绝对罕见 教你如何给笔记本散热

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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：

　　

　　笔记本硅脂替换测试成绩

　　　　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。于是液态金属就诞生了。

　　

　　酷冷博液态金属

　　作为导热用途的液态金属，这里特指酷冷博的液态金属导热垫这款产品。液态金属导热垫，具有良好的浸润性，能够与现在市面上所有材质的散热器配合使用，如铝、铜散热器。官方称仅含有金属，无任何有害的化学添加剂。其熔点为59℃，沸点高于1350℃，不溶于水和有机溶剂，不易燃。

　　酷冷搏液态金属导热垫是铟、铋和铜三种金属的合金，其中铋的作用主要是降低熔点，铟的作用主要是让合金具有较强的延展性(能压成薄薄的金属片)，另外也可以降低合金的熔点，而铜的作用主要是加强合金的导热能力。

　　铟(Indium)金属显银白，光泽亮丽，熔点低(156.6℃)，沸点高(2080℃)，传导性好，延展性好，可塑性强，可压成极薄的金属片。合金中每加1%铟，可降低熔点1.45℃，是制造低熔点合金的良兵利器。

　　铋(Bismuthum)的熔点低(271℃)，很早就被用来制作易熔合金(熔点在45-100℃)，含铋的易熔合金被广泛应用于防火、防电设备以及一些蒸汽锅炉的安全塞上，一旦发生火灾时，一些水管的活塞会“自动”熔化，喷出水来。

　　但是铋的导热性比较差，在金属中排倒数第二(仅强于汞)，因此酷冷搏液态金属导热垫中加入了导热能力出众的铜(Copper)，以强化导热垫的传热能力。

　　下面，笔者就对液态金属的低熔点，进行一下实验，顺便看看它和铜的浸润性如何。

　　

　　热风枪输出80摄氏度的热风

　　液态金属这个温度下，马上就熔化了。

　　

　　液态金属熔化了

　　在液态金属熔化后，笔者用镊子拨它，发现此时的液态金属，因为铜的保温关系，仍然呈现液态，但是很稠，几乎不具有流动性，说明了它用于散热时是很安全的。

　　

　　背面状况

　

抠下这片液态金属，可以发现它的背面，完全融化后已经渗入了铜片表面的缝隙中，纹理清晰可见，说明了它对铜的浸润性是很好的。接触面之间的缝隙，再也不用担心了。

下面，笔者对各种硅脂(包括液态金属、固态硅脂)，在笔记本上进行替换测试。首先进行倍能事达白色硅脂的测试。

　　

　　测试硅脂

　　测试用的笔记本是笔者的SONY SZ26，它的CPU散热器，很方便拆装，CPU和铜吸热面，是直接接触的，可以很好的体现硅脂的性能。另外,T2500的CPU，也是个发热大户，可以拉开测试数据的差距。

　　

　　SONY SZ系列的散热器非常好拆装

　　测试软件，笔者选用了现今普及率非常广的鲁大师，温度曲线可以非常清楚的表现温度的变化。因为刚开机时，散热器本身就很冷，所以CPU温度普遍偏低，所以待机温度，笔者选择在极限温度测试后，以回归温度为准。

　　最后以极限温度、回归温度，为两个测试数据，来对比各类硅脂在笔记本电脑里表现出来的性能。

　　液态硅脂，这里测试两种：倍能事达白色硅脂和信越7783含银硅脂。

　　卸下散热器，用卫生纸清理干净铜吸热面和芯片表面。再涂上硅脂，上紧螺丝，并且统一把后盖安装回去。

　　

　　涂好硅脂

　　之后，开机允许鲁大师的“温度测试”项目。在15分钟后，截图，保存数据。白色硅脂的温度曲线如下：

　　

　　最高88度

　　关闭测试窗口，不运行任何程序，等待笔记本自然降温。15分钟后，取得回归温度：

　　

　　最低48度

　　这个成绩，就是笔记本原厂的水平，最低温度为48度，完全符合所谓的出厂要求，但是最高温度88度，虽然不会损坏CPU，但高温会加剧芯片的老化，让人很不满意。

　　再替换上信越7783，注意涂匀了。

　　

　　测试成绩如下：

　　

　　最高温度79度

　　

　最低温度45度

　　不愧是信越7783，作为中端含银硅脂，可以让最高温度下降9度，最低温度也下降了3度，它的性能具有指导意义。

　　下面我们来测试一下固态硅脂和3M的导热垫的导热性能。在HP的老笔记本里，笔者取得了一片固态硅脂作为测试用品。3M的导热垫笔者是从淘宝上10元购得。

　　

　　固态硅脂

　　由于固态硅脂具有很强的弹性，所以不必担心接触不良的问题。安装比较简单，测试数据如下：

　　

　　最高温度100度，CPU自动降频了

　　

　　最低温度52度

　　固态硅脂的导热性能不出笔者所料，在CPU满负载的情况下，温度直奔100度，要不是CPU自动降频，这个上限还不知道是多少。最低温度52度，可以看出，在CPU空负载的情况下，还是具有导热作用的。这样的东西，不知道用在多少台笔记本上，给显卡芯片导热，真是悲剧。下面是3M的导热垫：

　　

　　3M的导热垫的性能，大大出乎笔者的预料，看样子这类产品，只能给显存、北桥等发热不大的芯片来导热了。测试数据如下：

　　

　　最高温度100度

　　

　　最低60度

　　这样糟糕的成绩，我只能以“比空气导热要好”来形容了。看来只要是固态硅脂，不管什么货，都不要委以重任，给显存贴贴还差不多!

　　

　终于到了最压轴的最终环节了，最贵的液态金属登场了。这次实验用的液态金属，是笔者用130元，从淘宝上购得。

　　

　　剪一片液态金属压住CPU

　　由于CPU核心面积比一整张液态金属小多了，所以本着节约的精神，按照CPU核心的面积，剪一小片就足够了。测试数据如下：

　　

最高温度71度

　　

　　最低温度45度

　　测试的成绩，实在是太好了。笔者实在好奇，此时的液态金属是一个什么状况，于是把散热器又拆开了。让大家也满足一下眼瘾。

　　

　　

　　液态金属

　　看起来，液态金属在使用中，已经完全熔化了，接触面之间的微小空隙已经完全被填充了。70W/mk的导热率，可以最大化的发挥出来了。

　　按照笔者的经验，笔记本的原厂散热，几乎都是有改进余地的。下面给出本次测试的成绩：

　　

　　做完这些工作后，笔者不禁高呼：改造散热，从硅脂做起！

　　用液态金属替换硅脂，毫无疑问已经达到了完美的效果，但是也是最贵的方案。液态硅脂里，含银的信越7783，也不错，18块钱，性价比高。

　　如果你的CPU和显卡芯片上有固态硅脂，那你就得小心了。对于这样的机器，改造散热势在必行，下一期节目里，笔者会以实际案例，来教大家更进一步的改造散热的方法。

       学习了吧。。。

^^^^^^研究成这个样，有点做开发了。

楼主高手，学习了。

（液态金属）好像记得865时代就用过，只是没有流行，可能是有点麻烦。维修一次就要从做一次是吧？

我已经晚了，下次吧。

广告效果很好

用过液态金属 差点没把主板烧掉   效果也不理想 根本不会呈液态

好的硅脂好贵啊

原来固态硅脂不好啊？？？ 那怎么淘宝上还说好 卖的很贵的   还说美国进口的  1CM X10M的至少10几元啊！  唉 上当了  楼上不会是做广告的吧

够专业   这产品  必火   

哈哈...液态金属贵呀...一般人谁知道呢,免费帮他加又不会多给钱....对不..

给自己用用还差不多，那么高贵给客户用不起的！！！！

楼主   真厉害

版主，学习了，谢谢

学习了。  液态金属太贵了，

大家伙注意了，以后遇到固态硅脂一定要换了，哈哈

asjay670185671 发表于 2012-7-8 21:49

0 _7 h7 p& m) H  M) f0 [. w                               
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8 q7 k3 S1 o6 ]+ h. X  Z5 T原来固态硅脂不好啊？？？ 那怎么淘宝上还说好 卖的很贵的   还说美国进口的  1CM X10M的至少10几元啊！  唉 ...

哥们，我也是做维修的，这个结果是实测得来的，如果不信的话，就当看小说好了