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请问笔记本cpu散热用相变片好还是相变硅脂好啊?

发布时间:2023-11-03 17:00:06 作者: 产品服务

  你这里说的相变片和相变硅脂其实只是同一种材料的不同形式,没什么本质上的区别。只不过前者片状易安装,后者偏膏状方便在不同场景下涂抹使用。相变硅脂我没有用过,但相变片还是了解一些。

  相变片本质上是使用了PCM(Phase change material/相变材料)这种东西,PCM的定义是指温度不变的情况下而改变物质状态并能提供潜热的物质。但导热材料领域中的相变片,我们利用的主要是相变现象,其特性在于:常温下呈半固态,高温下呈完全膏态。

  这就带来了相变片的第一个好处:室温下安装十分便捷,不那么容易弄脏,而在芯片正常工作,温度上升后,又会变得很软,在弹簧螺钉的压力下,可以很容易的填充芯片和散热片之间的空隙。相变片的这一个特性,使得其导热效果通常优于传统的导热衬垫。

  那相变片散热性能会优于导热硅脂吗?那倒未必,导热硅脂在正常状态下就是膏状的(和相变片在高温状态下一样),浸润性能本来就比较好。同样导热系数的相变片和导热硅脂,相变片在散热性能上并没有太大优势。那相变片比导热硅脂好在哪呢?主要是在其长期可靠性上。

  导热硅脂有个最大的毛病就是容易泵出,而且这个现象在裸die芯片(就是不封装,硅晶圆直接的芯片)上是几乎没办法避免的。为何会发生这种现象呢?让我们试想一下这个场景:裸die芯片(下文简称die)安装在PCB板上,散热器安装在芯片上,且四周用螺钉紧固,硅脂就在芯片和散热器之间。

  PCB板、die、散热器用到主材质不完全一样,其热膨胀系数也不一样,通常PCB板和散热器的热膨胀系数比较大,而die的热膨胀系数比较小。但要命的是,由于四周螺钉的存在,这总系统中的不同部件没办法自由的向四周伸缩。一般散热器刚性比较强,那就导致整个PCB板连着die会发生上凸或下凹的变形。电脑使用中,系统的温度其实就是一直波动的(至少开机和关机状态下差别很大吧)。比如说我开机升温的时候,die往上凸;关机降温的时候,die又往下凹,反复不均匀地挤压中间的的硅脂。在时间的累积下,这个效应最终会对硅脂层造成破坏,并把硅脂泵了出去,形成硅脂空洞,导致散热系统失效。

  而相变片有所区别,说形象一点,相变片在高温下,融化成膏状,充分浸润die和散热器表面,填充空隙;温度降低时,又以这个充分浸润的结构回到固态(这也是怎么回事通常说相变片需要有一个烤机活化的过程)。在这样的一个过程中,虽然同样会有die的变形,但PCM的长链结构使得材料的内聚力非常好,不容易被外力破坏。

  这就引出了相变片的第二个好处:可靠性好。相比于传统导热硅脂,在裸die应用场景,相变片不会因die的温循变形被泵出,长期可靠性强。

  笔记本CPU一般是裸die芯片,从长期稳定性考虑,使用相变片确实会更好一些。

  固体的散热片是用来贴显存之类的东西,芯片顶部距离散热器有一段空隙的情况会用。流体的散热硅脂是主力,芯片顶部紧贴散热器的时候会用。笔记本 CPU 选硅脂,而不选硅脂片。

  相变片和相变片之间不能一概而论,有些相变片不错,有些相变片是垃圾,不能一竿子打死,不能用特例来代表普遍情况。