正文内容 评论(0

不到100℃ 为什么金属芯片会烧毁
2010-06-07 15:06:33  出处:快科技 作者:思远 编辑:思远     评论(0)点击可以复制本篇文章的标题和链接

大家都知道,在电脑产品使用中,温度过高会导致芯片烧毁,大部分用户可能理所当然的认为是烧毁就是“熔化”。其实不然,芯片都是由硅和金属做的,核心温度最多也就不到100℃,这点温度怎么可能会把金属熔化?真正的原因是由于芯片内部发生了电子迁移和热迁移而导致的芯片短路或开路。为了让你的电脑更加安全,下面来一起了解下这2种现象的发生过程以及相对应的解决方法。

电子迁移

“电子迁移”是50年代在微电子科学领域发现的一种从属现象,指因电子的流动所导致的金属原子移动的现象。因为此时流动的“物体”已经包括了金属原子,所以也有人称之为“金属迁移”。在电流密度很高的导体上,电子的流动会产生不小的动量,这种动量作用在金属原子上时,就可能使一些金属原子脱离金属表面到处流窜,结果就会导致原本光滑的金属导线的表面变得凹凸不平,造成永久性的损害。这种损害是个逐渐积累的过程,当这种“凹凸不平”多到一定程度的时候,就会造成芯片内部导线的断路与短路,而最终使得芯片报废。温度越高,电子流动所产生的作用就越大,其彻底破坏芯片内一条通路的时间就越少,即芯片的寿命也就越短,这也就是高温会缩短芯片寿命的本质原因。以CPU为例,核心温度控制在95度以下,外表温度控制在75度以下,就可以达到CPU设计寿命。如果CPU的核心温度能控制在65度以下,CPU的寿命将延长到两倍以上。

结论:其实从材料中不难看出,影响芯片寿命的主要有两点:1、电流密度(电流大小)2、温度。电流方面,一款芯片出厂时就已经定好了电气参数规格,这点无可改变。关于温度方面,我们可以通过较好的散热来减轻温度对芯片寿命造成的影响,需要提醒的是,散热装置并不能降低芯片本身的温度,因为在芯片工作时其内部的温度已经产生了,在这点上大多数读者都还存在着误解。散热起到的作用是不让芯片产生的余热继续堆积,热量如果不及时散发出去,会导致温度会持续上升,直至烧毁芯片。

热迁移

电迁移相对的另外一种是热迁移,是一种扩散作用,在绝对零度以上的环境下,在两种不同“材料”(包括材料成分不同、参杂浓度不同的界面处发生,比如PN结,比如两种金属的结合面,这种材料可以是单质,也可以是合金、混合物)。从名字上可以看出,温度对这种作用的影响是绝对性的,温度越高,这种作用会越明显。不同物质在同种材料(或不同种材料)中的扩散速度是不一样的,这就导致材料会在界面处材料特性的连续性出现问题,严重时材料特性或功能发生退化甚至功能完全丧失。与电迁移相同,最终出现的结果同样是短路,也可能是开路,视具体结构而定。

结论:影响“热迁移”的,一是材料本身的性质,这个是我们左右不了的。二是温度。还是温度!温度越高,粒子进行无规则运动就越剧烈,这种扩散现象就越显著。通过材料的最后一句话可以明白,“热迁移”对芯片产生的伤害和“电子迁移”对芯片产生的后果是一样的。

改进:在芯片运行的时候电子迁移和热迁移现象同时存在,导致了温度对芯片的伤害是双重的,不过不用担心的是,绝大多数的芯片寿命还是很长的,正常使用的话,恐怕到芯片完全被淘汰掉(3年,5年,甚至是更久)依然不会损坏,所以可以放心使用。当然有些超频用户和笔记本用户CPU温度可能会高达70-90℃,这种情况下就需要考虑下改进方法了。

作为普通用户来说,降低电流和改换材料都不现实,所以只能从降低温度上着手。温度越低,回路中原子的“振动”就越小,在受到电子撞击后脱离原位的可能性就越小;同时材料分子的无规则热运动效应也越小。CPU进行超频时用户最好更换一款散热更加优良的风扇,原装风扇一般无法满足超频后的散热要求,如果一味的追求极限频率,那用户甚至需要上液氮制冷设备。至于笔记本用户改进散热系统则比较困难,因为机器内部的风扇和风道设计都是固定的,笔者建议CPU高烧到70℃以上甚至80℃的用户购置专用的笔记本散热垫来加强散热效果,虽然无法与台式机相比,但实际使用中5%-10%的降温效果也可以接受,能够有效延长你本本的寿命。

【本文结束】如需转载请务必注明出处:快科技

责任编辑:

  • 支持打赏
  • 支持0

  • 反对

  • 打赏

文章价值打分

当前文章打分0 分,共有0人打分
  • 分享好友:
  • |
本文收录在
#快讯

  • 热门文章
  • 换一波

  • 好物推荐
  • 换一波

  • 关注我们

  • 微博

    微博:快科技官方

    快科技官方微博
  • 今日头条

    今日头条:快科技

    带来硬件软件、手机数码最快资讯!
  • 抖音

    抖音:kkjcn

    科技快讯、手机开箱、产品体验、应用推荐...