〖從零開始〗淺談筆記本散熱與導熱介質

首先明確一點,筆記本的散熱是一個系統工程,影響散熱效果的主要因素包括風扇、熱管以及散熱鰭片的設計,此外,還要考慮芯片與熱管間傳導介質的效率——通常所說的散熱硅脂,相變片或是液態金屬。

另外各位盒友也不要焦慮,筆記本打遊戲70度已經算是散熱非常好的機子了,普通機子上80 90都是很正常的,像魔霸新銳2022都能上90度,溫度這個東西如果不導致降頻,100度以下都可以不用管它。

這就是一個典型的筆電散熱模組

由圖我們不難得出一個筆記本要把芯片產生的熱量排出機身需要經歷以下環節:導熱介質、均熱板、導熱銅管、金屬鰭片,最後熱量通過風扇吹風排出機身。所以導熱底板厚度適中,銅管從芯片到鰭片的距離越短、直徑越粗,彎折次數越少,彎折角度越小,數量越多;也即銅管熱傳遞性越好,均熱板覆蓋發熱元件越多;散熱鰭片體積越大;風扇風量越大的散熱模組的散熱性能就越高。

不過雖然理論上熱管的數量越多意味着散熱性能越好,但實際上,像藍天系公模筆記本(神舟,七彩虹)因爲散熱設計太爛,可能會通過增加熱管數量來彌補設計上的不足,由此也導致風扇噪音增大,直升機🚁起飛。音量控制常年難繃的品牌有神舟,七彩虹,宏碁。

在散熱模組中由於均熱板、導熱銅管和金屬鰭片均焊接在統一的散熱模組中,一般用戶很難改變,而導熱介質(學名熱界面材料)作爲芯片熱量傳遞到散熱模組的第一個環節,是用戶最容易接觸到的部分,也是用戶經常DIY的一個部分。本文便着重介紹筆記本電腦散熱模組中的導熱介質,至於鰭片,風扇,包括其材質,進風口等則過於細碎,加上普通用戶對其改進成本太高,後續在更(挖坑

導熱介質在筆記本電腦中的作用:

筆記本的散熱依靠芯片表面與散熱器均熱板表面接觸傳導熱量,凡是表面都會有粗糙度,所以當均熱板與芯片表面相接觸時,不可能完全貼合在一起,總會有一些空氣隙夾雜在其中,而空氣的導熱係數非常小,因此就造成了比較大的接觸熱阻。而使用導熱介質就可以填充這個間隙,這樣就可以降低接觸熱阻,提高散熱性能。

以下是常見導熱介質,這些導熱介質均是生活中經常見到的,被廣泛應用於電子產品散熱的介質,在主流網購平臺均可以購買。

1. 導熱硅脂

2. 導熱硅膠片

3. 導熱凝膠

4. 相變導熱材料

5. 導熱硅膠

6. 液態金屬

1.導熱硅脂

導熱能力中等

俗稱散熱膏,導熱膏,一種具有優良導熱效能的絕緣膏狀物,幾乎不可固化,是筆記本中應用最廣泛的導熱介質之一。常用於發熱量大、不耐高溫、發熱量變化較大的元件。

【物理形態】:粘稠膏狀物,類似於酸奶到橡皮泥之間的質感,根據品牌配方的不同可能有所變化,比如容易流動或者比較粘稠

【顏色】:白色或灰色,也有其他顏色,但比較少見

【應用場景】:筆記本電腦的CPU芯片和GPU芯片,即中央處理器芯片和獨立顯卡芯片

【導電性】:大部分絕緣,極少數摻雜金屬粉末,可能導電

【使用難度】:比較簡單,將硅脂擠到CPU和GPU上即可,通過散熱器壓實。越粘稠的硅脂越難塗抹

【壽命】:很短,根據使用環境而定,一般在半年到2年左右,事實上硅脂在筆記本的u上只需2 3個月散熱效能就會明顯下降了。。因爲die面積太小。。倒是顯卡核心問題不大,因爲面積大

【腐蝕性】:無腐蝕性

【拆卸性】:可拆卸

【重複使用性】:不可重複使用,拆裝散熱模組必須將舊硅脂擦乾淨並塗抹新硅脂

【推薦品牌】:

【1】各大散熱器大廠出品的硅脂,品牌有保證,不怕造假,但是價格較貴,便宜的性能不佳,如:酷冷至尊,貓頭鷹,利民,ARCTIC等。

【2】散裝硅脂,由商家對不零售的工業硅脂進行包裝售賣,一般價格便宜,性能較好,但是容易買到假貨,如:信越7921,信越7868,信越7783,陶熙5888,陶熙5288等。

【硅脂流失問題】:多發生於裸die芯片的筆記本上,高發於高性能遊戲本,無法避免,但能通過更換硅脂緩解,推薦硅脂:利民TF4/TF8,信越7921。如果拆開筆記本散熱模組後,主板上有2個如同鏡子一般的芯片,就屬於裸die芯片的筆記本。

【警告】:硅脂在筆記本電腦上只可用於CPU和GPU散熱,不可代替導熱硅膠片用於供電、顯存或固態硬盤散熱!強行使用會導致筆記本散熱模組貼合不均,導致供電或顯存過熱,硅脂滲入縫隙中很難清理,甚至損壞元器件!

2. 導熱硅膠片

導熱能力:中等偏下
俗稱導熱墊,導熱硅脂墊,導熱片等,學名熱間隙填充物,一種柔軟的絕緣片狀固體,是筆記本中大量使用的導熱介質。常用於發熱量較小、耐高溫、發熱量變化較小的元件。
【物理形態】:柔軟薄片狀固體,微粘,具有可塑性

【顏色】:種類較多,一般有灰色、藍色、粉紅色、紫色、黃色等顏色

【應用場景】:筆記本電腦的供電組件,固態硬盤,主板芯片組(南橋)和顯存芯片

常見用於固態

【導電性】:絕緣

【使用難度】:非常簡單,將硅膠片放置在元器件或散熱模組上即可,這個需要說明一下,雖然更換簡單,不過因爲每個模具的尺寸不一樣,所以需要先去了解一下自己電腦的導熱墊尺寸

圖中採用橡膠圈固定馬甲的做法是錯誤的

ps:不要使用橡膠圈固定馬甲,橡膠圈在高溫下會融化斷裂,融化的橡膠圈會污染筆記本,金屬馬甲沒有固容易掉落造成電腦短路。可以使用紮帶、聚酰亞胺膠帶或者醋酸膠帶固定。

【壽命】:非常長,一般可用到電腦更新換代(3-4年)

【腐蝕性】:無腐蝕性

【拆卸性】:可拆卸

【重複使用性】:可重複使用,拆裝散熱模組時無需更換,保持原樣

各種顏色的小方塊就是導熱硅膠片

【推薦品牌】:目前PDD上有很多硅膠墊品牌,推薦的大牌子只有萊爾德300-9000系列,價格越貴性能越好。目前筆記本平臺對導熱墊要求不高,最便宜的萊爾德300即可滿足需求。

【如何判斷硅膠墊老化】:如果硅膠墊失去彈性,變硬且易碎裂,說明硅膠墊老化,可以更換。

【導熱硅膠片厚度】:市售硅膠片存在着4種常用厚度,分別是0.5,1,1.5,2(單位:毫米),在更換硅膠片時注意厚度的區分,可通過拆卸筆記本散熱模組進行粗略測量,如果厚度無法確定,寧可買厚也不買薄,因爲硅膠墊具有彈性,可在壓力下變形達到貼合效果。導熱硅膠片滲油問題:屬於正常現象,不影響筆記本電腦運行。

【警告】:導熱硅膠片導熱率低,無法代替硅脂用於CPU和GPU的散熱,強行使用會導致電腦過熱!

3. 導熱凝膠

導熱能力:較差
一種新型導熱材料,用於替代導熱硅膠片,在臺系筆記本中很常見(華碩、微星),在手機上也作爲SOC的導熱材料。
【物理形態】:粘稠膏狀物,類似於輕質黏土,顆粒粗,粘性大,形變能力低,具有可塑性,可無限壓縮,不易流動
【顏色】:粉紅色和灰色

【應用場景】:筆記本電腦的供電組件和顯存芯片

【導電性】:絕緣

【使用難度】:比較簡單,將導熱凝膠擠到元器件上,通過散熱模組壓緊即可

【壽命】:非常長,一般可用到電腦更新換代(3-4年)

【腐蝕性】:無腐蝕性

【拆卸性】:可拆卸

【重複使用性】:可重複使用,拆裝散熱模組時無需更換,保持原樣

【推薦品牌】:品牌未知,只知道型號叫GK-2或GK-3,在臺系筆記本中被廣泛使用。

【警告】:導熱凝膠雖然和硅脂很像,但是導熱凝膠的導熱率較低,物理性質也與硅脂不同,無法代替硅脂!

4. 相變導熱材料

導熱能力:中等偏上
俗稱相變硅脂,爲解決筆記本電腦CPU硅脂流失問題而出現的新型導熱材料,最先被聯想拯救者筆記本採用。常溫時爲固態,45攝氏度以上爲液態,固液兩相的轉變使得它得名相變材料。

【物理形態】:有兩者形態,分別爲片狀柔軟固體和粘稠膏狀物,粘稠膏狀物摻有揮發性溶劑,溶劑揮發後變成固體

【顏色】:灰色

【應用場景】:筆記本電腦的CPU芯片和GPU芯片,即中央處理器芯片和獨立顯卡芯片

【導電性】:絕緣

【使用難度】:比較困難。片狀材料厚度僅0.2毫米,粘貼困難。膏狀材料必須保持足夠的溫度才能維持流動性,溫度過低很難塗抹。建議使用片狀導熱材料

【壽命】:比較長,目前沒有壽命測試,估計在2年以上

【腐蝕性】:無腐蝕性

【拆卸性】:可拆卸,但凝固後拆卸較困難

【重複使用性】:不可重複使用,拆裝散熱模組必須將舊硅脂擦乾淨並重新塗抹,建議使用酒精棉或洗板水擦拭

【推薦品牌】:霍尼韋爾PTM 7950/7950 SP,萊爾德780/780 SP,其中“SP”代表材料爲粘稠膏狀物。價格越貴性能越好,但便宜的也足夠滿足使用。

警告:相變導熱材料只可用於CPU和GPU散熱,不可用於筆記本其他地方。相變導熱片很薄,無法提供足夠的厚度,不可替代導熱凝膠或導熱硅膠片!

5. 導熱硅膠

導熱能力:很差


本質上是一種導熱能力較好的膠水,經常有人把它和導熱硅脂弄混,兩者是完全不同的東西。導熱硅膠幾乎不在筆記本中使用,主要用於臺式機電源和手機充電器等不需要拆解的場所。

【物理形態】:粘稠液體,剛擠來時類似於牙膏,後凝固成白色堅硬固體

【顏色】:白色或灰色

【應用場景】:臺式機電源或手機充電器,,LED燈固定等

【導電性】:絕緣

【使用難度】:非常簡單,將膠水擠到需要黏合的部位,壓緊黏合部位,等待膠水固化即可

【壽命】:極長,可用到機器報廢

【腐蝕性】:無腐蝕性

【拆卸性】:不可拆卸,粘性極強,只能進行破壞性拆解

【重複使用性】:無法拆卸,不可重複使用

【推薦品牌】:卡夫特系列導熱硅膠,PDD上很容易找到,價格便宜,十來塊錢能買到一大管。

【警告】:導熱硅膠不是導熱硅脂,名字差不多性質卻完全不一樣。導熱硅膠本質上是一種導熱能力較好的膠水,凝固後形成白色固體,粘性極強,黏住後只能進行破壞性拆解,幾乎無法清除乾淨;硅脂即使老化凝固後粘性也不大,也能用酒精和洗板水清除。導熱硅膠的導熱能力極差,只能用在一些發熱不大的地方。如果將導熱膠用於筆記本散熱,你會得到一個無法拆開,且散熱極差的一次性筆記本!

【勿將導熱硅膠用於筆記本電腦的任何一個部分!】

【勿將導熱硅膠用於筆記本電腦的任何一個部分!】

【勿將導熱硅膠用於筆記本電腦的任何一個部分!】

網上有很多教程,讓大家使用導熱硅膠給筆記本粘一些熱管或散熱片,其實這些方法對改善筆記本散熱幾乎沒有幫助!導熱硅膠的導熱能力極差,即使粘上導熱銅管也傳導不出多少熱量,多加的熱管或散熱片只能增加筆記本的重量,甚至導致筆記本熱量堆積,散熱更差。

6. 液態金屬

導熱能力:非常好
簡稱液金(不是LCD屏幕的液晶),是一種很早就用在計算機散熱中的材料,但因爲液金的安全性問題一直沒有普及。這裏我個人是不支持個人用戶在使用移動CPU的筆記本上使用液金的,尤其是小白盒友,遠離液金。

【物理形態】:不定性,可流動液體,具有金屬光澤

【顏色】:銀白色,反光

【應用場景】:筆記本電腦的CPU芯片和GPU芯片,即中央處理器芯片和獨立顯卡芯片。在臺式機中可用於CPU開蓋更換液金。

【導電性】:導電

【使用難度】:極其困難,使用時要時刻注意液金的用量,並且要做好隔離措施防止液金泄露

【壽命】:未知,受環境因素和用戶自身操作影響很大,從半年到2年的都有

【腐蝕性】:具有腐蝕性,液金中含有鎵,能滲入鋁、銅等金屬中形成合金,導致鋁合金、銅合金性能降低。從宏觀上表現出的是鋁合金變脆開裂,銅合金中出現無法去除的銀色痕跡

【拆卸性】:可拆卸,但比較困難。液金流動性強,無法使用衛生紙擦除,拆卸時需注意液金流動,防止液金損害硬件

【重複使用性】:不可重複使用,拆卸後需要重新塗抹

【推薦品牌】:我沒使用過液金,這裏就不推薦品牌了,建議找上液金老手詢問。

【警告】:【新手請勿上液金!新手請勿上液金!新手請勿上液金!】
【在保電腦請勿上液金!在保電腦請勿上液金!在保電腦請勿上液金!】
【主力電腦請勿上液金!主力電腦請勿上液金!主力電腦請勿上液金!】
剛買電腦的小白不要碰和液金有關的任何東西!包括液態金屬,液態金屬片,液態金屬硅脂等任何東西!
液金十分難上手,對用量,塗抹方式隔離措施都有講究,這不是剛瞭解電腦的小白能做到的,不要對你的能力有過高的期望!

PS:筆記本維修廝能買寶馬,全靠不停的有勇士上液金,今天收到一位粉絲筆記本,他說是上了液金然後就不開機了,我們來看一下,插腚,楷雞,電流沒跑上去,拆開主板,CPU和顯卡都掛了,提桶跑路。
【液金的腐蝕性】:液金會破壞鋁合金,現在許多筆記本的散熱模組都是銅鋁混用的,貿然上液金會導致散熱模組損害解體!
液金能滲入銅合金中,產生無法消除的痕跡,採用液金的筆記本廠商都在銅質均熱板上鍍鎳以防止液金腐蝕。

【網絡中的上液金教程】:網上有很多上液金教程,比如用硅脂隔離,用704硅橡膠隔離等,但大多數都都缺陷。硅脂隔離還會導致液金側漏,704硅橡膠會黏住散熱模組,導致筆記本無法拆卸。盲目相信網絡上的方法很容易報廢你的筆記本。

【怎麼使用液金】:如果真的想要液金,建議購買採用液金導熱的筆記本廠商,推薦華碩玩家國度。戴爾外星人,大廠使用液金,即使出問題也有保修負責。反觀機械革命也用了液金,但鑑於機械革命擁有感人的品控和保修政策,不建議購買機械革命上液金的筆記本。

暴力熊液金


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