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2015-12-03 18:03 出处:PConline原创 作者:彭军丽 责任编辑:pengjunli

常见的手机散热设计

  到了这一步终于是所有手机厂家能够自己定制的部分了。由于各个厂家在上两个环节分别采用了不同的硬件与软件搭配,所以其产品对于散热设计的需求也是不一样的。

  比如苹果自己在硬件以及软件方面都做了垂直整合,在这两个环节就把功耗降得差不多了,那么在散热设计上的“余量”就比较大。但是小米一代发布的时候,正好采用的是高通最新的双核1.5GHz主频的高性能CPU(现在看来是比较弱了),在性能强大的同时也因为其更大的TDP让整个手机的散热需求增大,以至于需要用到石墨散热技术来平衡。以下笔者就盘点一下目前市面上的手机散热方法。

 

什么是TDP?

  TDP的英文全称是“Thermal Design Power”,中文翻译为“散热设计功耗”。TDP主要是芯片厂商综合了自家芯片的架构、芯片Die面积、制作工艺以及主频等参数指标,所给出的芯片理论最高负载时所需要的散热设计余量,以供终端厂商进行散热设计使用。TDP越高,证明厂商需要用更多的手段去进行散热设计。

 

  ●金属背板导热

  这里的的金属背板并不仅仅指的是金属机身,也指得是机身内部的金属背板结构。我们都很清楚金属相对于常见的塑料材质来说,导热性能是要高出很多的,而且金属背板除了导热性之外也能够提供一定的抗扭强度,所以这种处理方法也常被用来加强手机结构强度。

iPhone 6上的金属背板
iPhone 6上的金属背板

  金属板一般是贴在手机的AP或是BP部分,然后就能够将这两个发热大户的热量传导一部分到手机的边缘部分,而其余的热量也经过一定扩散就没有那么高的单点温度了。

  ●石墨散热片导热

  石墨由于其独特的物理结构使得其导热性能非常好,并且它又能够加工成任意大小的薄片,对于手机内部的结构有着良好的适用性。并且除了导热之外,石墨散热片还具有一定的抗震性能,这对于在屏幕后方设计隔热结构也具有一定的用处。

米1上采用的石墨散热片结构
米1上采用的石墨散热片结构

  石墨散热片一般在手机内部都会存在多片,除了充当最热点的缓冲层之外,也被用来将屏幕与AP、BP等发热大户隔开,以防止过高温度对屏幕正常工作的影响。

  ●冰巢散热

  冰巢散热技术是今年OPPO发布新款超薄手机R5时连带发布的散热新技术。其原理借鉴了PC上常用的导热硅脂,主要是填充发热点与导热结构之间的缝隙,以达到帮助更快扩散热量的作用。只不过OPPO这次用得不是硅脂,而是一种类液态金属的相变材料。

 

什么叫做相变材料?

  相变材料指的是物理性质随温度变化而变化,并且在变化过程中会吸收或释放大量热量的材料。OPPO此次使用的类液态金属的相变材料就会在温度升高时逐渐由固态转变成液态,并且在这个过程中吸收大量的热量。所以该技术除了传导热量之外,也吸收了一部分热量(当然这部分热量会在接下来温度下降时缓慢释放)。

 

冰巢散热的原理接近于PC上的导热硅脂
冰巢散热的原理接近于PC上的导热硅脂

  OPPO在R5中将这种相变材料制成片状填充在了AP部分与其他导热介质之间,由于该种材料本身的吸热特性与导热特性要远远高于空气,所以即便是在4.85mm厚度的机身内部也能够满足AP部分的TDP需求。只是这种散热方法相对上面两种的成本稍高,因为相变材料与金属背板的结合并没有那么容易。

总结

  热功耗设计是贯穿着整个手机产业链,用户拿到手中的使用体验不过是层层积累下来的结果罢了。手机的性能越来越高,而在工艺没有大跨步的情况下,发热总是在所难免的。而绝大部分手机厂商由于各种商业因素,能够在手机热功耗设计方面做的其实是比较少的,甚至会与性能、纤薄等体验发生直接冲突,这就更加考验手机厂商对诸多因素的权衡利弊与对新技术的应用了。

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