CPU散热新趋势:硅脂散热胜过焊锡?

2025-01-24 05:03:29
姒季代
冶金VPS

为什么CPU越来越多地采用硅脂而不是焊锡散热?

因为加工商使用硅酮润滑剂可以更有效地降低成本。
而且技术也比较成熟。
比焊接有更多好处。
这两方面的好处当然是未来加工商会越来越多地使用有机硅润滑剂。
而不是使用焊锡来散热。

硅脂的生产工艺相对复杂,成本相对较低,使用率比较高。
维护成本也比较低,性价比自然很高。
焊接是一种更传统的散热方法。
体积比较大,使用不方便。
主要原因是性价比太低、成本高的问题。
在这两方面,硅脂可以替代焊料。
这可以认为是焊料的后续升级。

焊接连接非常困难。
如何焊接铜帽是一个大问题。
这些材料还必须经过多次处理。
保持有效贴合。
即便如此,焊接也会对生产率和生产成本产生负面影响。
此外,增加的热密度使焊接过程变得复杂,迫使芯片制造商寻找替代解决方案。

硅脂散热效果非常好,用在处理器和散热器之间。
散热功能得到了很大的提高。
而且它的导电效率也非常好。
它可以用来填充处理器表面的间隙并充当载体。

它的应用也非常广泛。
可应用于新能源、军工、医药、航空、造船、电子、汽车、仪器仪表、电源、高铁等行业。

Inter钎焊CPU的变迁——DIE的"辛酸历程"

CPU和散热器之间必须填充导热膏,以提高接触和导热效率。
将导热膏涂在CPU的银色金属盖上。
该盖由纯铜制成,并镀镍以防止腐蚀并增加耐磨性。
CPU芯片本身隐藏在盖子下面,称为芯片(die)。
模具面积虽小,但却是CPU热源的主要部分。
将喷嘴直接安装在主板上存在缺点和风险,因此盖​​板还具有散热功能,导热系数约为。
400W/(米*K)。
必须用导热材料填充喷嘴和盖之间的空间。
早期工程师尝试使用硅作为导热材料的焊接方法,由于其导热系数约为150W/(m*K)且热膨胀系数较小,适合与铜盖组合。
后来发现直接将硅与铜结合会引起热膨胀和收缩问题,因此引入了铟作为更好的选择。
铟的导热系数虽然低于铜和硅,但比普通导热膏要好,并且具有良好的延展性,可以有效缓解材料热胀冷缩的矛盾。
但由于铟的成本较高,因此Intel在2012年至2018年期间将主流CPU中的焊接工艺改为直接涂抹导热膏。
使用导热膏的直接好处是降低成本和提高良率。
英特尔消除了铟的成本并降低了与焊接操作相关的风险,从而提高了产量。
然而,这也导致工作温度从大约升高。
焊料U为60℃,硅脂U为80℃。
用户对此表示不满,认为CPU价格不变,但性能下降。
另外,随着时间的推移,导热膏的功效会降低,CPU温度也会升高,这对于超频游戏玩家尤其有害,会加速CPU的寿命。
2019年,面对AMD的崛起和英特尔处理器的温控问题,英特尔在其第九代CPU上重新引入了焊接技术。
2020年发布的十代i5有两个版本,用户必须随机获取。
长期以来,AMD一直坚持使用焊接,而Intel的变化反映了市场和技术的动态。
对于购买了硅脂U的用户来说,为了提高散热性能,他们开始学习如何自行打开盖子,更换为更高效的导热材料,例如液态金属,以有效降低CPU温度。
这一行为体现了用户对散热性能的高要求以及对改善CPU使用体验的追求。

钎焊工艺的处理器与硅脂U有什么区别

1. 硅脂

1 材质不同,硅酮绝缘材料的导热率较高,而钎焊金属材料的熔点相近,同样,金属的导热系数明显高于硅脂,因此散热效率高。
非常高。

2. 温度

在相同的工作环境下,采用该设计的固化工艺相比硅脂散热可有效降低温度10℃以上。

3不同的含义和成本

为了保护处理器内部核心,处理器在处理器顶部添加了金属顶盖。
特别是防止处理器热量直接接触核心处理器,这有助于保护核心处理器。
不过,核心处理器与金属顶盖之间存在间隙。
一般在工艺核心和金属顶盖上加一层导热介质,这种导热介质是硅脂或钎焊。

金刚石金属的熔点较低,也可称为“液态金属”,金属的导热性能无疑比硅脂要好得多。
另外,导热硅脂长期使用,会因冷热温差而逐渐干燥变硬,导致工艺温度升高,影响工艺使用寿命。
采用钎焊在散热方面比硅脂要好,但钎焊的成本也比硅脂高很多。