对于很多用户来说,散热配置就是风扇、散热片、热管等配件,其实在处理器和显卡等处的散热器之下,还有一层导热用的硅脂,在大热发售的 PS5 游戏主机和某些笔记本电脑中,更是直接使用了所谓的「液金(Liquid Metal)」来导热。此外,在主板的 M.2 散热片、显卡的显存等部分,还能看到另一种导热材料—— 导热垫 。与散热器相比,这些材料非常不显眼,但它们的作用却非常大,要想更好地配置散热系统,必须对它们有一定的了解。

硅脂的作用
要了解这些导热材料的作用,还得从芯片的设计说起。以目前的主流桌面处理器为例,它们都采用金属顶盖封装。虽然其顶盖已经是便于导热的材质,但顶部并不是非常光滑平整的,大量铭文和微小的凹凸(图 1)使其难以紧密接触散热器的底部,更不要说一般的散热器的底部也难以做到非常平滑。
要想让两者紧密接触、实现快速导热,就必须在两者间加入可以快速导热并填充各种空隙的材料,这就是导热硅脂的作用。液金与导热垫片的作用与之类似,不过液金的导热能力更强,导热垫片(导热硅胶片)则无需涂抹,可以快速安装,适用于各种不平整界面(缝隙)的完美嵌入。


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导热硅脂的主要参数就是导热系数,导热系数越高,则在同样的条件下导热越快(图 2),此外流动性和耐干燥能力决定了它们是否能更好地填充细小的缝隙和耐受长时间的使用。需要注意的是,银色和金色等硅脂据称含有金属微粒,甚至是导热能力超强的银、金微粒,但这并不说明它们就一定更好,首先银色和金色并不是银和金的专属颜色,其次如果分散剂本身导热性能不足的话,分散在其中而不是互相接触的金银微粒并不能发挥出它们的导热能力。


液金(图 3)则是真正发挥金属高导热能力的填充材料,相对于高质量硅脂十几 W/(m·K) (瓦/(米·度))的导热率,较好的液金导热率可达到数十 W/(m·K) 。不过因为其中真的含有大量金属材质,所以它也有很好的导电能力,而且可以和金属发生反应, 使用时需要特别小心,如果溢出到主板上,很可能造成短路,腐蚀等严重问题。
硅脂的使用方法
在使用硅脂的时候,我们一定要注意其实际作用是填充缝隙,避免出现空气隔热层,所以在充分填充了缝隙后,硅脂在处理器顶盖和散热器底面间的厚度其实是越薄越好的。对于目前 4cm×4cm 左右的消费级处理器顶盖,一般使用大米粒大小的硅脂就够了;如果用于体积更小的笔记本电脑处理器、中端 GPU 等,则小米粒大小即可;面积更大的专业级处理器、高端 GPU 等则需要适当多涂抹一些。

比较实用的涂抹法方法是把硅脂放在芯片中央(图 4)或刻字最密集的地方,用散热器底部压一压、转一转,让硅脂尽量填入芯片表面和散热器底部的凹处,剩余部分则会被挤到边上。如果产品提供了刮刀,也可以在安装散热器之前将硅脂刮薄,均匀分布在处理器顶盖上,近期还出现了一种扁嘴硅脂管,挤出的硅脂就是薄薄一层,更加好用。
注意如果硅脂放置得太多,造成挤出量太大的话,最好尽量刮去,不要让硅脂接触到周围的主板电路,因为有些硅脂可能会有一定的导电能力,如果接触到主板上暴露的电路、针脚等,就会出现短路故障。
对于现在流行的底部直触式热管散热器,还要注意散热器底座的做工,如果热管镶嵌部位有较大缝隙(图 5)的话,则应在散热器底座一面适当多涂一些硅脂,避免沟槽填充不满而出现空气隔热层,影响散热能力。
至于液金和散热垫,老高建议普通用户不要自行使用,以免出现问题,造成系统不稳定甚至损坏。

硅脂的注意事项
我们买到的消费级硅脂大都是有衰减和有效期的,无论是已经涂抹使用还是保存在管/罐中,过了一定的时间,因为氧化、干燥等原因,导热能力会明显下降,需要重涂。这一点在北方,特别是干燥季节更加明显,一定要经常注意电脑的散热表现,及时处理。
此外在维护电脑或升级配件的时候,取下散热器发现硅脂已经发干或固液分离的情况也很常见。其实硅脂里的液态分散剂对导热的作用不大,因此干了的硅脂不一定就失效了,但不再湿润流动的硅脂在维护、升级完毕后显然已经不能正常填充缝隙了,所以重新安装散热器的时候,必须将状态已经不好的硅脂刮掉重涂。
放置时间较久的硅脂使用前也要先观察状态,如果出现固液分离,但液体不成滴,不会流到芯片周围,固体部分也仍有流动性或者可以和液体充分混合,那问题就不大,可直接使用。而如果液体粘度太小,四处流动,固体则已经干涸龟裂,那就完全不能用了。所以在购买硅脂时也要注意,如果不是频繁拆卸散热器,则不要购买大包装的硅脂,避免浪费。
最后要注意的一点是,由于 AMD 桌面处理器仍然使用直插式安装方式,在拆卸散热器时如果硅脂特别粘稠或板结,都可能将处理器直接拔下,有可能造成断针等情况,所以建议大家在拆卸散热器前最好先开机预热一下,让硅脂变软;然后关机,松开卡扣,慢慢地左右旋转散热器,感觉硅脂松散之后再提起散热器。
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