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為何需要導(dǎo)熱介質(zhì)
可能有人會(huì)認(rèn)為,CPU表面或散熱片底部都非常光滑,它們之間不需要導(dǎo)熱介質(zhì)。這種觀點(diǎn)是錯(cuò)誤的!由于機(jī)械加工不可能做出理想化的平整面,因此在CPU與散熱器之間存在很多溝壑或空隙,其中都是空氣。我們知道,空氣的熱阻值很高,因此必須用其他物質(zhì)來(lái)降低熱阻,否則散熱器的性能會(huì)大打折扣,甚至無(wú)法發(fā)揮作用。于是導(dǎo)熱介質(zhì)就應(yīng)運(yùn)而生了,它的作用就是填充處理器與散熱器之間大大小小的空隙,增大發(fā)熱源與散熱片的接觸面積。因此,熱傳導(dǎo)只是導(dǎo)熱介質(zhì)的一個(gè)作用,增加CPU和散熱器的有效接觸面積才是它最重要的作用。
1.導(dǎo)熱硅脂
導(dǎo)熱硅脂是目前應(yīng)用最廣泛的一種導(dǎo)熱介質(zhì),它是以硅油為原料,并添加增稠劑等填充劑,在經(jīng)過(guò)加熱減壓、研磨等工藝之后形成的一種酯狀物,該物質(zhì)有一定的黏稠度,沒(méi)有明顯的顆粒感。導(dǎo)熱硅脂的工作溫度一般在-50℃~180℃,它具有不錯(cuò)的導(dǎo)熱性、耐高溫、耐老化和防水特性。
在器件散熱過(guò)程中,經(jīng)過(guò)加熱達(dá)到一定狀態(tài)之后,導(dǎo)熱硅脂便呈現(xiàn)出半流質(zhì)狀態(tài),充分填充CPU 和散熱片之間的空隙,使得兩者之間接合得更為緊密,進(jìn)而加強(qiáng)熱量傳導(dǎo)。通常情況下,導(dǎo)熱硅脂不溶于水,不易被氧化,還具備一定的潤(rùn)滑性和電絕緣性。
2.導(dǎo)熱硅膠
和導(dǎo)熱硅脂一樣,導(dǎo)熱硅膠也是由硅油添加一定的化學(xué)原料,并經(jīng)過(guò)化學(xué)加工而成。但和導(dǎo)熱硅脂不同的是,在它所添加的化學(xué)原料里有某種黏性物質(zhì),因此成品的導(dǎo)熱硅膠具有一定的黏合力。
導(dǎo)熱硅膠最大的特點(diǎn)是凝固后質(zhì)地堅(jiān)硬,其導(dǎo)熱性能略低于導(dǎo)熱硅脂。目前,市面上有兩種導(dǎo)熱硅膠:一種在凝固后為白色固體,另一種在凝固后為黑色帶有光澤的固體。一般廠(chǎng)商都習(xí)慣用第一種硅膠作為散熱片和發(fā)熱物體之間的黏合劑,它的優(yōu)點(diǎn)是黏性非常強(qiáng),可這又恰恰成了它的缺點(diǎn)。我們需要維修時(shí),往往在費(fèi)盡九牛二虎之力將黏合的器件和散熱器分離后,會(huì)發(fā)現(xiàn)兩者的接觸面上殘留大量的固體白色硅膠,這些硅膠相當(dāng)難以清除干凈。
相比之下,第二種硅膠優(yōu)勢(shì)就比較明顯:一來(lái)它的散熱效率要高于第一種,二來(lái)它凝固后生成的黑色固體較脆,殘留物很容易清除。不管怎樣,導(dǎo)熱硅膠的導(dǎo)熱效能不強(qiáng),而且容易把器件和散熱器“黏死”,因此除非特殊情況才推薦用戶(hù)采用。
3.軟性硅膠導(dǎo)熱墊
軟性硅膠導(dǎo)熱絕緣墊具有良好的導(dǎo)熱能力和高等級(jí)的耐壓絕緣,導(dǎo)熱系數(shù)1.75W/mK,抗電壓擊穿值4000伏以上,是是取代導(dǎo)熱硅脂的替代產(chǎn)品,其材料本身具有一定的柔韌性,很好的貼合功率器件與散熱鋁片或機(jī)器外殼間的,從而達(dá)到最好的導(dǎo)熱及散熱目的,符合目前電子行業(yè)對(duì)導(dǎo)熱材料的要求,是替代導(dǎo)熱硅脂導(dǎo)熱膏加云母片的二元散熱系統(tǒng)的最佳產(chǎn)品。該類(lèi)產(chǎn)品可任意裁切,利于滿(mǎn)足自動(dòng)化生產(chǎn)和產(chǎn)品維護(hù)。
4.相變導(dǎo)熱材料
相變材料主要用于要求熱阻小,熱傳導(dǎo)效率高的高性能器件,主要用于微處理器和要求熱阻低的功率器件,以確保良好散熱.相變導(dǎo)熱材料在45℃-58℃時(shí)發(fā)生相變并在壓力作用下流進(jìn)并填充發(fā)熱體和散熱器之間的不規(guī)則間隙,擠走空氣,以形成良好導(dǎo)熱介面.
導(dǎo)熱材料也有性能參數(shù)
由于導(dǎo)熱硅脂屬于一種化學(xué)物質(zhì),因此它也有反映自身工作特性的相關(guān)性能參數(shù)。我們只要了解這些參數(shù)的含義,就可以判斷一款導(dǎo)熱材料的性能高低。
1.工作溫度
工作溫度是確保導(dǎo)熱材料處于固態(tài)或液態(tài)的一個(gè)重要參數(shù),溫度過(guò)高,導(dǎo)熱材料會(huì)因轉(zhuǎn)化為液體;溫度過(guò)低,它又會(huì)因黏稠度增加變成固態(tài),這兩種情況都不利于散熱。導(dǎo)熱硅脂的工作溫度一般在-50℃~180℃。對(duì)于導(dǎo)熱硅脂的工作溫度,我們不用擔(dān)心,畢竟通過(guò)常規(guī)手段很難將CPU的溫度超出這個(gè)范圍。
2.熱傳導(dǎo)系數(shù)
導(dǎo)熱硅脂的熱傳導(dǎo)系數(shù)與散熱器的基本一致,它的單位為W/mK,即截面積為1平方米的柱體沿軸向1米距離的溫差為1開(kāi)爾文(1K=1℃)時(shí)的熱傳導(dǎo)功率。數(shù)值越大,表明該材料的熱傳遞速度越快,導(dǎo)熱性能越好。目前主流導(dǎo)熱硅脂的熱傳導(dǎo)系數(shù)均大于1.134W/mK。
3.熱阻系數(shù)
熱阻系數(shù)表示物體對(duì)熱量傳導(dǎo)的阻礙效果。熱阻的概念與電阻非常類(lèi)似,單位也與之相仿(℃/W),即物體持續(xù)傳熱功率為1W時(shí),導(dǎo)熱路徑兩端的溫差。熱阻顯然是越低越好,因?yàn)橄嗤沫h(huán)境溫度與導(dǎo)熱功率下,熱阻越低,發(fā)熱物體的溫度就越低。熱阻的大小與導(dǎo)熱硅脂所采用的材料有很大的關(guān)系。
4.介電常數(shù)
對(duì)于部分沒(méi)有金屬頂蓋保護(hù)的CPU而言,介電常數(shù)是個(gè)非常重要的參數(shù),這關(guān)系到計(jì)算機(jī)內(nèi)部是否存在短路的問(wèn)題。普通導(dǎo)熱硅脂所采用的都是絕緣性較好的材料,但是部分特殊硅脂(如含銀硅脂等)則可能有一定的導(dǎo)電性?,F(xiàn)在許多CPU都加裝了用于導(dǎo)熱和保護(hù)核心的金屬頂蓋,因此不必?fù)?dān)心導(dǎo)熱硅脂溢出而帶來(lái)的短路問(wèn)題。目前主流散熱器所用導(dǎo)熱硅脂的介電常數(shù)都大于5.1。
5.黏度
黏度即指導(dǎo)熱硅脂的黏稠度。一般來(lái)說(shuō),導(dǎo)熱硅脂的黏度在68左右。
6.絕緣
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