個(gè)串行的體系。熱量從源頭，通過(guò)熱傳遞導出到外界空氣的過(guò)程，要經(jīng)過(guò)如下介質(zhì)：芯片DIE、導熱硅脂、銅吸熱面、焊錫、熱管、焊錫、散熱鱗片。

　　

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　　串行散熱體系

　　其中，芯片的DIE，就是芯片晶圓的硅制外殼，它可以保護內部精密的晶體管電路不受氧化和磨損，更重要的是，能把內部電路產(chǎn)生的熱量傳導到表面。

　　從上圖可以看出，熱量從芯片內部產(chǎn)生后，要經(jīng)過(guò)7層介質(zhì)，才會(huì )散發(fā)到周?chē)�的空氣中。�?lèi)比電路，我們可以看出，這里的熱量傳導，是一個(gè)串行的體系。各種介質(zhì)，導熱的能力，有一個(gè)物理常量來(lái)衡量，那就是導熱系數，又稱(chēng)導熱率。下面，我們就對于這些介質(zhì)進(jìn)行分析。

　　熱導率定義為單位截面、長(cháng)度的材料在單位溫差下和單位時(shí)間內直接傳導的熱量。

　　導熱率ρ=ΔQ*L/S*ΔT*t

　　ΔQ：傳遞的熱量，L：長(cháng)度，S：截面積，ΔT：兩端溫差，t：時(shí)間。

　　常見(jiàn)的介質(zhì)導熱率如下：

　　

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　　常見(jiàn)材料導熱率

　　這里，筆者把液態(tài)金屬的導熱率也列了出來(lái)，因為等下要進(jìn)行液態(tài)金屬的實(shí)驗。順便說(shuō)一下，芯片DIE硅材料的導熱率可大500以上。

　　從上表可以看出，我們CPU所用的導熱硅脂，也就“傳統導熱膏”的導熱率，是最大的瓶頸。但是，為什么我們還要用導熱硅脂呢?

　　

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因為不同介質(zhì)之間，往往接觸是不完好的，縫隙中混入了空氣，空氣的導熱率更低。這樣會(huì )造成很大的接觸熱阻(熱阻是導熱率的倒數)。所以我們必須在芯片表面涂上導熱硅脂。

　　導熱硅脂必須存在，但是，這不可避免的，會(huì )造成了散熱體系中的瓶頸。瓶頸的存在，導致了它的前端介質(zhì)不斷的堆積熱量，也就導致了芯片的溫度持續升高。

　　玩DIY的朋友，應該對于白色的導熱硅脂很熟悉。我們通常所說(shuō)的導熱硅脂，應該被稱(chēng)為硅膏，成分為硅油+填料。

　　硅油，又稱(chēng)二甲基硅油，無(wú)味無(wú)毒，具有生理惰性、良好的化學(xué)穩定性、電緣性和耐候性，粘度范圍廣，凝固點(diǎn)低，閃點(diǎn)高，疏水性能好，并具有很高的抗剪能力，可在50～180oC溫度內長(cháng)期使用，廣泛用做絕緣、潤滑、防震、防塵油、介電液和熱載體，有及用作消泡、脫膜、油漆和日用化妝品的添加劑等。

　　填料為磨得很細的粉末，成份為ZnO/Al2O3/氮化硼/碳化硅/鋁粉等。硅油保證了一定的流動(dòng)性，而填料填充了CPU和散熱器之間的微小空隙。

　　

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　　普通硅脂

　　這樣的導熱硅脂，價(jià)格便宜，穩定性好，廣泛用于我們的筆記本電腦里。這樣的硅脂，筆者把他稱(chēng)為液態(tài)硅脂，因為它是呈流體狀的。

　　

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　　液態(tài)硅脂，還有一些添加銀粉和其他添加劑制程的高端硅脂，例如信越7783，就含有納米級的銀粉，導熱率從普通硅脂的0.5-2w/mk提升到了7w/mk，實(shí)際導熱效果從后面的測試來(lái)看，確實(shí)很明顯。

　　高溫的筆記本里，經(jīng)常會(huì )發(fā)現，顯卡芯片上方有一塊比較厚的固態(tài)硅脂，這不同于之前的液態(tài)硅脂，它的導熱能力更差。

　　它唯一的存在理由，就是能夠降低成本，因為它能夠讓一根熱管照顧兩個(gè)芯片。另外，不易壓碎芯片的緩沖特性，很適應筆記本電腦的批量生產(chǎn)組裝。因此，單熱管的雙核+獨顯筆記本，往往都有固態(tài)硅脂這樣不利于我們散熱的東西存在。

　　

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　　固態(tài)硅脂

　　固態(tài)硅脂的導熱率和普通的液態(tài)硅脂差不多，但是由于厚度往往在毫米級別，遠遠大于接觸面之間的縫隙，所以熱阻比液態(tài)硅脂要大10倍以上，導熱效果就可想而知了，在后面的測試中，也驗證了這一點(diǎn)。

　　

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　　固態(tài)硅脂類(lèi)導熱介質(zhì)，筆者還找到了3M導熱墊，常常用于給顯存貼金魚(yú)片用。如果用于CPU導熱，效果怎么樣，筆者也很感興趣。所以后面也附加了3M導熱墊的測試。

　　為了填充芯片和銅接觸面的縫隙，除了使用廉價(jià)的液態(tài)硅脂，或者固態(tài)硅脂外，DIY發(fā)燒友們，早就開(kāi)始使用液態(tài)金屬了。

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　　設想一下，以上縫隙，如果用焊錫焊死，是否導熱率的瓶頸就不存在了呢，但是焊錫的熔點(diǎn)在200-300℃，用來(lái)導熱工藝上很難實(shí)現�；蛘�，用一種導熱率高于焊錫，熔點(diǎn)大大低于焊錫的金屬來(lái)填充。汞的流體性太強，并且有毒，所以不能用于導熱。于是液態(tài)金屬就誕生了。

　　

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　　酷冷博液態(tài)金屬

　　作為導熱用途的液態(tài)金屬，這里特指酷冷博的液態(tài)金屬導熱墊這款產(chǎn)品。液態(tài)金屬導熱墊，具有良好的浸潤性，能夠與現在市面上所有材質(zhì)的散熱器配合使用，如鋁、銅散熱器。官方稱(chēng)僅含有金屬，無(wú)任何有害的化學(xué)添加劑。其熔點(diǎn)為59℃，沸點(diǎn)高于1350℃，不溶于水和有機溶劑，不易燃。

　　酷冷搏液態(tài)金屬導熱墊是銦、鉍和銅三種金屬的合金，其中鉍的作用主要是降低熔點(diǎn)，銦的作用主要是讓合金具有較強的延展性(能壓成薄薄的金屬片)，另外也可以降低合金的熔點(diǎn)，而銅的作用主要是加強合金的導熱能力。

　　銦(Indium)金屬顯銀白，光澤亮麗，熔點(diǎn)低(156.6℃)，沸點(diǎn)高(2080℃)，傳導性好，延展性好，可塑性強，可壓成極薄的金屬片。合金中每加1%銦，可降低熔點(diǎn)1.45℃，是制造低熔點(diǎn)合金的良兵利器。

　　鉍(Bismuthum)的熔點(diǎn)低(271℃)，很早就被用來(lái)制作易熔合金(熔點(diǎn)在45-100℃)，含鉍的易熔合金被廣泛應用于防火、防電設備以及一些蒸汽鍋爐的安全塞上，一旦發(fā)生火災時(shí)，一些水管的活塞會(huì )“自動(dòng)”熔化，噴出水來(lái)。

　　但是鉍的導熱性比較差，在金屬中排倒數第二(僅強于汞)，因此酷冷搏液態(tài)金屬導熱墊中加入了導熱能力出眾的銅(Copper)，以強化導熱墊的傳熱能力。

　　下面，筆者就對液態(tài)金屬的低熔點(diǎn)，進(jìn)行一下實(shí)驗，順便看看它和銅的浸潤性如何。

　　

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　　熱風(fēng)槍輸出80攝氏度的熱風(fēng)

　　液態(tài)金屬這個(gè)溫度下，馬上就熔化了。

　　

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　　液態(tài)金屬熔化了

　　在液態(tài)金屬熔化后，筆者用鑷子撥它，發(fā)現此時(shí)的液態(tài)金屬，因為銅的保溫關(guān)系，仍然呈現液態(tài)，但是很稠，幾乎不具有流動(dòng)性，說(shuō)明了它用于散熱時(shí)是很安全的。

　　

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　　背面狀況

　

摳下這片液態(tài)金屬，可以發(fā)現它的背面，完全融化后已經(jīng)滲入了銅片表面的縫隙中，紋理清晰可見(jiàn)，說(shuō)明了它對銅的浸潤性是很好的。接觸面之間的縫隙，再也不用擔心了。

下面，筆者對各種硅脂(包括液態(tài)金屬、固態(tài)硅脂)，在筆記本上進(jìn)行替換測試。首先進(jìn)行倍能事達白色硅脂的測試。

　　

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　　測試硅脂

　　測試用的筆記本是筆者的SONY SZ26，它的CPU散熱器，很方便拆裝，CPU和銅吸熱面，是直接接觸的，可以很好的體現硅脂的性能。另外,T2500的CPU，也是個(gè)發(fā)熱大戶(hù)，可以拉開(kāi)測試數據的差距。

　　

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　　SONY SZ系列的散熱器非常好拆裝

　　測試軟件，筆者選用了現今普及率非常廣的魯大師，溫度曲線(xiàn)可以非常清楚的表現溫度的變化。因為剛開(kāi)機時(shí)，散熱器本身就很冷，所以CPU溫度普遍偏低，所以待機溫度，筆者選擇在極限溫度測試后，以回歸溫度為準。

　　最后以極限溫度、回歸溫度，為兩個(gè)測試數據，來(lái)對比各類(lèi)硅脂在筆記本電腦里表現出來(lái)的性能。

　　液態(tài)硅脂，這里測試兩種：倍能事達白色硅脂和信越7783含銀硅脂。

　　卸下散熱器，用衛生紙清理干凈銅吸熱面和芯片表面。再涂上硅脂，上緊螺絲，并且統一把后蓋安裝回去。

　　

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　　涂好硅脂

　　之后，開(kāi)機允許魯大師的“溫度測試”項目。在15分鐘后，截圖，保存數據。白色硅脂的溫度曲線(xiàn)如下：

　　

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　　最高88度

　　關(guān)閉測試窗口，不運行任何程序，等待筆記本自然降溫。15分鐘后，取得回歸溫度：

　　

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　　最低48度

　　這個(gè)成績(jì)，就是筆記本原廠(chǎng)的水平，最低溫度為48度，完全符合所謂的出廠(chǎng)要求，但是最高溫度88度，雖然不會(huì )損壞CPU，但高溫會(huì )加劇芯片的老化，讓人很不滿(mǎn)意。

　　再替換上信越7783，注意涂勻了。

　　

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　　測試成績(jì)如下：

　　

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　　最高溫度79度

　　

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　最低溫度45度

　　不愧是信越7783，作為中端含銀硅脂，可以讓最高溫度下降9度，最低溫度也下降了3度，它的性能具有指導意義。

　　下面我們來(lái)測試一下固態(tài)硅脂和3M的導熱墊的導熱性能。在HP的老筆記本里，筆者取得了一片固態(tài)硅脂作為測試用品。3M的導熱墊筆者是從淘寶上10元購得。

　　

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　　固態(tài)硅脂

　　由于固態(tài)硅脂具有很強的彈性，所以不必擔心接觸不良的問(wèn)題。安裝比較簡(jiǎn)單，測試數據如下：

　　

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　　最高溫度100度，CPU自動(dòng)降頻了

　　

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　　最低溫度52度

　　固態(tài)硅脂的導熱性能不出筆者所料，在CPU滿(mǎn)負載的情況下，溫度直奔100度，要不是CPU自動(dòng)降頻，這個(gè)上限還不知道是多少。最低溫度52度，可以看出，在CPU空負載的情況下，還是具有導熱作用的。這樣的東西，不知道用在多少臺筆記本上，給顯卡芯片導熱，真是悲劇。下面是3M的導熱墊：

　　

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　　3M的導熱墊的性能，大大出乎筆者的預料，看樣子這類(lèi)產(chǎn)品，只能給顯存、北橋等發(fā)熱不大的芯片來(lái)導熱了。測試數據如下：

　　

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　　最高溫度100度

　　

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　　最低60度

　　這樣糟糕的成績(jì)，我只能以“比空氣導熱要好”來(lái)形容了�？磥�(lái)只要是固態(tài)硅脂，不管什么貨，都不要委以重任，給顯存貼貼還差不多!

　　

　終于到了最壓軸的最終環(huán)節了，最貴的液態(tài)金屬登場(chǎng)了。這次實(shí)驗用的液態(tài)金屬，是筆者用130元，從淘寶上購得。

　　

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　　剪一片液態(tài)金屬壓住CPU

　　由于CPU核心面積比一整張液態(tài)金屬小多了，所以本著(zhù)節約的精神，按照CPU核心的面積，剪一小片就足夠了。測試數據如下：

　　

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最高溫度71度

　　

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　　最低溫度45度

　　測試的成績(jì)，實(shí)在是太好了。筆者實(shí)在好奇，此時(shí)的液態(tài)金屬是一個(gè)什么狀況，于是把散熱器又拆開(kāi)了。讓大家也滿(mǎn)足一下眼癮。

　　

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　　液態(tài)金屬

　　看起來(lái)，液態(tài)金屬在使用中，已經(jīng)完全熔化了，接觸面之間的微小空隙已經(jīng)完全被填充了。70W/mk的導熱率，可以最大化的發(fā)揮出來(lái)了。

　　按照筆者的經(jīng)驗，筆記本的原廠(chǎng)散熱，幾乎都是有改進(jìn)余地的。下面給出本次測試的成績(jì)：

　　

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　　做完這些工作后，筆者不禁高呼：改造散熱，從硅脂做起！

　　用液態(tài)金屬替換硅脂，毫無(wú)疑問(wèn)已經(jīng)達到了完美的效果，但是也是最貴的方案。液態(tài)硅脂里，含銀的信越7783，也不錯，18塊錢(qián)，性?xún)r(jià)比高。

　　如果你的CPU和顯卡芯片上有固態(tài)硅脂，那你就得小心了。對于這樣的機器，改造散熱勢在必行，下一期節目里，筆者會(huì )以實(shí)際案例，來(lái)教大家更進(jìn)一步的改造散熱的方法。

       學(xué)習了吧。。。

^^^^^^研究成這個(gè)樣，有點(diǎn)做開(kāi)發(fā)了。

樓主高手，學(xué)習了。

（液態(tài)金屬）好像記得865時(shí)代就用過(guò)，只是沒(méi)有流行，可能是有點(diǎn)麻煩。維修一次就要從做一次是吧？

我已經(jīng)晚了，下次吧。

廣告效果很好

用過(guò)液態(tài)金屬 差點(diǎn)沒(méi)把主板燒掉   效果也不理想 根本不會(huì )呈液態(tài)

好的硅脂好貴啊

原來(lái)固態(tài)硅脂不好��？？？ 那怎么淘寶上還說(shuō)好 賣(mài)的很貴的   還說(shuō)美國進(jìn)口的  1CM X10M的至少10幾元��！  唉 上當了  樓上不會(huì )是做廣告的吧

夠專(zhuān)業(yè)   這產(chǎn)品  必火   

哈哈...液態(tài)金屬貴呀...一般人誰(shuí)知道呢,免費幫他加又不會(huì )多給錢(qián)....對不..

給自己用用還差不多，那么高貴給客戶(hù)用不起的�。。�！

樓主   真厲害

版主，學(xué)習了，謝謝

學(xué)習了。  液態(tài)金屬太貴了，

大家伙注意了，以后遇到固態(tài)硅脂一定要換了，哈哈

asjay670185671 發(fā)表于 2012-7-8 21:49

                               
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原來(lái)固態(tài)硅脂不好��？？？ 那怎么淘寶上還說(shuō)好 賣(mài)的很貴的   還說(shuō)美國進(jìn)口的  1CM X10M的至少10幾元��！  唉 ...

哥們，我也是做維修的，這個(gè)結果是實(shí)測得來(lái)的，如果不信的話(huà)，就當看小說(shuō)好了