散熱配角別忽視導(dǎo)熱硅脂要留心

知行

金銀不重要材質(zhì)的真實(shí)意義

在購(gòu)買硅脂的時(shí)候，很多人都會(huì)特別偏向于銀光閃閃或者金燦燦的產(chǎn)品（圖1），這些產(chǎn)品也經(jīng)常會(huì)宣稱合有銀微粒甚至金微粒。不過(guò)要知道，銀色和金色并不是銀和金的專屬顏色，而且混在其他物質(zhì)中的金銀不一定能發(fā)揮出高導(dǎo)熱率，分散劑如果本身導(dǎo)熱性能不足的話，硅脂的總體導(dǎo)熱能力也不會(huì)高到哪里去。

怎樣才能知道硅脂的導(dǎo)熱能力呢？其實(shí)大家只要看一個(gè)參數(shù)——導(dǎo)熱系數(shù)就好了，至于材料、技術(shù)什么的，與導(dǎo)熱能力關(guān)系并不大。在同樣的導(dǎo)熱系數(shù)下，硅脂的材質(zhì)差別主要反映在流動(dòng)性、耐干燥等表現(xiàn)上，關(guān)乎硅脂的易用性與耐久性，而非導(dǎo)熱性能。

導(dǎo)熱系數(shù)是什么

既然導(dǎo)熱硅脂的性能主要看導(dǎo)熱系數(shù)，那我們就來(lái)了解—下它吧。導(dǎo)熱系數(shù)是指在穩(wěn)定的傳熱條件下，1米厚的材料，兩側(cè)表面的溫差為1度（K或℃），在1秒內(nèi)通過(guò)1平方米面積傳遞的熱量，單位為W/（m'K），即瓦/（米‘度）。那么，要壓制最常見(jiàn)的65W和95W處理器，我們需要的硅脂導(dǎo)熱系數(shù)是多少呢？

95W和65W是指處理器的TDP，即熱設(shè)計(jì)功耗，理論上講就是這塊處理器運(yùn)行時(shí)的發(fā)熱功率，而所謂的熱“設(shè)計(jì)”，說(shuō)明是為設(shè)計(jì)散熱系統(tǒng)提供的參考，用來(lái)計(jì)算硅脂能力也是很合適的。

目前的主流處理器都采用金屬頂蓋封裝，雖然形狀略有不同，但頂部尺寸都在4厘米×4厘米左右。一般硅脂的涂抹厚度為20微米（0.00002米）左右，而處理器溫度需要控制在90℃以下，散熱器溫度則不應(yīng)比室溫高出太多。假設(shè)為40℃。那么將兩種處理器的熱量全部導(dǎo)出，需要的導(dǎo)熱系數(shù)為20.8W/（m·K）和14.4VV/（m·K）。

計(jì)算結(jié)果讓人有些吃驚，因?yàn)檫@樣高的導(dǎo)熱系數(shù)指標(biāo)在硅脂中是極少見(jiàn)的，很多宣稱自己性能出色的硅脂，導(dǎo)熱系數(shù)也不過(guò)是超過(guò)了10W/（m·K）（圖2），可以輕易達(dá)到這一指標(biāo)的主要是“液金”（圖3），一種將液態(tài)金屬作為硅脂替代物的產(chǎn)品。

既然大部分硅脂的性能達(dá)不到全面導(dǎo)熱的能力，它到底有什么意義呢？這就要說(shuō)到另一個(gè)問(wèn)題，硅脂的實(shí)際作用。

填充>導(dǎo)熱硅脂的實(shí)際作用

既然硅脂的導(dǎo)熱系數(shù)說(shuō)明它不足以承擔(dān)將熱量從處理器頂蓋完全傳導(dǎo)到散熱器的任務(wù)，那它是不是沒(méi)什么用呢？并不是這樣的。首先，處理器發(fā)熱量并非全部從頂蓋引出，底部同樣會(huì)傳導(dǎo)部分熱量到主板上進(jìn)行散熱，所以實(shí)際導(dǎo)熱需求沒(méi)有這么高。其次，正確的安裝方法下，散熱器底部的大部分區(qū)域直接與處理器的金屬頂蓋接觸，而散熱器的銅底或鋁底導(dǎo)熱系數(shù)都遠(yuǎn)高于硅脂，所以導(dǎo)熱不成問(wèn)題。

那么硅脂的作用呢？它實(shí)際上負(fù)責(zé)擠壓處理器金屬頂蓋與散熱器底面之間的空氣，填充頂蓋上的刻字（圖4）、散熱器底面的擦痕、直觸式熱管的凹槽等區(qū)域，避免這些區(qū)域存在的空氣變成隔熱層，影響導(dǎo)熱。硅脂負(fù)責(zé)導(dǎo)熱的區(qū)域也就僅限于這些部分，面積比例實(shí)際很小。當(dāng)然即使面積較小，使用更高導(dǎo)熱系數(shù)的硅脂對(duì)處理器的導(dǎo)熱、散熱也同樣有一定的幫助。

要讓硅脂正確地發(fā)揮作用，而不是勉為其難地讓它負(fù)責(zé)大面積的導(dǎo)熱，或者無(wú)法排除空氣而隔絕部分區(qū)域的導(dǎo)熱，那么就要注意涂抹方式。

正確涂抹事半功倍

既然硅脂不是用來(lái)全面導(dǎo)熱的，那所謂厚涂一層的做法就完全不可取了。應(yīng)該怎樣涂抹呢？筆者的經(jīng)驗(yàn)是，使用底面比較平整的散熱器時(shí)，CPU上只需要放大米粒大?。▓D5），GPU或者北橋芯片上放小米粒大小就足夠了。把硅脂放在芯片中央或刻字最密集的地方，用散熱器底部壓一壓、轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，讓硅脂盡量填入芯片表面和散熱器底部的凹處，剩余部分則會(huì)被擠到邊上。也可以在安裝散熱器之前將硅脂刮薄，均勻分布在處理器頂蓋上。近期還出現(xiàn)了一種扁嘴硅脂管，可以直接在頂蓋或底座上薄涂—層，也是不錯(cuò)的方式。

注意如果硅脂放置得太多，造成擠出量太大的話，最好盡量刮去，不要讓硅脂接觸到周圍的主板電路，因?yàn)橛行┕柚赡軙?huì)有一定的導(dǎo)電能力，如果接觸到主板上暴露的電路、針腳等，就會(huì)出現(xiàn)短路故障。

對(duì)于現(xiàn)在流行的底部直觸式熱管散熱器，可以考慮使用略多一點(diǎn)的硅脂，且不要預(yù)先刮得太薄，否則散熱器底部一些較深的槽填不滿，會(huì)出現(xiàn)空氣隔熱層，影響散熱能力。如果熱管鑲嵌有較大縫隙的話（圖6），甚至可以考慮先在散熱器底面涂抹足夠的硅脂，將這些縫隙填滿刮平。

硅脂也有保質(zhì)期

最后要注意的是，有些硅脂是有衰減甚至有效期的，無(wú)論是已經(jīng)涂抹使用還是保存在管/罐中，過(guò)了一定的期限，因?yàn)檠趸?、干燥等原因，?dǎo)熱能力會(huì)明顯下降，需要重涂。這一點(diǎn)在北方，特別是干燥季節(jié)更加明顯，一定要經(jīng)常注意愛(ài)機(jī)的散熱表現(xiàn)，及時(shí)處理。

此外在維護(hù)電腦或升級(jí)配件的時(shí)候，取下散熱器發(fā)現(xiàn)硅脂已經(jīng)發(fā)干或固液分離的情況也很常見(jiàn)（圖7）。其實(shí)硅脂里的液態(tài)分散劑對(duì)導(dǎo)熱的作用不大，因此干了的硅脂不一定就失效了，但不再濕潤(rùn)流動(dòng)的硅脂，是肯定無(wú)法很好地滲入縫隙、擠出空氣的，所以在維護(hù)、升級(jí)完畢，重新安裝散熱器的時(shí)候，必須將狀態(tài)已經(jīng)不好的硅脂刮掉重涂。

放置時(shí)間較久的硅脂使用前也要先觀察其狀態(tài)，如果出現(xiàn)固液分離，但液體不成滴，不會(huì)流到芯片周圍，固體部分也仍有流動(dòng)性或者可以和液體充分混合，那問(wèn)題就不大，可直接使用。而如果液體粘度太小，四處流動(dòng)，固體則已經(jīng)干涸龜裂，那就完全不能用了，換一管新硅脂吧。

正是因?yàn)橛斜Ｙ|(zhì)期的存在，所以在購(gòu)買的時(shí)候，如果不是頻繁拆裝，那么只需購(gòu)買1g—2g包裝，最多4g包裝的硅脂就可以了（圖7），否則很可能經(jīng)過(guò)一兩年的時(shí)間，還沒(méi)用幾次，剩余的大量硅脂就已經(jīng)不堪使用了（圖8）。

典型產(chǎn)品

市場(chǎng)中的硅脂雖多，但因?yàn)椴惶苤匾?，很容易魚目混珠，所以真正價(jià)格實(shí)惠、性能不錯(cuò)、易用耐用的產(chǎn)品并不是很多，這里就介紹幾款在同價(jià)位下能力和口碑都比較好的產(chǎn)品。

愛(ài)國(guó)者AIGO-PRO

盡管價(jià)格比較低廉，但愛(ài)國(guó)者AIGO-PRO卻提供了中端產(chǎn)品的導(dǎo)熱能力，完全可用于酷睿i7、銳龍7系統(tǒng)中。愛(ài)國(guó)者表示這款硅脂不會(huì)很快揮發(fā)和變硬，狀態(tài)變化小，可保證3年有效使用。它是一款絕緣且無(wú)腐蝕性的產(chǎn)品，使用很安全，還附贈(zèng)硅脂刮刀，涂抹更方便。

Thermalright TF4

對(duì)于不折騰、硅脂使用量很少，但對(duì)性能要求較高的用戶，Thermalright（利民）TF4的1.5g裝是比較好的選擇，它提供了較高的導(dǎo)熱系數(shù)，同時(shí)因?yàn)槿萘枯^少，價(jià)格低至不足20元。它也附贈(zèng)了硅脂刮刀，便于用戶涂抹。

酷冷至尊MG Maker

導(dǎo)熱系數(shù)達(dá)到10W/（m-K）以上的硅脂基本可滿足至尊級(jí)處理器、極限超頻處理器的需求，不過(guò)價(jià)格也都比較昂貴，2g裝大都在40元以上，酷冷至尊（ CoolerMaster） MG Maker就是一款這樣的產(chǎn)品。它采用非常精細(xì)的工藝，讓硅脂可以滲入非常微小的金屬表面空隙中，更完美地填充處理器頂蓋和散熱器底座上的微小凹槽，同時(shí)也具有絕緣、無(wú)腐蝕等特性。

ARCTIC MX-4

價(jià)格僅有不足30元的ARCTIC MX-4擁有8.5W/（m·K）的導(dǎo)熱系統(tǒng)，在主流產(chǎn)品中已經(jīng)算是性能比較強(qiáng)的產(chǎn)品了，用于高端超頻系統(tǒng)也毫無(wú)問(wèn)題。它不合金屬顆粒，絕緣且無(wú)腐蝕性，調(diào)校得比較好的粘稠性與密度使其涂抹很方便，甚至鼓勵(lì)用戶用手指直接涂抹即可。這款產(chǎn)品目前正處于新1日包裝交替之際，購(gòu)買時(shí)可根據(jù)喜好挑選。

Thermalright SILVER KING

在50元左右的價(jià)位上，除了高性能硅脂外，還有一些價(jià)格比較實(shí)惠的液金產(chǎn)品，比如Thermalright SILVER KING，在良好的涂抹接觸條件下，其超高的導(dǎo)熱系數(shù)讓處理器頂蓋與散熱器底部完全成為一整塊金屬，沒(méi)有任何低導(dǎo)熱部分存在，可大幅提升散熱速度和散熱能力。

需要注意的是，液金顯然是具有導(dǎo)電能力的，而且流動(dòng)性比較強(qiáng)，安裝時(shí)要在周圍涂抹硅脂以防漏出，特別是在豎置主板上安裝時(shí)要小心流出。液金一旦流出不僅會(huì)污染主板，還極可能造成短路，甚至損壞主板或其他配件。而且由于液金很難與溶劑完美調(diào)和，所以揮發(fā)比較快，而溶劑揮發(fā)后液金的結(jié)合力會(huì)下降，可能造成導(dǎo)熱能力明顯降低，因此需要經(jīng)常關(guān)注系統(tǒng)溫度，并適時(shí)維護(hù)。總之，液金是一種更偏向于高端、有經(jīng)驗(yàn)的DIYer使用的強(qiáng)力硅脂替代品，雖然這款產(chǎn)品價(jià)格并不算很高，但也不建議普通用戶購(gòu)買使用。