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散热原理——接口与扣具

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散热原理——接口与扣具
目前CPU都采用针脚式接口与主板相连,而不同的接口的CPU在针脚数上各不相同。CPU接口类型的命名,习惯用针脚数来表示,比如目前Pentium 4系列处理器所采用的Socket 478接口,其针脚数就为478针;而Athlon K8系列处理器所采用的Socket 754/939接口,其针脚数就为754/939针。而散热器厂商会针对不同的处理器及其借口类型,设计不同的散热器和配套的扣具。
  
扣具是固定散热器和CPU插槽的工具,它的好坏直接影响到安装的难易、散热的效果。不过扣具却也是很多人容易忽略的地方,相信没有压坏过CPU的人并不容易体会到扣具的重要。CPU的封装不同,对散热器扣具力量也有不同要求,扣具设计是随"芯"而定的。

 AthlonXP散热器的扣具,Pentium4散热器的扣具

Socket—T 散热器一体化扣具
一般来说,扣具越紧,它能产生散热片向下的压力就越大,散热片与CPU核心的接触面积就越大,热阻越小,但无论压力有多大,对于两个刚体表面而言,它们的接触实际只是点与点的接触,所以在接触面之间涂上硅脂是必须的。但压力过大同时也会带来安装不便的缺点,特别对于缺乏核心保护的AthlonXP处理器而言,压力不均,难于安装的扣具在安装时稍有不慎便很容易磨损甚至损坏核心,所以如何使扣具有足够的强度但又易于安装便给了厂商门一道难题。
目前大部分风扇与CPU支架都使用三点扣具,不但和Socket接触更加稳固、平衡。并且使散热片受力更加平均。另外,三叉扣具还有安装容易的优点。
跨平台散热器扣具:

现在高性能散热器通常是多平台设计。其原理一般是采用通用的散热器本体,然后通过变换不同的底座或者扣具,来适应不同平台的需要。这样的好处是显而易见的,首先从设计上只要作小的改动就可以让一款出色的散热器跨平台使用,而变换的只是扣具,相对重新设计要简单的多。这无论在开发周期和生产成本上都得将得到很好的改善。同时,对于广大DIY玩家在升级系统或更换平台时也可以继续使用。但同时不可否认的是这种散热器在安装和拆卸方面也给用户带来很大难题。
安装散热器的同时,导热介质的正确使用也不容忽视。

CPU为何需要导热介质
由于机械加工不可能做出理想化的平整面,因此在CPU与散热器之间存在很多沟壑或空隙,其中都是空气。我们知道,空气的热阻值很高,因此必须用其他物质来降低热阻,否则散热器的性能会大打折扣,甚至无法发挥作用。于是导热介质就应运而生了,它的作用就是填充处理器与散热器之间大大小小的空隙,增大发热源与散热片的接触面积。因此,热传导只是导热介质的一个作用,增加CPU和散热器的有效接触面积才是它最重要的作用。
导热硅脂也有性能参数
由于导热硅脂属于一种化学物质,因此它也有反映自身工作特性的相关性能参数。我们只要了解这些参数的含义,就可以判断一款导热硅脂产品的性能高低。

1.工作温度
工作温度是确保导热硅脂处于固态或液态的一个重要参数,温度过高,导热硅脂会因黏稠度降低而变成液态;温度过低,它又会因黏稠度增加变成固态,这两种情况都不利于散热。导热硅脂的工作温度一般在-50℃~180℃。对于导热硅脂的工作温度,我们不用担心,毕竟通过常规手段很难将CPU的温度超出这个范围。
2.热传导系数
导热硅脂的热传导系数与散热器的基本一致,它的单位为W/mK,即截面积为1平方米的柱体沿轴向1米距离的温差为1开尔文(1K=1℃)时的热传导功率。数值越大,表明该材料的热传递速度越快,导热性能越好。目前主流导热硅脂的热传导系数均大于1.134W/mK。
3.热阻系数
热阻系数表示物体对热量传导的阻碍效果。热阻的概念与电阻非常类似,单位也与之相仿(℃/W),即物体持续传热功率为1W时,导热路径两端的温差。热阻显然是越低越好,因为相同的环境温度与导热功率下,热阻越低,发热物体的温度就越低。热阻的大小与导热硅脂所采用的材料有很大的关系。
4.介电常数
对于部分没有金属顶盖保护的CPU而言,介电常数是个非常重要的参数,这关系到计算机内部是否存在短路的问题。普通导热硅脂所采用的都是绝缘性较好的材料,但是部分特殊硅脂(如含银硅脂等)则可能有一定的导电性。现在许多CPU都加装了用于导热和保护核心的金属顶盖,因此不必担心导热硅脂溢出而带来的短路问题。目前主流散热器所用导热硅脂的介电常数都大于5.1。
5.黏度
黏度即指导热硅脂的黏稠度。一般来说,导热硅脂的黏度在68左右。
导热硅脂涂抹时最重要是均匀,能够覆盖处理器核心就可以。不要使用太多,否则反而会影响散热器的性能。此外,大多数普通导热硅脂在使用一年或更长时间后,会出现“干化”或“硬化”现象,大大影响散热效果。因此,要保证系统长期稳定地工作,定期清理并重新涂抹硅脂也是必要的。
到此关于散热器的原理篇也到了尾声,希望这些技术介绍能够使你更好的了解散热器产品。如果你更关注实际的产品,请关注后面的产品介绍篇

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