diy 教你如何让笔记本散热变得更好

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时间:2018-07-06

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1、绝对罕见教你如何给笔记本散热近年来,双核+独显的全能学生机十分流行。在享受高性能的同时,笔记本电脑的散热却总不能让我们满意。苛刻的玩家,总是不满足于原厂的设计,只要有一点点提升的空间,我们就要自己动手改造散热,其中的乐趣,是旁人无法体会的。  笔者曾经对笔记本改造散热乐此不疲,今天就给大家分享一点经验。今天我们主要从硅脂的角度,来讨论一下改造散热这个话题。此次实验,所测试的硅脂类导热介质有:倍能事达白色硅脂、信越7783纳米硅脂、3M导热垫、固态硅脂、液态金属。     后面我们测试了他们的极限温度,回归温度(也就是到达极限温度后的空负载最低温度)。测试结果如下:  

2、   笔记本硅脂替换测试成绩  对于改造笔记本的散热有兴趣的朋友,请点击下一页,看看详细的过程。  首先,来分析一下笔记本散热系统,我们就会发现一些问题。一个典型的散热系统,是一个串行的体系。热量从源头,通过热传递导出到外界空气的过程,要经过如下介质:芯片DIE、导热硅脂、铜吸热面、焊锡、热管、焊锡、散热鳞片。     串行散热体系  其中,芯片的DIE,就是芯片晶圆的硅制外壳,它可以保护内部精密的晶体管电路不受氧化和磨损,更重要的是,能把内部电路产生的热量传导到表面。  从上图可以看出,热量从芯片内部产生后,要经过7层介质,才会散发到周围的空气中。类比电路,我们可以

3、看出,这里的热量传导,是一个串行的体系。各种介质,导热的能力,有一个物理常量来衡量,那就是导热系数,又称导热率。下面,我们就对于这些介质进行分析。  热导率定义为单位截面、长度的材料在单位温差下和单位时间内直接传导的热量。  导热率ρ=ΔQ*L/S*ΔT*t  ΔQ:传递的热量,L:长度,S:截面积,ΔT:两端温差,t:时间。  常见的介质导热率如下:     常见材料导热率  这里,笔者把液态金属的导热率也列了出来,因为等下要进行液态金属的实验。顺便说一下,芯片DIE硅材料的导热率可大500以上。  从上表可以看出,我们CPU所用的导热硅脂,也就“传统导热膏”的导热

4、率,是最大的瓶颈。但是,为什么我们还要用导热硅脂呢?  因为不同介质之间,往往接触是不完好的,缝隙中混入了空气,空气的导热率更低。这样会造成很大的接触热阻(热阻是导热率的倒数)。所以我们必须在芯片表面涂上导热硅脂。  导热硅脂必须存在,但是,这不可避免的,会造成了散热体系中的瓶颈。瓶颈的存在,导致了它的前端介质不断的堆积热量,也就导致了芯片的温度持续升高。  玩DIY的朋友,应该对于白色的导热硅脂很熟悉。我们通常所说的导热硅脂,应该被称为硅膏,成分为硅油+填料。  硅油,又称二甲基硅油,无味无毒,具有生理惰性、良好的化学稳定性、电缘性和耐候性,粘度范围广,凝固点低,闪

5、点高,疏水性能好,并具有很高的抗剪能力,可在50~180oC温度内长期使用,广泛用做绝缘、润滑、防震、防尘油、介电液和热载体,有及用作消泡、脱膜、油漆和日用化妆品的添加剂等。  填料为磨得很细的粉末,成份为ZnO/Al2O3/氮化硼/碳化硅/铝粉等。硅油保证了一定的流动性,而填料填充了CPU和散热器之间的微小空隙。     普通硅脂  这样的导热硅脂,价格便宜,稳定性好,广泛用于我们的笔记本电脑里。这样的硅脂,笔者把他称为液态硅脂,因为它是呈流体状的。     液态硅脂,还有一些添加银粉和其他添加剂制程的高端硅脂,例如信越7783,就含有纳米级的银粉,导热率从普通硅脂

6、的0.5-2w/mk提升到了7w/mk,实际导热效果从后面的测试来看,确实很明显。  高温的笔记本里,经常会发现,显卡芯片上方有一块比较厚的固态硅脂,这不同于之前的液态硅脂,它的导热能力更差。  它唯一的存在理由,就是能够降低成本,因为它能够让一根热管照顾两个芯片。另外,不易压碎芯片的缓冲特性,很适应笔记本电脑的批量生产组装。因此,单热管的双核+独显笔记本,往往都有固态硅脂这样不利于我们散热的东西存在。     固态硅脂  固态硅脂的导热率和普通的液态硅脂差不多,但是由于厚度往往在毫米级别,远远大于接触面之间的缝隙,所以热阻比液态硅脂要大10倍以上,导热效果就可想而知

7、了,在后面的测试中,也验证了这一点。     固态硅脂类导热介质,笔者还找到了3M导热垫,常常用于给显存贴金鱼片用。如果用于CPU导热,效果怎么样,笔者也很感兴趣。所以后面也附加了3M导热垫的测试。  为了填充芯片和铜接触面的缝隙,除了使用廉价的液态硅脂,或者固态硅脂外,DIY发烧友们,早就开始使用液态金属了。   设想一下,以上缝隙,如果用焊锡焊死,是否导热率的瓶颈就不存在了呢,但是焊锡的熔点在200-300℃,用来导热工艺上很难实现。或者,用一种导热率高于焊锡,熔点大大低于焊锡的金属来填充。汞的流体性太强,并且有毒,所以不能用于导热。于是液态金属

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