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HP显卡门缺陷笔记本技术分析报告

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2010-11-2809:50hchh1987

HP显卡门缺陷笔记本技术分析报告【41图+万字详述】

早在20__年3月,IT时报的郝女士,就对我关于HP缺陷机型的话题进行了采访,新浪搜狐等各大网站也都登出了这篇采访稿

.cn/it/2010-04-06/4482.shtml。文中提到我写了一篇1万字的《HP缺陷机型技术分析报告》,多次修改完善,5月底已经完成了最终的版本。为什么今天才发这是一个漫长的过程,其中历经了挫折和艰辛。

在这个媒体大都沦为广告代理商的时代,不论是负面新闻还是负面技术分析,都会经过最严格的审批。为了写完这篇文章,我个人花费了极大的精力和财力,经过漫长的等待和权衡利弊后,决定无偿(无稿费)的奉献给大家参考。希望此文公开后,得以浮出水面。

HP缺陷机型技术分析报告

事件回放

20__年3月5日,170余名消费者以惠普笔记本产品过热、花屏、闪屏等质量问题为由,委托律师向国家质检总局集体投诉,希望惠普能召回问题笔记本;3月14日晚间,央视新闻频道《共同关注》栏目播出报道《惠普“质量门”升级客服录音被曝光》,报道了中国消费者集体投诉惠普一事;“315消费者权益日”这一天,惠普终于一改此前傲慢、冷漠的态度,向受到影响的中国消费者公开道歉。而对于此前消费者提出的召回要求,惠普并没有做出明确回应。至此,惠普深陷“质量门”。

后来,又发生了HP对媒体的公关事件、HP官方并发出“客户关怀计划”、HP中国公关总监离职等一系列事件。直接导致HP在中国的销售业绩明显下滑,内部动荡。

到底是什么样的产品,导致了HP的深陷泥潭呢

根据大量的数据统计,我们了解到,惠普这近几年存在硬件缺陷的笔记本电脑主要是DV2000和V3000两个大系列,另外还有一些销量相对较小的其他型号(DV6000、

DV9000)。这些机型大都是20__年至20__年上市的,到目前为止,这几个系列中采用

hchh19872010-11-2810:20

一.HP缺陷机型的症状和涉及的具体型号;

HP此次出现质量问题的机型,主要是HPDV2000V3000、DV6000DV9000系列。所以本章节重点对这四大系列的笔记本进行详细的解析。考虑到同芯片组的HPDV2000和CompaqV3000属于同一时期同步更新的兄弟型号,除了外观有差别以外,主板和内部结构都几乎一样,所以本文不重复说明。DV9000和DV6000也是共用的主板,DV9000只是把DV6000的光驱和PC卡插槽用转接卡延长而已,所以也不重复说明。

考虑到这些系列中,凡是采用了下文所提到的芯片组和显卡的机型都有质量问题,无一例外,其返修率会大大高于正常电子产品的返修率。参考HP的笔记本产品线的命名方式,涉及质量问题的具体型号,涉及具体型号达到上百个。所以,本文把缺陷机型按芯片组的不同给缺陷机型予以分类,而不拘泥于具体型号。

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A.DV2000/V3000ia8400MGS和iaGo7200显卡

在此次HP笔记本电脑质量问题中数量最多、影响面最大的,按芯片组来区分就是使用IntelPM965主板+ia8400MGS显卡的HPDV2000和CompaqV3000的各个型号,例如V3802,DV2905(DV2500-DV2900,V3500-V3900中配置IntelPM965主板+ia8400MGS显卡的型号),此类配置的机型因为配置性能较为不错的显卡,在当年的笔记本电脑市场上性价比很高。此类机型,在用户正常使用一两年内,根据使用频率和强度的不同,大多数都会先后出现显卡和CPU温度奇高(90-110摄氏度),电脑过热自动关机的现象,然后会逐渐发展为花屏、六屏、黑屏、无法开机等让用户完全无法使用的故障。

hchh19872010-11-2810:21

B.V3000GO6150集成显卡

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使用iaC51M+iaGeforceGo6150集成显卡的低端机型CompaqV3000的各个型号,此类机型属于同期惠普产品线的低端机,出现问题的数量也较多,但是没以上两个系列那么严重。此类机型,在使用强度较大的环境下,可能会出现无线网卡在系统中丢失、机器过热、黑屏、最后无法开机(报警一长两短)等症状。

hchh19872010-11-2810:22

C.DV6000/DV9000显卡机型

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因为DV6000和DV9000销量较低,不过质量问题是同样存在的,凡是购买这样的机器的用户,都喜欢玩游戏,所以这些机器的质量问题暴露的也很块。这些机型普遍采用了iaNforceGo6100的芯片组和iaGo7600的显卡。后续机型采用了IntelPM965+ia8400MGS或8600MGS的显卡。这些机型,在正常使用一两年后,会出现CPU温度奇高(90-110度),接着就是机器无法开机、花屏等故障,和HPDV2000V3000显卡机型的故障极其相似。

hchh19872010-11-2810:31

二.根据芯片组类别分析缺陷产生的原因

早在一年前,笔者就注意到了市场上当年HP热销的一些型号,大范围的出现了几乎相同的故障,为了查明原因,就通过各种渠道,陆续接收到了60多台来自全国各地的HP

DV2000,V3000,DV9000等缺陷机型进行深入研究,取得了大量的实验数据和重要结论。

以下,笔者按芯片组的不同,对HPDV2000和V3000的缺陷笔记本电脑进行拆机分析:

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hchh19872010-11-2810:34

A.DV2000/V3000ia8400MGS和iaGo7200显卡

1.对做工和用料做简短评测

拆解此类整机,会发现此类HP笔记本电脑的外壳,全部使用的是导热欠佳、成本较低的ABS工程塑料,虽然这在低价机型中无可厚非,但这也是导致此类机型温度过高的一个原因。整机采用螺丝+卡扣的固定形式,结构稍显复杂。键盘下的屏线和无线网卡的IPE_天线走的是同一条线路,在少数的情况下,例如经过二次拆装后,屏线会因为被无线网卡的天线引线压住而导致信号不通,表现为屏幕无信号,此设计有些不合理。

快捷键面板的卡扣设计不太合理,容易断裂。快捷键面板和触摸板的排线很薄,导电的银线做工不好,在插拔几次的情况下,易脱落移位导致排线短路或失灵。USB接口的排线很难拔出,在尝试拔出时极其脆弱且容易断裂,做工有些过于省料。主板的PCB层数较多,比较厚实,不易变形,钽电容也取代了一般的固态电容而大量使用,从用料角度看,主板的做工值得肯定。

另外,硬盘接口采用的卡扣形式,很容易导致接触不良,会偶尔发生找不到硬盘的情况。

整机做工,不能令人满意。

2.从主板设计,散热设计角度做详细评论和分析

拆解整机,会发现笔记本的散热风扇在主板的背面左上方,如果不完全拆机,是不能对风扇进行清理和维护的,导致清理灰尘极为不便。这在一定程度上导致了笔记本电脑在使用一段时间后,由于散热系统积累灰尘,散热效率降低,导致主板上的显卡过热损坏。(图)

另外,也可以发现,整个笔记本的散热系统,就是一根热管的散热器加上一个风扇,按照专业的角度,我们认为,单根热管负责传导CPU和显卡这两个发热大户是有些保守的,这在一定程度上也导致了笔记本电脑内部积热的产生。(图)

拆开散热器,会发现一个重要的现象,那就是散热器和显卡芯片接触的纯铜面和芯片之间,会有一个“固态硅胶”,填充着这个缝隙,负责把显卡芯片产生的热量传导至热管散热器。笔者的实验数据说明,此“固态硅胶垫”,是导致此次惠普笔记本质量问题的最大元凶,下文会对这个观点进行详细说明。(图)

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纵观整块主板,会发现,主板背面,在CPU旁1cm处,就是显卡芯片,这样的主板布局,毫无疑问是很有问题的,CPU和显卡会互相传热,两块芯片都会互相拖累,这会导致严重的局部积热。再看主板正面,在中间靠左处就是北桥芯片,此北桥芯片的散热设计也不合理,完全靠一块导热率极差的“固态硅脂”把热量导热至键盘下的金属屏蔽层,这就是键盘发热的重要原因之一。更糟糕的是,此北桥芯片的反面3-4cm处,就是散热本来就不好的显卡芯片和CPU,这就导致了更严重的主板局部积热。

硬盘位置,全部被ABS塑料和主板包围,几乎没有任何散热措施,对比同期的LL1420,利用光驱进行硬盘导热的设计,HPDV2000的硬盘散热做的很不到位,这导致了此机型硬盘温度较高,让附近的CPU散热雪上加霜,间接影响到了显卡的散热。这也是此类机型的键盘掌托烫手和硬盘容易损坏的原因。

整块主板的散热设计,有点急功近利的感觉,集中所有的发热部件,靠一根热管和一个风扇来散热,还利用了导热率极差的“固态硅脂”来降低显卡散热器的安装难度,这样确实省了成本,也降低了代工厂的拼装难度。但是,这不仅降低了用户的使用体验,还会导致这些笔记本电脑因为过热而引发各种故障。

HPDV2000原厂散热设计示意图:

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其中,硬盘处,有三处进风口,设计师自作聪明的认为,这个进风口可以吸进冷空气,冷却硬盘,并照顾CPU和显卡的散热。并只采用一根热管来负责CPU和GPU的散热,这样的一站式散热服务,确实降低了成本,但是散热效果强差人意。

同时,我们可以发现,散热风扇的进风口面积异常之小,HP工程师的意图是以此增大硬盘处的进风口的风压,照顾硬盘散热。

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hchh19872010-11-2810:36

3.从芯片缺陷做分析

分析完整机的散热系统,我们对此次HP笔记本出现质量问题的原因已经有点眉目了。但是,导致此类惠普笔记本电脑大范围出问题的另外一个不可忽视的原因,就是此系列机型的显卡芯片有缺陷。

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HPDV2000V3000ia8400MGS显卡芯片:

此类机型使用的ia8400MGS显卡,芯片表面上的编号为G86-630-A2,是当年ia生产的带有缺陷的芯片,俗称“显卡门”。此类芯片,会在正常使用中,因为温差导致损坏。详细信息请看后面的插页。

HPDV2000iaGO7200显卡芯片:

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此类使用IAGeforceGo7200显卡的DV2000的早期机型

(DV2000-DV2400),显卡芯片不属于ia公布的G84G86缺陷,在狭义上讲,不属于“显卡门”,但是经过长期的探索和信息的收集,笔者发现,官方没有公布缺陷的iaGeforceGo7000系列移动显卡,也存在相当大的问题。HP此类机型使用的GeforceGo7系列移动显卡芯片,和出现问题的Geforce8系列移动显卡芯片,使用的是相同的BGA焊点分布,出现的是极其相似的故障。可以大胆推论,“显卡门”的罪魁祸首—封装缺陷,也出现在了G84G86的前身-GeforceGo7000系列芯片上。

凡是IA的缺陷芯片,几乎都有改进版或无缺陷版来取代,并且命名很有规律。例如缺陷芯片G86-630-A2,有封装材料改进版G86-631-A2;G86-730-A2,有封装材料

hchh19872010-11-2810:38

B.CompaqV3000的早期型号(V3000-V3400以AU结尾的型号)

1.对做工和用料做简短评测

这类机型,是上文分析的CompaqV3000的早期型号,在整机做工上几乎没有区别,属于为了保证低成本而作出妥协的机型。

2.从芯片缺陷做分析

此类机型,跟之前出现问题的都是显卡的情况一样,但它们使用的是发热较小的集成显卡iaGeforceGo6150。值得注意的是,DV2000,V3000凡是使用IntelGMA950或者Intel_3100的集成显卡的机型,都没有出现明显质量问题,而使用ia集成显卡的机型,都出现了大范围的故障。总所周知,ia的早期移动芯片组,北桥芯片的发热,相当于Intel的集成显卡芯片组来说,是比较大的。笔者推论,此芯片组的包含集成显卡的北桥芯片,是因为散热不良而损坏的,此芯片有没有缺陷,笔者还没有掌握确实的证据。

3.从散热设计角度做评论和分析

此类机型,和出现问题最多的DV2000V3000PM965+8400MGS的机型一样,散热设计几乎一样糟糕,都采用了相似结构的散热器和“固态硅胶”。此北桥芯片,和显卡的机型相比,散热条件更加恶劣。此类采用iaGo6150集成显卡机型出现问题的最大原因,就是发热和散热的不平衡,糟糕的散热设计占主要原因。

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hchh19872010-11-2810:40

C.DV6000/DV9000显卡机型

1.对做工和用料做简短评测

HPDV9000,是DV6000的17寸版本,内部配件通过延长线和延长电路板,通过简单改变15.4寸DV6000的设计,实现了低成本的17寸结构,但是这样做就没有体现出17寸笔记本应有的散热优势。

2.从芯片缺陷做分析

此系列机型,大多采用了iaGo7600或者8400MGS,8600MGS的显卡。

其中,iaGeforceGo7600和Go7200、Go7400一样,没有官方公布的缺陷,但是却有带“T”后缀的改良版芯片,也就是GF-GO7600T-N-A3。笔者手上的一台花屏的HPDV9000,显卡芯片就是iaGeforceGO7600(GF-GO7600-N-A3)经过BGA返修重值芯片后,花屏故障解除,但是在一个星期后,故障再次复发。于是,笔者再次用BGA返修台把显卡芯片更换为GF-GO7600T-N-A3,几个月过去了,故障没有复发。

而此类机型采用的8400MGS显卡芯片,并不是HPDV2000上采用的G86-630-A2,而是G86-730-A2,这与NYSZ5-SZ8系列上采用的显卡芯片是一样的,此类芯片,也是有缺陷的,但是相对于G86-630-A2,故障发生的概率要小一些,采用此类芯片的笔记本一旦发生花屏黑屏等故障,必须得更换无缺陷版本G86-731-A2。

HPDV9000的最高配置,就是采用8600MGS显卡的机型,此类机型的显卡芯片,也是带有封装缺陷的芯片,代号为G86-770-A2。此芯片威名远扬,之前出现大面积质量问题的三星R70,明基S41,都是被此芯片所累,导致大范围的花屏黑屏。当然,散热设计更差的HPDV9000也逃不了,凡是采用了G86-770-A2的HPDV9000,短则一两年,长则两三年,都会出现花屏黑屏的故障。

3.从散热设计角度做评论和分析

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因为HPDV6000和DV9000的主板和散热结构几乎完全一样,所以我们姑且就拿HPDV9000来重点讨论。

HPDV9000采用双热管双散热片+单风扇的散热设计,这样的设计在17寸的笔记本里,并不算差的。

其中,显卡芯片上的散热片,难能可贵的采用了弹性铜散热片直接接触芯片表面的设计,并没有采用导致散热效率低下固态硅脂。

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hchh19872010-11-2810:43

三.显卡门缺陷技术分析详解

1.显卡门事件回顾

IA在20__年7月初承认,部分G84和G86系列笔记本显卡的核心/封装材料组合存在瑕疵,如果核心温度变化起伏比较频繁,就可能会引发故障,出现多重图像、随机字符、纵横线条、没有视频信号等一种或多种现象。

IA就显卡缺陷事件发表官方声明:

IA计划从第二季度收入中一次性支出1.5亿到2亿美元用来解决该问题,承担由此产生的保修、修理、退货、换货以及其它成本和费用。

IA把确保用户的满意度作为首要职责。我们已全力配合我们的合作伙伴来解决最近所发现的有关部分笔记本电脑出现系统故障的所有相关事宜。

关于这一问题,请用户注意以下事项:

该问题仅出现在一些笔记本电脑芯片上。我们还未发现,同时也不认为在配有任何一款IAGPU的台式机上会出现类似系统故障问题。

在已发货的笔记本电脑芯片中,仅有非常小的一部分芯片有可能受到影响。并且,故障的出现还要基于环境状况,配置和使用模式。

我们一直在和我们的合作伙伴紧密合作,并已采取了必要的措施,以保证目前所有在生产的IA芯片不会出现同样的问题。

因此,基于IA芯片的笔记本电脑受到影响的机率是很低的。如果您的笔记本电脑出现此类故障问题,请尽快与笔记本电脑厂商联络相关维修问题。

2.封装缺陷详解:

这一问题说来奇怪,IA和MD这一对竞争对手在GPU制造上依赖的都是台积电等厂商,从代工工厂、封装工厂到所用工艺几乎完全相同。为什么单单IA的GPU出现问题,MD却能够独善其身呢要谈这个问题,首先需要从被MD收购之前的ATI说起。当时由于在游戏主机中使用的GPU封装材料出现问题,再加上欧盟提出的RoHS环保条例开始半导体封装中的有害金属应用,ATI雇佣了NeilMcLellan专门主管封装工艺问题。从20__年开始,RoHS要求封装后的GPU在与PCB板焊接时采用无铅锡球

(SolderBall)。趁这个机会,MD也将GPUDie与基板封装时的所用的焊接凸点(SolderBump)材料从高铅凸点转换为低熔点锡铅凸点。

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高铅凸点含有90%的铅和10%的锡,而低熔点铅锡凸点的构成是37%的铅和63%的锡。铅能够承载更多的电流,但MD认为高铅凸点更易老化,在可靠性上有所欠缺。特别是在温度快速变化时,使用高铅凸点封装的GPU容易出现问题。出现这种情况的原因是,从硅晶圆上切割下来的GPU芯片与封装基板之间存在热胀冷缩率的差异,硅芯片为每摄氏度百万分之二,而封装基板为每摄氏度百万分之三十。这种差异导致温度变化时连接芯片与基板的凸点承受了相当大的拉力,久而久之就容易出现问题。

低熔点锡铅凸点避免了这种问题的发生,但它也有自己的缺点。比如,它的高电流承载能力不如高铅凸点,在出现高电流时容易出现电子迁移现象。由于GPU个部分有不同的功耗,因此经过有些凸点电流可能只有50mA,而有些凸点此时可能达到600mA。为避免电流过载,MD在凸点和芯片之间增加了一层金属,重新对电流进行平均分配。

无论MD还是IA的GPU,封装工作都是在矽品、日月光等厂商中进行的,不同厂商往往采用不同的工艺或材料。MD在决定使用新的封装设计与材料后,将设计规范提供给封装厂商要求它们遵守。封装厂商方面,虽然愿意按照客户的要求进行制造,但他们并不对由此可能产生的后果负责。当然从现在来看,MD使用的低熔点锡铅凸点工艺并没有出现什么问题。而且,新工艺制造成本更低,良品率更高。

反观IA,IA的移动GPU应当采用的是高铅凸点,在笔记本中使用温度经常快速变化,导致了问题的发生。而桌面版本虽然散热状况没有笔记本那么恶劣,但在长期使用后仍然不免出现同样的问题。

未来,RoHS规范将于20__年要求芯片制造过程中无论锡球还是凸点均要采用无铅工艺,MD的一些客户甚至要求更早实现该目标。IA应当也已经付出了同样多的时间和精力来解决封装设计问题。

3.无缺陷版显卡芯片:

IA开始推销新版无缺陷笔记本显卡封装缺陷给IA的笔记本显卡带来了一场大麻烦,现在终于有彻底的解决方案出炉了。IA已经开始向OEM和ODM推销新的无缺陷版本。新核心代号“NB8E-SET”,又称“G84-751”,其实就是现在“NB8E-SE”使用

hchh19872010-11-2810:45

四.HP缺陷笔记本维修现状

1.HP对于显卡门笔记本的解决方案

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尽管ia公布了8系列移动显卡芯片的缺陷并支付了赔偿,但是HP对于带有缺陷芯片的DV2000V3000系列,仍然按照普通笔记本的保修来处理,无视几乎100%的故障率。

保修期内,更换修过显卡的良品主板(所谓修,也就是用BGA返修换显卡芯片)或者更换新主板,无视ia的缺陷芯片,返修更换的良品主板和新主板,仍然带有缺陷芯片。也无视固态硅脂导致的显卡加速损坏的情况,仍然遵从原厂设计,继续采用固态硅脂。结果就是机器反复故障反复维修,直到机器过保。然后,用户就只能付费维修了。

2.对比LL售后的针对显卡缺陷机型的维修方案

对比同期的LL1400、1420,09年开始,返修都用无缺陷芯片来处理花屏的主板,并适当改装散热,加铜片。用户过保后,花一千元左右的延保费用,就能在官方维修站修好笔记本并且少有故障复发,这样的方案,就能解决实际问题。在原装设计有缺陷的情况下,及时变更维修方案,做改进型维修,值得鼓励。

而HP中国官方维修站,先暂且不讨论缺陷产品过保后是否需要付费维修,单看报价混乱,修好故障继续复发的问题,就致使用户身心俱疲,一旦过保,折腾的费用几乎可以买台新笔记本了。而HP公布的延保机型,几乎没有几个缺陷型号在此范围内,上百个缺陷型号,过保后,就没有办法保修了。

3.第三方笔记本维修对于显卡门的普遍解决方案

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抛开固态硅脂不提,不换无缺陷显卡芯片,是无法根治此类笔记本的故障的。但是,民间的维修行业,大多遵从一个原则,那就是“维修”即“还原”,维修行业按照以往的经验,存在一个误区,并广为流传和效仿,他们认为显卡芯片是“脱焊”,所以用热风加焊或摘下显卡芯片重新植球再回流焊,暂时就算是修好了笔记本。但是,这样的结果就是,笔记本会反复故障,反复维修,维修方和用户都苦不堪言。

从上文的IA发表的显卡缺陷技术文档中(出现这种情况的原因是,从硅晶圆上切割下来的GPU芯片与封装基板之间存在热胀冷缩率的差异,硅芯片为每摄氏度百万分之二,而封装基板为每摄氏度百万分之三十。这种差异导致温度变化时连接芯片与基板的凸点承受了相当大的拉力,久而久之就容易出现问题。)可以知道:导致花屏的原因,就是Underfill处,出问题是锡球“SolderBump”和“BumpPad”之间的接触面“UBM”,也就是芯片内部的锡球出现了脱离基板的现象导致信号断路。

为什么带有封装缺陷的显卡芯片花屏后,当“脱焊”来加焊或者重值芯片,都可以暂时让显卡回复正常,但过一段很短的时间就会再次出现故障呢因为无论是加焊还是重植显卡芯片,都属于高温作业,这个温度足以让芯片内部出现问题的小锡球“SolderBump”熔化并重新接触到基板“BumpPad”,信号就回复通路了。但是,材料之间的热胀率差的缺陷并没有消除,所以会在正常使中再次出现同样的问题。

传统的民间维修行业,大都把此类缺陷芯片,当作正常的芯片脱焊来处理,导致故障反复发作,让前来维修的用户反复付费维修,既损害了消费者的利益,也影响了维修行业的声誉。

所以,正确的认识到缺陷芯片的原理,认识到原装设计的缺陷,采用有别于传统方式的改进型维修,对于维修方和被维修方,都是有帮助的。

hchh19872010-11-2810:47

五.探索缺陷机型的改进方法

总结缺陷机型的缺陷所在,可以看出,此类机型大量出现问题,明显不是用户使用环境问题,而是:缺陷芯片(40%责任)+(不合理设计60%责任)=几乎100%故障率。

A.固态硅脂的广泛使用导致的问题

众所周知,显卡芯片,无论是否有封装缺陷,都会因为长期温度过高而损坏。配置有缺陷芯片的IAGEFORCE8400MGS的笔记本电脑,显卡容易损坏,在HP,LL,BENQ,神舟等高性价比系列低端机型上发生的最多,而在NYSZ等高端机型上却发生的较少。

采用其他型号显卡的笔记本电脑,因为显卡温度过高损坏的笔记本品牌也集中在HP,

LL,BENQ,神舟追等求性价比的品牌上,而高端型号坏的则比较少。举个例子:采用iaGeforceGo7400显卡芯片相对低端的NYC12,C22系列因为显卡过热损坏的却很多。因为损坏概率太大,NY官方甚至已经宣布延长到4年保修了,而同期采用同一级别显卡的高端型号例如NYSZ早期系列(Go7400)因为显卡过热损坏的很少,

我们可以推测出,存在某种和成本有关的因素在影响着我们的显卡温度。大量的证据显示,这个因素,就是拼装机器时是否采用“固态硅脂”。

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我们知道,现在大多数笔记本电脑,都在中国代工,各个代工厂之间的竞争激烈,利润微薄。为了降低成本,组装工艺要求尽量简单安全,提高装配速度,降低报废率的同时也降低了人力成本,并且适合同一模具大量生产。

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hchh19872010-11-2810:51我们知道,显卡的发热是很高的,为了散热,显卡芯片都配有相应的散热器,有的纯铜散热片接触显卡芯片。但是,显卡芯片的DIE是很硬的,安装散热器时,直接接触铜会存在一些风险,在快速操作的人工流水线上,会存在一定的概率压碎显卡芯片,导致主板报废,带来很大的损失。另外,高性价比机型,往往都是一个模具重复使用,大批量生产出配置不同品牌不同型号的显卡芯片的笔记本电脑,这样就提出了一个要求:能适应未来不同芯片的需要,又能重复使用同样的散热器设计,并且能快速装配不会压碎芯片。满足这样的要求的的设计,就是在散热器和显卡芯片之间增加一个柔软的的固态硅脂。

使用固态硅脂来装配散热器的设计,在显卡笔记本大量上市的20__年以后,在代工厂获得了广泛的使用。代工厂往往会在显卡散热片和显卡芯片之间设计一个缝隙,

0.5-1.5MM厚,就用口香糖状的固态硅脂填充。它的导热率只有个位数,而纯铜的导热率是这个数值的300-500倍,相比铜接触面直接接触显卡芯片,显卡芯片的散热效率会大大降低,但是还是可以暂时达到出厂指标。但是这个固态导热硅脂在高温(50度以上)时会加速老化,半年到两年后(根据用户的使用状况而定),会变质,导热率严重下降,完全成了热的不良导体。在厚达几乎1mm的热的不良导体的阻碍下,显卡芯片的热量无法及时传导到散热器上。此时,用户没有在意的话,显卡的温度往往在运行中会达到80-100度,很短的一段时间后,显卡就会因过热而损坏,特别是本身就不能承受温差的缺陷芯片,因过热而导致损坏的时间会很短。也就是说,代工厂把风险转移到了用户身上。

这样就导致了一个矛盾,这样的笔记本在显卡的温度会比较高,并很可能在过保后再因显卡温度过高而损坏,到时候就是用户自己掏钱维修了。维修后,不管显卡芯片和散热片之间有没有缝隙,官方或非官方维修人员往往会遵从原装设计,继续添加这个填充物,以规避压坏显卡芯片的风险。导热的问题会继续存在,并导致笔记本在接下来的一个较短时间内继续损坏(看维修时的用料和工艺水平),导致笔记本损坏的有填充物只要继续存在,问题就

没有解决。那么,事情往往会这样恶性循环—不断维修或者换主板。

这样看来,笔记本的代工厂,采用固态硅脂这样的方式组装笔记本,确实降低了成本,但是带来了很多弊病。

第一:在正常使用的情况下,固态硅脂的存在导致笔记本的散热不够好,温度过高有可能导致CPU或显卡降频,高温和性能的降低影响了用户的使用体验;

第二:高温使用户正常使用时笔记本损坏的概率增大,一旦过保,本应避免的维修费用增加了用户的经济负担。

第三:代工厂为了降低成本,相继跟风,采用固态硅脂来组装散热器,慢慢形成了行业惯例,致使笔记本市场慢慢远离良性发展的轨道,用户想买到散热优良的笔记本会越来越难。

B.改造散热(显卡芯片和北桥芯片加铜片,散热口打洞)

对于这些缺陷机型,不管修没修过,想使用得长久,改造散热是很有必要的。笔者在这里,以HPDV2000为例,对此类机型做一个系统的散热改造,希望能抛砖引玉,激起广大用户自己动手的兴趣。

1.加铜片改散热:

改造散热的第一步,首先要清理机器内部和散热器散热鳞片中间的灰尘,有条件的,给风扇加个润滑油。

当然,要改造,就不单单是还原,一定要改进。最重要的就是去掉固态硅脂,加铜片改散热。在这里我们先讨论下,为什么推荐使用铜片而不使用导热率更高的银片。

这里给出常见金属材料和固态硅脂的性能:

[attachment=49210]

作为导热的材料,特别是散热的“第一线”的芯片接触面材料,必须导热率高、比热容大,除了这两个参数,还要考虑到是否能尽量完好的接触芯片表面,紧密的接触到表面后,热胀后会不会压碎芯片。铜的导热率比银只低6.5%,但是比热容比银大了62.5%,在足够高的导热率下,更高的比热容能增强材料的瞬间吸热能力。另外,铜的热胀系数也比银小了一半有余,在紧密接触芯片表面的情况下,能更好的保证芯片的安全。紫铜易加工、也够便宜,所以,我在这里推荐紫铜片,作为改造散热的首选材料。

加铜片的步骤:

Step1.把之前夹在散热器凸起面和显卡芯片之间的固态硅脂去掉,用导热率高的多的铜片来取代,让显卡芯片的发热能尽快传导出去。

[attachment=49211]

Step2.用酒精蘸棉花,擦干净芯片表面和散热器金属凸面,并风干。

[attachment=49212]

Step3.取一片厚度合适的紫铜片(例如HPDV2000V3000显卡机型用0.8mm的铜片最为合适),铜片两面均匀的涂上高性能的导热硅脂(例如信越-7783),然后把铜片小心压在显卡芯片上,并压紧转动使导热硅脂填充接触面的微小缝隙。

Step4.小心的安装散热器,务必每个螺丝轮流柠一点,这样可以最大程度上保证散热器下的CPU和显卡芯片不被压碎角。

Step5.显卡芯片上的螺丝,最后柠完,一边柠一边用镊子试探铜片是否可以滑动,刚好不能滑动时,说明铜片接触完好,如果拧紧螺丝后铜片依然能滑动,那就说明铜片过薄了。

[attachment=49213]

注意事项:

铜片厚度过薄,芯片的发热面就没有和固体接触,导热也会不良;厚度过厚,不仅芯片容易压碎,而且会引发主板的变形,引起莫名的故障。所以这样的改造,只有具有相当动手能力和经验的用户自己去做,很多笔记本,一旦拆到这种程度,都失去了保修,但是不做这样的改造,笔记本坏的概率极高,只是时间问题罢了。

hchh19872010-11-2810:54

2.改造风道

加铜片改散热,已经很大程度上改造了此类笔记本的散热情况,但是这还不够。还是以HPDV2000为例,分析风道,我们可以发现,散热风扇的进风口太小,为了增大风扇的风压,有必要增大吸风口。笔者用电磨配合细小的金刚石钻头,扩大了外壳上风扇部位的进风口。

Step1:用小刀和镊子先把外壳内部的铝箔割开撕掉。

[attachment=49214]

Step2:用电磨小心钻孔,就成这样了:

[attachment=49215]

这样的改造,很大程度上改善了散热系统的整体效率,再配合之前的加铜片改散热,就是锦上添花。

3.温度对比:

下表为HPDV2000T2370+8400MGS笔记本按照以上散热改造方案后的温度对比。

DV2000T2370+8400MGS(室温25度无风)

[attachment=49216]

可以发现,温度降低了20多度,并且退出游戏后,CPU和GPU温度下降的速度比之前快了不少,可以看出这是用铜片取代固态硅脂后的效果之一。对于散热不好的笔记本只要按照以下思路,必能改善散热:

1.拆机清灰,风扇加润滑油

2.替换显卡、CPU上的固态硅脂为合适厚度的铜片

3.用电磨在外壳上钻洞,增大吸风口或出风口。

C.缺陷显卡芯片对应更换的无缺陷芯片编号

HP缺陷机型,基本上都是缺陷芯片损坏,所以,改进型维修,十分必要。用BGA返修台更换无缺陷显卡芯片,可以保证显卡在温度频繁变化的使用环境中,不会出现故障。下表为笔者经过亲手BGA回流焊返修实验和长期跟踪调查后证实的缺陷芯片对应的无缺陷芯片列表。

[attachment=49217]

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[attachment=49221]

hchh19872010-11-2810:54

六.写在最后

在这样一个笔记本价格越来越低的情况下,单看配置和外观,已经不能作为我们选择笔记本的标准了。内部如何设计、散热系统是优良,未来一定能成为笔记本选购的标准之一。作为消费者来说,我们要建立良好的消费理念,多查资料多看评测,尽量选择口碑较好的产品,而不是选择最便宜的产品。对于品牌和厂商,要本着为用户着想的思路去设计产品,多测试多改进,多推出真正的好产品,降低选购知识的门槛,让不了解笔记本电脑的消费者也能轻松买到好的产品。

另外,这次事件,针对缺陷电子产品的立法,我们也看到了很大的漏洞,希望此次事件,能引起有关部门的重视,来保护消费者的权益。而有关厂商,也应该籍此看到问题,改进生产工艺,提高设计水平,而不是一味的打价格战,这样才能促进IT产业的良性发展。

-=汉子=-2010-11-2811:11的确显卡门的机器很杯具。

冷面狐2010-11-2811:44显卡门毁了多少本子啊……

toto_jin2010-11-2813:16显卡门毁了不少本子,也毁了不少厂家的声誉

qwert2143652010-12-0116:21别什么都赖到显卡上了,dv2000,v3000更早的amdcpu+6150go就散热有问题,就那么薄薄的一层铝片散热器,用料那么差,散热能好就有鬼了

初出茅庐来杀2010-12-0117:16楼主的帖子,让我学习不少

qytc_2010-12-0123:54嗯,写的很用心

fumingsen2010-12-0218:39顶起好帖子

zhangnai86182010-12-0310:16此贴不顶,天理难容啊~

chrong19832010-12-0319:04楼主的帖子,让我学习不少

horde19882010-12-0321:11没显卡门的飘过~哈啊哈

liu19792010-12-0323:28经典技术分析贴,收藏了,此文对笔记本散热,剖析的比较好

气游2010-12-0323:44不得不顶……我也改造过两个HP的V3000本

删楼主帖子2010-12-0412:08LZ,你的帖子看完了俺就是在HP金牌服务中心做维修工作看了这个帖子,终于让我了解了!NN,我们工程师主管都不跟我们讲这么多!醍醐灌顶!!

tianjingsai2010-12-0412:53图文并茂,是在是好。推广!!1

气游2010-12-0414:22楼主对材料的描述,还应该提供比重参数,即kg/(m^3),正是因为比重的存在,才能让我们比较之后既不选银也不选铝,而是选铜。

wuaook2010-12-0414:58超级顶,很好很有用

2010-12-0418:28不错不错

aweniii2010-12-0421:01V3000这本子不说了来气什么都坏放弃了

liaomarket2010-12-0500:02楼主强B了,我家那台DV9000

挂了,而且用热风机吹完之后,又挂了,然后换了主板又挂了,搞到我头疼

bluetears822010-12-0823:56作为受害者,顶一个

电子芯2010-12-1008:42哥们我顶你

sai11112010-12-1210:41DV2742三年没挂的飘过

jk19862011-01-1810:49我的2621刚挂,郁闷中

bin2612011-01-2021:45谢谢楼主了!!其实在今天这个到处都是讲低价的世界里面,笔记本的厂商需要最小的成本,最大的利润,可以相信的,随着用户的能力提高,改造笔记本的散热会变成一种能力,毕竟谁都不愿意自己几千的东西修来修去,而且是一段时间就修,来回的折腾!!

2011-03-1912:14精辟显卡门缺陷技术分析详解

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