11款散熱膏終極測試：塗抹6大技巧知多少，牙膏、醬油惡搞大全

電腦中有個沒什麼存在感的東西，偏偏對零組件而言又很重要。它在高溫的情況下工作，不能熱到流出油來；它的工作環境狹小，整天待在不到1mm的地方努力著，身肩重量級上司，腳踩地獄烈火銅板。更慘的是還被刑具夾殺，夾得越緊越好。即使如此，它依然持續為公司賣命著，沒有一句怨言。但最終依然承受不住，身體內的熱血流乾之後，就幻化成一堆粉末或塵土，留下它最後乾涸的身影在刑具上，它就是身負導熱功能的散熱膏。散熱膏在電腦裡的工作以及重要性不難理解，散熱膏位於2個異質物體之間，主要負責傳導熱量的工作。由於發熱體（如CPU或晶片組）和散熱元件之間的表面不夠完美無瑕疵，中間需要由散熱膏負責填補空隙，讓熱能夠快速穿越這一層介面，交由散熱元件把廢熱溢散掉，保持電腦元件能夠在正常溫度下繼續運作。近幾年踏入電腦領域的讀者應該很難想像，早期的電晶體電腦其實是完全不用擔心散熱問題的，就算是塞在一個密閉的箱子中也不會熱到當機或是起火燃燒。之後科技發展迅速，電晶體的製程越來越小，現在的Intel Ivy Bridge處理器已使用到22奈米技術，比頭髮還要細，時脈也越來越高，運作時脈超過1GHz的晶片比比皆是。於是開始在發熱物體覆上散熱片，增加表面面積，讓空氣能夠帶走運作時的廢熱，更熱的零件再加上1個或數個風扇，加強空氣對流。可惜的是，現今的工藝技術並不夠完美，發熱零件和散熱器之間的接觸面不可能完全平滑。當兩者接觸時，中間必定會產生空氣，空氣並非是熱的良好導體，會阻礙發熱零件將熱傳導至散熱器上，無法發揮原本散熱器應有的解熱能力。此時我們將一丁點的散熱膏塗抹在發熱零件和散熱器中間，取代原本的空氣，將熱以更有效率的方式傳導到散熱器上。蝦米！散熱膏不能散熱，那我還用它幹嘛？的確散熱膏並不具備散熱功能，它只負責填補空隙，讓熱能夠更快傳遞而已，也就是導熱的介質。其實散熱膏應該正名為導熱膏，後者這個名稱才足以匹配它真正的功能，可惜的是這名字老早就約定俗成，還是一樣稱為散熱膏，連廠商的包裝上也使用這樣的字眼。但筆者認為這應該沒什麼大問題，就像鳳梨酥裡面沒鳳梨、太陽餅裡面沒太陽、松露巧克力裡頭沒松露一樣，只要大家心裡有共識，當聽到散熱膏或是導熱膏名稱時，知道這都是在講同一件產品即可。本文還是會以大眾化的「散熱膏」來稱呼它。散熱膏成分含金、含銀、含鋁、含石墨，有些產品甚至還加入了鑽石！這些添加物是為了增強導熱能力才摻入，絕大部分的散熱膏的主要成分仍以矽為主，再加上一些矽油做為溶劑，讓散熱膏較好塗抹。當然這些額外添加的成分也不是沒有用，比較貴的散熱膏會宣稱內部加入銀，因為銀是金屬元素中，導熱最快的物質，的確可以加強散熱膏的導熱能力。這幾年也有散熱膏加入了鑽石顆粒，利用碳的正8面晶體當作熱的導體。但由於碳的同素異形體相當多，雖具有良好的熱傳導性，但熱傳導的方向性不一，譬如石墨在2維平面上，由於外層電子能夠自由的移動，讓石墨成為電和熱的良導體。但石墨和石墨之間的片狀結構反而不利於電及熱的傳導，讓使用方向受到相當大的限制，因為一般使用者沒有辦法將石墨垂直排列在發熱體和散熱器之間。熱傳導係數為散熱系統中相當重要的一項規格，這個數值越高，代表著物質傳導熱的速度越快。單位為W/mK，意即為溫度梯度在1K/m（1公尺長的物體，兩端溫度相差1個絕對溫度單位，由於絕對溫度和攝氏溫度的數值差異相同，相差1絕對溫度和相差攝氏1度是等價的）的時候，截面積為1平方公尺內所通過的熱量。由定義可知，數值當然是越高越好，常見的純鋁為237W/mK、純銅為401 W/mK，純銀為420 W/mK。拜託～又不是新車引擎，還需要讓散熱膏磨合嗎？其實這是一個必經的過程，因為一般來說，人類的手不太可能將散熱膏塗抹得相當均勻，塗抹的厚度也不可能剛剛好填滿空隙。大多數的情況下都會多塗一些，裝上散熱器之後，再利用扣具壓力將散熱膏平均的分散到縫隙之中。所謂磨合時間就是須要花多久的時間才能夠把縫隙填滿，並把多餘的散熱膏擠出去。某些散熱膏包裝外也會註明磨合時間需要多久，就像大家熟知的Arctic Silver 5散熱膏需要200小時的磨合時間，才能夠發揮應有的導熱能力。但是編輯部的時間有限，無法測試這麼長的一段時間，只能塗了就上，表現上可能會略遜於磨合完畢的效果。由於HDT（heat-pipe direct touch，熱導管直接接觸）將熱導管直接埋入底座，與發熱源端不再使用其他金屬底座，直接接觸發熱源。但是散熱器的熱導管與底座結合部分常常會有空隙，建議此時多塗抹一些散熱膏，將這些空隙填滿。目前市面上已經出現採用HDT技術，但熱導管和底座接觸部分已無肉眼可觀察的空隙，與其他金屬底座的散熱器相仿。此種HDT散熱器的散熱膏塗抹數量與一般散熱器無異，不需要特地增多。▲散熱膏作用示意圖，左方圖片沒有在CPU和散熱器之間塗上散熱膏，中間有空氣夾雜，形成熱的不良導體，阻礙熱的傳播。右方有塗抹散熱膏，填補CPU與散熱器之間的空隙，由於散熱膏的導熱係數比空氣高，熱能夠以較快的速度傳播至散熱器上。▲某些HDT的散熱器，底座與熱導管之間有比較大的空隙，可多塗一些散熱膏，填滿這些空間。除了膏狀的導熱物質之外，市面上也有許多用以導熱的產品。散熱墊片用於散熱系統和發熱物體之間有空隙的時候，具有厚度的散熱墊片可以填滿這個空隙，一般來說散熱墊片的厚度必須比空隙稍大一點，才可以夾住散熱墊片。經常在顯示卡散熱器的記憶體顆粒部分、以及主機板的VRM模組上可以見到。▲左方為導熱墊片，因應不同空隙的關係，有許多不同厚度的規格。右方為散熱膠，塗抹後須等待一段時間使其硬化。散熱膠很像一般的軟性快乾膠，只不過加入可以增加導熱係數的成分，常用於散熱片沒有固定裝置的場合上，直接將散熱系統與發熱體黏合在一起。散熱雙面膠則是2種類型的結合體，大多數時候直接黏在散熱片背後，使用者買回家只要撕下保護膜即可使用，方便許多。▲市面上可以買到裁切成不同大小的散熱雙面膠，因應不同的接觸面積。有些散熱片的背面也會預先貼上散熱雙面膠，一般人買回家就可以直接使用。（後面還有更多散熱膏的介紹喔！）筆電散熱延長壽命：8款散熱墊實測、比較與採購注意事項幫主機加風扇：4個挑選技巧、8款產品測試與採購建議8條記憶體、散熱器雙卡位，Intel X79 散熱器限寬 110mm 塗完散熱膏在CPU上，安裝好散熱器時，筆者建議可以稍微左右轉動散熱器，因為散熱器有微小的公差存在，大概可以轉動個1～3度左右。這一個小小的動作，可以幫助散熱膏分散的更均勻，也能夠讓多餘的散熱膏從縫隙中被排擠出來。這裡有一個小撇步分享給大家，一開始在轉散熱器時，因為散熱膏太厚的關係，你會覺得相當的好轉，有種「咕溜」的感覺。轉了幾秒之後，你會突然覺得非常難轉，阻力瞬間變大，此時就代表散熱膏已經被擠得相當均勻。▲以同樣散熱膏份量的前提下，左方為直接安裝散熱器的結果，右方為轉動之後的結果。可以看出轉動散熱器後，散熱膏分佈的面積比較大，也比較均勻。網路上眾說紛紜，散熱膏到底要怎麼塗，才能夠確實填滿散熱器與發熱零件之間的夾層，讓熱能夠確實導到散熱器上逸散掉。測試了幾種熱門的6種方法，提供給大家作為塗抹的參考。以下用於測試塗抹方式的散熱膏都是Y-500，至於為什麼是Y-500嘛……實在是因為Y-500太大罐了，買了好幾年後都用不完，而且穩定性相當不錯，購入時間已超過5年，沒有油水分離的現象。測試平台為TDP高達115W的Intel Pentium 4 Extreme Edition 3.73GHz，以及Intel原廠直徑9cm、高度3cm、銅芯直徑4cm的散熱器，在主機板BIOS關閉風扇調速功能，並以裸機方式量測。這種方式將散熱膏以CPU上蓋對角線方式塗抹，再直接將散熱器壓上。測試結果：不只小丸子臉上有3條線，CPU蓋上也有，但是我們不只塗在左上角或是右上角，而是CPU上蓋分成4等份，將散熱膏塗抹在分界線上。測試結果：將散熱膏擠出大約一粒米或是一顆紅豆的大小，塗抹在CPU中央，利用散熱器的底部將散熱膏壓平，使其均勻散佈在散熱器和CPU中央。測試結果：5點法是米粒法的延伸改良型，把中央一坨散熱膏的用量，分散成5點平均分配在CPU表面上。塗抹方式為中間1點，延伸至對角線的中間再1點。測試結果：使用一般的塑膠會員卡，將散熱膏均勻的整片塗抹在CPU上。但使用的卡片品質決定了塗抹是否成功。品質較好的卡片，邊緣較為平直，塗抹時可以形成光滑表面。測試結果：使用手指塗抹可以塗抹得更薄，更均勻。但為避免散熱膏藉由人體皮膚吸收，塗抹時建議隔層防護物質，像是保鮮膜或塑膠袋，避免直接接觸散熱膏。測試結果：由以上實驗結果得知，其實每種塗抹方式，造成的結果相當接近，各組的溫度差異皆在攝氏1度左右。最主要的差異依然是在散熱膏分布面積上，在測試過程中，曾經測得5點法的溫度相較於其它塗抹方式的溫度為高，但是拆下散熱器一看，散熱膏只覆蓋了大約60％的CPU上蓋面積，造成的原因不外乎是筆者自己對於散熱膏的用量掌握度不足，塗抹太少。而後將散熱膏塗抹的份量些微增加，溫度便降了下來，與其它塗抹方式無異，因此散熱膏的用量一定要足夠，不可過少。卡片法的散熱效果也不慎理想，原因在於使用卡片抹平的時候，散熱膏的厚度往往過厚，散熱器壓下時無法將過多的散熱膏擠出。由於散熱膏的導熱係數依然低於金屬，原本用來填補空隙的散熱膏反而造成了累贅，讓熱的傳導效率降低。綜合以上2點，散熱膏的塗抹厚度不宜過厚以及過薄，但散熱器並非透明材質，無法直接觀察散熱膏的分布狀況，必須要將散熱器拿起後才可看到；可是拿起散熱器後，散熱膏已混入空氣，必須擦拭乾淨再重新塗抹一次。所以散熱膏的塗抹用量的多寡還是需要經驗累積，使用便宜又大碗的散熱膏多練習幾次，就漸漸的會知道該擠出多少的散熱膏最適當。▲HardwareZone網站曾經利用透明的壓克力片，當作散熱器底部壓平散熱膏，因為是透明的，更容易看到散熱膏在不同塗抹方式下的差異。影片網址：https://www.youtube.com/watch?v=EyXLu1Ms-q4（後面還有：11大散熱膏集合賽豬公）前面看完了散熱膏的塗法，接下來就是各個市售產品的測試了，此次我們主要更換CPU散熱膏的部分，採用的CPU為老朋友Pentium 4 Extreme Edition 3.73GHz，最高TDP是115W。在散熱器部分，則是採用 Intel原廠直徑9cm、高度3cm、銅芯直徑4cm的散熱器，還有Cooler Master的Hyper 212 EVO（單風扇配置），以及TPC 812（單風扇配置）。為何會選擇這3款，剛好是因為分別處於「不用錢」、「大多數人肯花費的新台幣1,000元價位帶」、「高級空冷」這3種不同類型，對於讀者選購較具有意義。此外，為避免風扇轉數影響測試結果，一律將風扇轉速溫控關閉，並以裸機方式測試。風扇轉數方面，Intel原廠為2500RPM、Hyper 212 EVO為1850RPM、TPC 812則為2350RPM。散熱膏塗抹方式皆使用米粒法，利用散熱器底部將散熱膏壓平、並些微旋轉散熱器使其分布平均。（後面還有：Arctic Silver 5、Cooler Master IC Essential E1、Cooler Master IC Essential E2）（後面還有：Evercool TC-10、Prolimatech PK-2、Prolimatech PK-3）（後面還有：Thermalright Chill Factor III、XIGMATEK Freezing Point G4718）在歷經無數次的拔插銷，鎖螺絲之後，此次散熱膏的比較終於出爐。在測試中可以發現，黏度較高的散熱膏，其散熱效果均列在前段班，如Formula 7、IC Essential E1、PK-2、PK-3、Chill Factor III。唯二的例外為MX-2和MX-4，這2款散熱膏不但好塗抹，且導熱效能相當優秀，雖然溫度不是最低的，但相當值得推薦給新手玩家使用。Thermalright Chill Factor III的導熱效果也不錯，溫度也低，可惜黏稠度太高，不易塗抹，筆者會比較推薦給比較熟練的玩家使用。如果讀者僅偶爾使用散熱膏，則可以參考Prolima PK-2，以不到百元的價格即可入手，效能也不錯。雖然容量只有1.5g，但也足夠你塗上好幾次。（後面還有，番外篇：牙膏、醬油變身散熱膏行不行？）網路上流傳著某種傳說，那就是極度冰涼的牙膏，在臨時沒有散熱膏的情況下，可以拿來應急一下。本次筆者也因為好奇心，在此次專題中加入測試，但在測試結果出爐前，先讓我們來了解一下牙膏的成分。一般的牙膏含有研磨劑，氟化物，以及冰死人不償命的薄荷成分，如果是其它特殊用途的牙膏，還會再加入其他的東西。例如美白牙膏含有漂白成分，抗敏感牙膏含有藥的成分，小朋友的兒童牙膏還會加入代糖，香料，讓小朋友比較容易接受。傳說中冰涼的薄荷成分，能夠使人體感受到冰涼，主要依靠薄荷醇成分。人體中有一種蛋白受體，稱為TRPM8，用來感受「冷」，這種受體大約低於25～26℃時就會被活化（難怪冷氣開到25℃才會覺得冷），同時也可以藉由一些化學物質活化，例如薄荷醇，所以我們才會感受到冰涼的感覺。至於電腦有沒有這個受體嘛？筆者猜測應該是沒有，除非生物科技已經運用在電腦系統上，可惜沒有名嘴爆料出來。因此可得知，電腦無法感受到「涼」的感覺，剩下的就只剩下驗證牙膏裡的成分，其導熱速度可不可以和專用的散熱膏比擬。除此之外，由於本次借測許多散熱膏，於是筆者的實驗心大起，想說大家參在一起做撒尿牛丸……喔不，是散熱膏大雜燴，看看導熱效果如何？還有香菇素蠔油也加入了戰局，至於你問為什麼筆者選的是香菇素蠔油，而非一般的醬油膏？筆者在此簡單回答讀者─因為我家沒有醬油膏。使用三效牙膏測試（擠出來會有紅白綠3種顏色的那一種），溫度表現大約和此次最高溫的散熱膏相同，如果臨時真的找不到散熱膏，倒是可以代用一下。可惜的是善後的清理比較麻煩，牙膏的黏性太大，不容易從CPU頂蓋或是散熱器底部除去，必須使用易揮發性溶劑拭去。香菇素蠔油部分，溫度表現大約比牙膏高個1度左右，同時在燒機途中，不時傳來淡淡的香氣，可能會引來蚊蟲進駐，造成電腦故障，筆者比較不建議使用。由以上實驗結果得知，似乎只要將發熱體和散熱裝置之間的空氣填滿，無論使用什麼材質，效果都比不用來的好（空氣的導熱係數很小，在20℃時的導熱係數只有0.0257W/mK）。混搭散熱膏的部分，在室溫25.4℃、TPC 812風扇全速時，燒機溫度為41℃，表現和前幾名差不多，沒有因為混入了比較低效能的散熱膏而拖累。