筆者曾經對筆記本改造散熱樂此不疲，今天就給大家分享一點經驗。今天我們主要從硅脂的角度，來討論一下改造散熱這個話題。此次實驗，所測試的硅脂類導熱介質有：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：
筆記本硅脂替換測試成績
對于改造筆記本的散熱有興趣的朋友，請點擊下一頁，看看詳細的過程。
首先，來分析一下筆記本散熱系統(tǒng)，我們就會發(fā)現(xiàn)一些問題。一個典型的散熱系統(tǒng)，是一個串行的體系。熱量從源頭，通過熱傳遞導出到外界空氣的過程，要經過如下介質：芯片DIE、導熱硅脂、銅吸熱面、焊錫、熱管、焊錫、散熱鱗片。
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，能把內部電路產生的熱量傳導到表面。
從上圖可以看出，熱量從芯片內部產生后，要經過7層介質，才會散發(fā)到周圍的空氣中。類比電路，我們可以看出，這里的熱量傳導，是一個串行的體系。各種介質，導熱的能力，有一個物理常量來衡量，那就是導熱系數(shù)，又稱導熱率。下面，我們就對于這些介質進行分析。
熱導率定義為單位截面、長度的材料在單位溫差下和單位時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：長度，S：截面積，ΔT：兩端溫差，t：時間。
常見的介質導熱率如下：
常見材料導熱率
這里，筆者把液態(tài)金屬的導熱率也列了出來，因為等下要進行液態(tài)金屬的實驗。順便說一下，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(tǒng)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？
因為不同介質之間，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。這樣會造成很大的接觸熱阻（熱阻是導熱率的倒數(shù)）。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不斷的堆積熱量，也就導致了芯片的溫度持續(xù)升高。
玩DIY的朋友，應該對于白色的導熱硅脂很熟悉。我們通常所說的導熱硅脂，應該被稱為硅膏，成分為硅油+填料。
硅油，又稱二甲基硅油，無味無毒，具有生理惰性、良好的化學穩(wěn)定性、電緣性和耐候性，粘度范圍廣，凝固點低，閃點高，疏水性能好，并具有很高的抗剪能力，可在50～180oC溫度內長期使用，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性，而填料填充了CPU和散熱器之間的微小空隙。
普通硅脂
這樣的導熱硅脂，價格便宜，穩(wěn)定性好，廣泛用于我們的筆記本電腦里。這樣的硅脂，筆者把他稱為液態(tài)硅脂，因為它是呈流體狀的。
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，實際導熱效果從后面的測試來看，確實很明顯。
高溫的筆記本里，經常會發(fā)現(xiàn)，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。
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。
固態(tài)硅脂類導熱介質，筆者還找到了3M導熱墊，常常用于給顯存貼金魚片用。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，除了使用廉價的液態(tài)硅脂，或者固態(tài)硅脂外，DIY發(fā)燒友們，早就開始使用液態(tài)金屬了。
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，但是焊錫的熔點在200-300℃，用來導熱工藝上很難實現(xiàn)?；蛘?，用一種導熱率高于焊錫，熔點大大低于焊錫的金屬來填充。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。
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)金屬導熱墊這款產品。液態(tài)金屬導熱墊，具有良好的浸潤性，能夠與現(xiàn)在市面上所有材質的散熱器配合使用，如鋁、銅散熱器。官方稱僅含有金屬，無任何有害的化學添加劑。其熔點為59℃，沸點高于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，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，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，熔點低（156.6℃），沸點高（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1.45℃，是制造低熔點合金的良兵利器。
鉍（Bismuthum）的熔點低（271℃），很早就被用來制作易熔合金（熔點在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，一些水管的活塞會“自動”熔化，噴出水來。
但是鉍的導熱性比較差，在金屬中排倒數(shù)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，進行一下實驗，順便看看它和銅的浸潤性如何。
熱風槍輸出80攝氏度的熱風
液態(tài)金屬這個溫度下，馬上就熔化了。
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(xiàn)此時的液態(tài)金屬，因為銅的保溫關系，仍然呈現(xiàn)液態(tài)，但是很稠，幾乎不具有流動性，說明了它用于散熱時是很安全的。
背面狀況
摳下這片液態(tài)金屬，可以發(fā)現(xiàn)它的背面，完全融化后已經滲入了銅片表面的縫隙中，紋理清晰可見，說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），在筆記本上進行替換測試。首先進行倍能事達白色硅脂的測試。
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(xiàn)硅脂的性能。另外,T2500的CPU，也是個發(fā)熱大戶，可以拉開測試數(shù)據(jù)的差距。
SONY SZ系列的散熱器非常好拆裝
測試軟件，筆者選用了現(xiàn)今普及率非常廣的魯大師，溫度曲線可以非常清楚的表現(xiàn)溫度的變化。因為剛開機時，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，為兩個測試數(shù)據(jù)，來對比各類硅脂在筆記本電腦里表現(xiàn)出來的性能。
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(wèi)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(tǒng)一把后蓋安裝回去。
涂好硅脂
之后，開機允許魯大師的“溫度測試”項目。在15分鐘后，截圖，保存數(shù)據(jù)。白色硅脂的溫度曲線如下：
最高88度
關閉測試窗口，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：
最低48度
這個成績，就是筆記本原廠的水平，最低溫度為48度，完全符合所謂的出廠要求，但是最高溫度88度，雖然不會損壞CPU，但高溫會加劇芯片的老化，讓人很不滿意。
再替換上信越7783，注意涂勻了。
測試成績如下：
最高溫度79度
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。
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題。安裝比較簡單，測試數(shù)據(jù)如下：
最高溫度100度，CPU自動降頻了
最低溫度52度
固態(tài)硅脂的導熱性能不出筆者所料，在CPU滿負載的情況下，溫度直奔100度，要不是CPU自動降頻，這個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：
3M的導熱墊的性能，大大出乎筆者的預料，看樣子這類產品，只能給顯存、北橋等發(fā)熱不大的芯片來導熱了。測試數(shù)據(jù)如下：
最高溫度100度
最低60度
這樣糟糕的成績，我只能以“比空氣導熱要好”來形容了。看來只要是固態(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(jié)了，最貴的液態(tài)金屬登場了。這次實驗用的液態(tài)金屬，是筆者用130元，從淘寶上購得。
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，所以本著節(jié)約的精神，按照CPU核心的面積，剪一小片就足夠了。測試數(shù)據(jù)如下：
最高溫度71度
最低溫度45度
測試的成績，實在是太好了。筆者實在好奇，此時的液態(tài)金屬是一個什么狀況，于是把散熱器又拆開了。讓大家也滿足一下眼癮。
液態(tài)金屬
看起來，液態(tài)金屬在使用中，已經完全熔化了，接觸面之間的微小空隙已經完全被填充了。70W/mk的導熱率，可以最大化的發(fā)揮出來了。
按照筆者的經驗，筆記本的原廠散熱，幾乎都是有改進余地的。下面給出本次測試的成績：
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，毫無疑問已經達到了完美的效果，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，性價比高。
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(jié)目里，筆者會以實際案例，來教大家更進一步的改造散熱的方法。
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