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手机CPU散热四种方案详解

点击:4678 日期:2016-11-09 选择字号:
      对于手机CPU散热,可能不少业内人士都还只停留在对石墨散热膜这种材料的认知上,其实早在二、三年前,有不少走在行业前端的手机生产企业就已经开始使用石墨稀热辐射贴片来给手机散热了。
      学过物理的朋友都知道,任何通电的东西都有电阻,除非是超导材料,有电流通过就要在电阻上产生热量(W=I^2*R)。当电流通过连接CPU里面的原件时就会产生的热量。如果温度没有进行有效控制,就有可能导致CPU损坏。台式机由于空间大,散热方式选择余地也很多,比如一体式水冷散热器,风冷散热器等等。。。而手机因为体积比较小,CPU发热量也很大,工程师们是怎么解决这个问题的呢?下面我们来看一下手机CPU是如何实现散热的。
第一:石墨稀热辐射贴片散热

      GLPOLY以石墨烯等奈米材料的高传导与全频谱热辐射概念,提高整体(散热+均热)效果,减少散热器体积及重量,制成新世代的手机散热材料——石墨烯热辐射贴片。石墨烯热辐射贴片是一种超薄散热材料,可有效的降低发热源之热密度, 达到大面积快速传热, 大面积散热, 并消除单点高温的现象。石墨烯热辐射贴片产品厚度选择多样化 (0.08mm ~ 2mm) 外形亦可冲形为任意指定形状, 方便使用于各种不同产品内, 尤其是有空间限制的电子产品中。 石墨烯热辐射贴片体积小,由于具轻量化优势,在现行散热方案中属最不增加终端产品重量的设计方式,石墨烯热辐射贴片质地柔软,极佳加工性及使用性,本身亦不会产生额外的电磁波干扰,如搭配特定的吸波材料,尚可解决当今散热与电磁干扰的问题。

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石墨烯热辐射贴片

      由于很多手机使用了四核甚至是八核处理器和大屏幕,散热问题十分关键。采用GLPOLY石墨烯热辐射贴片后,用户在使用过程中将几乎不会体会到手机发烫的困扰。
      石墨烯热辐射贴片一种良好的导热材料,该散热方式的散热原理实际上是利用了石墨烯等奈米材料的高传导与全频谱热辐射概念,它沿两个方向均匀导热,同时延展性又强,可以贴附在手机内部的电路板上面,既可以阻隔元器件之间的接触,也起到一定的抗震作用。
      由于导热性能高,它可以很快将处理器发出的热量传递至大面积石墨烯热辐射贴片的各个位置进行热量扩散,从而间接起到了散热作用。单说,就是使得温度均匀化了,比如原来一块金属板上的几个点温度是70/60/50,加上石墨烯热辐射贴片后可能变成60/60/60。石墨烯热辐射贴片是目前手机采用的主流散热方式。
第二:金属背板散热

      起初智能手机刚流行时,受限于芯片功率和PCB的工艺问题,手机壳内部的空闲体积还是很大的,利用石墨片导热基本也能满足手机散热的需求。而随着机身变得更加轻薄以及金属框架的加入,手机内的可供空气流通的空间越来越小,单纯使用石墨片就有点不够用了,散热方式需要进一步改进才能满足芯片在低温环境中平稳运行。

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iPhone拆解图

      苹果在采用了金属外壳的iPhone中使用了一种金属背板散热的技术,它在使用石墨散热膜的基础上,在金属外壳的内部也设计了一层金属导热板,它可以将石墨导出的热量直接通过这层金属导热板传递至金属机身的各个角落,这样一来密闭空间中的热量便能迅速扩散并消失,握持时人也不会感受到太多的热量存在。
第三:导热凝胶散热

      着是导热凝胶散热,关于这种方式,大家应该也是比较熟悉的,其实和电脑的处理器和散热器中间的那种硅脂层是一个原理,其作用是让处理器散发的热量能够更快的传递到散热器上从而散发出去。

GLPOLY导热凝胶

GLPOLY导热凝胶

      同理,这样的技术也可应用在手机处理器当中,此前一些手机的处理器上便采用了类似于硅脂的导热凝胶散热剂,这样做比只贴有石墨散热膜的效果更好,热传导会更加迅速。
第四:热管散热

      最后说一下比较少见的热管散热,大约二年前,索尼当时的旗舰Xperia Z2用上低调的用上了高级热管散热。所谓热管技术,就是将一个充满液体的导热铜管顶点覆盖在手机处理器上,处理器运算产生热量时,热管中的液体就吸收热量气化,这些气体会通过热管到达手机顶端的散热区域降温凝结后再次回到处理器部分,周而复始从而进行有效散热。在手机行业,也可以称之为水冷散热。

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采用热管散热的手机

      该技术其实并不是首次在手机中出现,2013年5月,日本智能手机厂商NEC就发布了世界上第一款采用热管散热技术的手机NEC N-06E。NEC在N-06E内部封装了一条充满纯水的热管,长约10厘米,热管和处于主板平行位置的石墨散热片充分结合,迅速将处理器产生的热量传导至聚碳酸酯外壳上。

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