更新於 2024/11/15閱讀時間約 6 分鐘

筆電散熱改裝全攻略:解決過熱問題的關鍵技術

談完風花雪月的故事,該回到專業的維修上面,這禮拜我們來聊聊筆電的散熱改裝。

在故事開始之前,我先表達一個立場,每一位散熱改裝師都有自己的專業改裝立場,所以沒有任何對錯、好壞,單純就是每一位師傅的經驗與習慣。還有,導熱材料的好壞影響,僅佔散熱效率的30%,週邊各項的配置,影響才會是70%。所以有人說上什麼很猛的導熱介質,效率一定超好的,這不見得是100%正確的。

畢竟,這裡面有太多的變數,會有機會去影響到最後結果。

這回苦主表示,有台電競筆電,剛買來時,跑起來都還蠻順的。不知道怎麼回事,最近開始,每回一進到遊戲裡面,FPS數瞬間下降至個位數,接著畫面嚴重卡頓,苦主覺得可能是顯示卡壞掉,詢問我們能否更換顯卡。

我表示,顯卡壞掉應該會直接沒影像輸出或是畫面破圖,而你的機器還能開機進系統運作、看YouTube,只是進遊戲後PFS瞬間掉下來。所以我大膽假設,應該是機器過熱,只是哪一個地方過熱造成,可能要拆機器檢查才能確定。

而且要更換顯卡,那就幾乎等於更換主機板,沒真的故障,我們是不太輕易走上更換主板的那條路。

就是這邊發熱量過高,這麼小一片散熱片哪壓的熱住啊??

因為溫度過高,導致油與散熱介質分離,降低導熱銅管與晶片的貼合度




開始之前,我們先聊聊導熱膏。

十多年來,各式各樣的導熱膏如雨後春筍般的出現,早年有加銀粉,後來加東加西,一大堆奇怪的「介質」紛紛出現。

這邊講到一個重要名詞:「介質」,講「介質」,又得要先拉回談談導熱膏的用途。

處理器或是顯卡裸晶表面,其實很粗糙,上面佈滿極細的坑坑洞洞;回頭看看散熱模組,有銅片、鋁片,其實它們的表面也不是十分平整。因此兩邊接觸的時候,必定無法緊密貼合,中間一定會有間隙;有了間隙,熱傳導就會降低,導熱效率就會變差。

那這兩樣物品表面的間隙,要透過什麼方式緊密結合,才能快速把熱傳導過去?其實最簡單的方法,就是用可以填滿間隙的介質去填滿,這樣熱就可以完成傳導。

老師傅問我說:「你知道什麼是導熱效率最好的介質嗎?」

我搖搖頭說:「不知道耶~」

他說:「其實是水銀!它的導熱效果最好,不過,因為無法固定,所以沒法用,而且會有短路的風險。」

那什麼樣的物質可以填補間隙?應該是可以自由變化形狀,但又不會跑掉的「膏狀界質」,於是業界開始出現大量的「導熱膏」。不過導熱膏如果失去「介質」,相對的就會降低傳導效率,同時無法當作優良的「介質」去填補空隙,就無法發揮真正的導熱作用,而降低散熱效率。

這個就是我們常聽見的導熱膏乾掉、硬化。

不敢說,我敢對導熱膏下任何好壞的定義,只能說:導熱係數高低是其次,不容易乾掉硬化的導熱膏才是好貨!再強大的導熱係數,用沒多久就乾掉,我應該不會想用,誰想三天兩頭的拆裝機器更換導熱膏,增加主板受損的風險?

還有打著某種「神奇金屬」口號的那種,那又是另外的話題,我們今天就不聊了。(有興趣的請Google,你會發現所謂「液態金屬」是用在別的地方的)




最近接到的這台筆電,苦主說之前有去請人家更換過導熱膏,不過拆開看後發現,導熱膏的材質怪怪的,因為油都已經跟「介質」脫離,簡單來說,晶片跟散熱模組之前的間隙,大到已經無法導熱,因此造成一執行程式,機器就過熱開始降頻卡頓。

老師傅仔細研究後也發現,除了散熱模組的導熱膏介質油脂分離,導致貼合度不夠,真正影響到的是,主機板上有一顆重要的控制晶片(應該是北橋),完全無法散熱,因為散熱片太過小片,厚度也不夠,這也是我們這一回的改裝重點:客製專用散熱片。

買了銅片跟鋁片回來手工製作,選銅還是選鋁呢?

最後選擇鋁片,老師傅開始在鋁片上畫圖

切割圖形與尺寸確認完畢後,開始切割

切割完成後,先將邊邊打磨平整,避免之後割傷

這是切割完的成品,邊角還得磨圓,才會美觀

為了避免短路,背面還得貼上絕緣膠帶

鑽孔鎖上主板


既然聊完導熱膏,也發現問題是散熱片,那我們現在就來聊聊這個部分。

散熱片有很多種材質,銅跟鋁是目前使最普及的材料,不過這兩種金屬在散熱運用上有著不同的特性。單純以傳導數據來說,銅的表現勝於鋁,銅為390W/m-K,鋁則為209W/m-K,傳導熱力上,銅比鋁快86%,按理而言銅應該比鋁更適合用於散熱片。

但考量散熱裝置,不僅僅單看數據,還需要評估其他因素。比如說銅的加工性不易、銅對加工器材耗損較高,且加工時間也較長;還有重量也高過鋁很多,對於現在很多筆電要求輕薄的訴求下,銅的使用也會變成一種顧慮。

話雖如此,但並不表示銅不建議採用,反而需要依據實際使用狀況,進行調整與分配。最接近發熱處位置可以使用銅,使熱快速擴散出去,而外圍鰭片部分可選用鋁,既容易加工塑型,又可降低整體重量。

原本跟老師傅討論計畫使用銅片,不過後來實際上機前,經過多方考量,才臨時轉用鋁片,但最後實際成效一樣很棒。




更換前機器開機沒多久溫度就整個拉上來,手摸鍵盤上方,就可以感受到熱度。改裝之後,開機運作一段時間後,只有聽見風扇轉速上升,鍵盤上方並沒有什麼溫度。

實際跑個簡單的燒機程式,數據呈現核心溫度雖然拉高到94度,不過周圍溫度卻只有來到88度,看起來改裝後的成效不錯。實際進入遊戲跑了一下,除了風扇轉速拉高之外,鍵盤上方的體感溫度,卻只有改裝前的一半不到。

最重要的是機器交出去之後兩三天,都沒有再聽到苦主回報有狀況,想必問題已經排除,正所謂No News is Good News!(沒事,就是好事!)

跑一下燒機測試,一般來說,十分鐘的測試就夠了,燒太久對機器反而不好


原來不是顯示卡故障,而是主板上的一顆控制晶片過熱(應該是北橋),而原廠卻說沒零件可以維修???

恩~ 我知道,原廠缺鋁片,那我們也就不好說了…

我們下回見!

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