在筆記本的散熱模塊中,最關(guān)鍵的三要素就是熱管、散熱風(fēng)扇和散熱鰭片,此外還有用于提升它們之間接觸面積和導(dǎo)熱效率的元素。
隱藏的中介和填充層
很多筆記本在CPU、GPU、顯存和供電模塊等芯片的表面都覆蓋有一層銅質(zhì)的散熱片,作為芯片與熱管之間的“中介”,它的首要任務(wù)就是將熱量迅速?gòu)男酒w內(nèi)“抽出”,還起到了增加接觸面積和擴(kuò)大散熱面積的功效。
實(shí)際上,在芯片與散熱片、散熱片與熱管之間還存在著一層作為填充物的導(dǎo)熱硅脂,真正“講究”的散熱設(shè)計(jì),還應(yīng)該對(duì)散熱片和熱管的表面進(jìn)行精細(xì)的打磨——銅質(zhì)的散熱片和熱管表面普遍非常粗糙,在微觀上會(huì)影響它與導(dǎo)熱硅脂的充分接觸。
但在使用CNC等工藝對(duì)金屬表面進(jìn)行打磨和拋光后,則可以最大化它們與導(dǎo)熱硅脂的接觸面積,這樣才能以100%的效率實(shí)現(xiàn)熱量的傳導(dǎo)。
至此,在“CPU/GPU→導(dǎo)熱硅脂→散熱片→熱管”這個(gè)過(guò)程中,筆記本的散熱之旅已經(jīng)進(jìn)行到了一半,接下來(lái)就是如何將熱量“消滅”于機(jī)身之外。
來(lái)自熱管的任務(wù)
熱管是由純銅打造的一段中空的金屬管道,與CPU/GPU芯片接觸的部分為“蒸發(fā)端”,與散熱鰭片接觸的部分則為“冷凝端”。
熱管內(nèi)填充有冷凝液(如純水),其工作原理是芯片表面的高溫會(huì)將熱管蒸發(fā)端部分的液體轉(zhuǎn)化為蒸汽(真空狀態(tài)下沸點(diǎn)很低),并沿著管腔移動(dòng)到熱管的尾部(冷凝端)。
由于這個(gè)區(qū)域溫度相對(duì)較低,所以熱蒸汽很快就會(huì)被還原為液體,并通過(guò)毛細(xì)作用沿著熱管內(nèi)壁流回原始位置,周而復(fù)始完成熱量的傳遞。
與臺(tái)式機(jī)領(lǐng)域的處理器和顯卡所用的圓柱形熱管不同,筆記本內(nèi)部空間極為有限,必須先將熱管的管芯結(jié)構(gòu)從圓柱形壓扁后才能塞進(jìn)去,而不均勻或過(guò)度的扁平化會(huì)阻礙管芯內(nèi)液體的轉(zhuǎn)移,而過(guò)度的彎曲也會(huì)影響導(dǎo)流效果。
散熱鰭片的功效
對(duì)筆記本的散熱模塊設(shè)計(jì)而言,熱管的直徑越粗,數(shù)量越多,導(dǎo)熱效率自然也就越高。但是,想在最短時(shí)間內(nèi)將熱管冷凝段的熱蒸汽還原為液體,對(duì)搭配的散熱鰭片也提出了更高的要求。
散熱鰭片在電子工程設(shè)計(jì)的領(lǐng)域中被歸類(lèi)為“被動(dòng)性散熱元件”,它的材質(zhì)以鋁和銅為主,工作原理是將從熱管傳遞來(lái)的熱量以對(duì)流的形式散發(fā)掉,散熱效率取決于表面積的大小。
由于當(dāng)前連游戲本都開(kāi)始了“瘦身競(jìng)賽”,這就導(dǎo)致散熱鰭片不能再通過(guò)厚度增加表面積,只能依靠增加散熱鰭片模組的長(zhǎng)度或數(shù)量、增加散熱鰭片扇葉的密度加以改善了。
需要注意的是,除了少數(shù)采用無(wú)風(fēng)扇設(shè)計(jì)、追求極致輕薄的筆記本以外,散熱鰭片是不能獨(dú)立存在的,一組散熱鰭片就必定對(duì)應(yīng)一個(gè)散熱風(fēng)扇和對(duì)應(yīng)的散熱出風(fēng)口。
原因很簡(jiǎn)單,對(duì)搭載15W或更高TDP處理器的筆記本而言,散熱鰭片根本無(wú)法滿(mǎn)足芯片內(nèi)散發(fā)出來(lái)的熱量,必須借由風(fēng)扇通過(guò)從外部吸入的冷空氣來(lái)驅(qū)走這些熱量!
至此,終于輪到散熱循環(huán)中最關(guān)鍵的散熱風(fēng)扇登場(chǎng)了。
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