大家平時(shí)在使用手機(jī)玩游戲、看視頻或是暴露在太陽(yáng)光下的時(shí)候，手機(jī)往往會(huì)出現(xiàn)發(fā)熱的情況。而手機(jī)也不像電腦，可以犧牲一些便捷性從而利用水冷、風(fēng)冷等散熱方式實(shí)現(xiàn)對(duì)核心零部件的溫度控制?？墒謾C(jī)畢竟還是大家每天所要攜帶的物品，在傳統(tǒng)散熱方式無(wú)法利用在手機(jī)上時(shí)，新型的散熱材料便騰空出世了。
散熱材料從無(wú)到有
早期的智能手機(jī)發(fā)展階段，手機(jī)的散熱性能并沒有受到太大的重視。因?yàn)楦鞔笫謾C(jī)廠商對(duì)于更大的屏幕、更強(qiáng)勁的手機(jī)芯片的追求遠(yuǎn)大于智能手機(jī)的溫控設(shè)計(jì)，所以散熱的問(wèn)題在早期一直被忽略。
▲ 硅脂散熱
還有一個(gè)原因，早期的手機(jī)芯片所產(chǎn)生的功耗并不算高，這就意味著哪怕沒有溫控的設(shè)計(jì)，手機(jī)也不會(huì)過(guò)于發(fā)燙。而且當(dāng)時(shí)有一些手機(jī)發(fā)燒友往往還會(huì)用超頻的方式來(lái)?yè)Q取手機(jī)更高的性能。在當(dāng)時(shí)的年代，哪怕是現(xiàn)在司空見慣在芯片上涂有硅脂的散熱方式，都是一種奢侈的表現(xiàn)。
智能手機(jī)真正重視散熱是在實(shí)際性能突破了使用性后，手機(jī)滿足了大部分用戶的日常使用了，像散熱這種問(wèn)題，就被人們所關(guān)注起來(lái)了。其實(shí)手機(jī)的熱源來(lái)自SoC、屏幕、攝像頭以及充電狀態(tài)下的電池，加上現(xiàn)在的手機(jī)品牌都在往5G方向發(fā)展，信息處理和數(shù)據(jù)計(jì)算的工作更是增加了SoC的發(fā)熱。
高性能的SOC芯片在給我們的智能手機(jī)帶來(lái)強(qiáng)大運(yùn)算能力的同時(shí)，大功耗帶來(lái)的散熱問(wèn)題也不斷困擾著我們。讓小黑不得不感嘆，現(xiàn)在的旗艦手機(jī)越來(lái)越“熱了”。 而針對(duì)高性能智能手機(jī)的散熱問(wèn)題，各大手機(jī)廠商推出的散熱方案也是五花八門。常見的手機(jī)散熱方案包括銅箔導(dǎo)熱、液冷、石墨片導(dǎo)熱等等。
新型的散熱材料
除了上文說(shuō)的涂抹硅脂的散熱方法，手機(jī)散熱真正形成體系的還是要屬液冷和石墨散熱材料大規(guī)模使用的時(shí)候。
▲ 液冷散熱原理
其實(shí)液冷散熱管的原理與傳統(tǒng)電腦上的“水冷散熱”沒有什么區(qū)別，兩者都是通過(guò)內(nèi)部填充的液體將手機(jī)散發(fā)出的熱量帶走。但是如果把用水作為液冷散熱管內(nèi)的液體會(huì)損傷部分智能手機(jī)的半導(dǎo)體元器件，出于安全的考慮，智能手機(jī)液冷散熱管內(nèi)部多數(shù)是用油性物質(zhì)。
如今液冷散熱已經(jīng)發(fā)展到了VC均熱板，VC均熱板在手機(jī)內(nèi)部的嵌入方式是和金屬中框合為一體，成為手機(jī)的支撐與散熱體系中重要的因素。另外，VC均熱板可將熱源向四周擴(kuò)散，散熱效率大幅度提升。這也意味著液冷散熱在目前智能手機(jī)中的地位依舊沒有被取代的趨勢(shì)。
雖然液冷散熱的使用率還是很高，但新型散熱材料——石墨及石墨烯也同樣非常受歡迎。其實(shí)人工石墨散熱片在智能手機(jī)剛開始普及的時(shí)候，就用在了iPhone4上。但石墨散熱片的良率較低，導(dǎo)致其價(jià)格相對(duì)較高。
▲ 石墨散熱材料制作流程
手機(jī)石墨散熱材料的生產(chǎn)技術(shù)如今已經(jīng)非常成熟了，制作的方法也有很多。例如將含碳元素99.999％以上的磨細(xì)石墨粉加入強(qiáng)酸中混合配比酸化、浸泡、水洗、高溫膨化后的，通過(guò)石墨卷材設(shè)備可擠壓成片狀的石墨散熱片。 但是，石墨烯散熱片的生產(chǎn)制作工藝就復(fù)雜許多。
石墨烯貼片是一種超薄散熱材料，可以有效的降低發(fā)熱源的密度， 達(dá)到大面積快速傳熱、散熱、并消除單點(diǎn)高溫的效果。加上石墨烯本身不會(huì)產(chǎn)生額外的電磁波干擾，所以對(duì)手機(jī)的信號(hào)沒有影響。而石墨烯貼片的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)更是讓其廣泛應(yīng)用，這種散熱材料的外形多變，可以制作成任意指定的形狀，方便使用于各種不同的產(chǎn)品，完美的契合了如今空間有限的智能手機(jī)。
多種散熱材料組合
華為在去年召開的mate30系列手機(jī)發(fā)布會(huì)上，與當(dāng)時(shí)三星的旗艦手機(jī)S10+做了對(duì)比。由于mate30Pro采用了液冷+石墨烯的雙重散熱方案，在5G網(wǎng)絡(luò)下使用了一個(gè)小時(shí)高清視頻通話后，華為mate30pro5G正面背面溫度分別為35.5℃和36.2℃，相較三星的散熱，占據(jù)了壓倒性的優(yōu)勢(shì)。
而在今年上半年發(fā)布的小米10系列中，手機(jī)中的散熱系統(tǒng)更是包含了超大面積的VC+石墨烯+石墨+導(dǎo)熱凝膠＋銅箔的5重散熱。這也代表了在今后的智能手機(jī)中，散熱材料的數(shù)量將不止一兩種進(jìn)行搭配了。
手機(jī)散熱從無(wú)到有，從單一散熱材料到幾種散熱材料混合使用的過(guò)程。這都說(shuō)明了，各大廠商在追求手機(jī)性能的同時(shí)，也非常顧及用戶的體驗(yàn)感，讓現(xiàn)在的智能手機(jī)綜合發(fā)展。不過(guò)未來(lái)是否還會(huì)出現(xiàn)更新、更有科技含量的散熱材料呢？我們一起期待吧。
圖源：小米官網(wǎng)、發(fā)布會(huì)截圖、OPPO官網(wǎng)
圖源：中關(guān)村、vivo官網(wǎng)、華為官網(wǎng)
圖源 pixabay免費(fèi)圖片網(wǎng)、百度、ROG官網(wǎng)
本文來(lái)源：我的極刻，作者小黑 ，本文版塊歸原作者和原公眾號(hào)所有，熱設(shè)計(jì)公眾號(hào)已獲授權(quán)轉(zhuǎn)載。
標(biāo)簽： 點(diǎn)擊： 評(píng)論: