本帖最后由 鲨哩鲨气 于 2018-3-28 18:21 编辑
现在市面上手机越来越薄，而功能却越来越多，智能手机芯片的主频越来越高，会产生大量的热量，过大的热量会影响用户的舒适感，同样也可能会烧坏硬件。因此，各大厂商都会考虑智能手机如何散热，手机发烫，会严重影响用户体验，而影响发热的关键因素中，结构，硬件，软件都有关联，今天我们先总结下结构上的散热方案，后面我们会介绍软硬件的散热方案： 1.结构上影响散热的因素及散热方案 1.1整机布局 LCD背光与PCB重叠整机温度升高，LCD背面置于机身底部有利于热源分散，降低整机温度 PCB放置在手握区域热感明显，顶部布局由于与手握区域热体验； 目前有整板，刀型板，半截板堆叠方式，整版堆叠有利于热源分散，可降低局部问题； 1.2结构间隙 增加发热器件正面，背面间隙，有利于降低所对应位置的外壳温度； 使用导热垫结合LCD支架与芯片，帮助芯片散热可以降低芯片温度，从而降低整机背面温度； 加大屏蔽罩与后壳间隙有利于降低热源直接传递到表面，降低局部问题； 加大SIM卡与后盖间隙有利于避免PCB上的热直接传导到外壳，可降低外壳问题； 加大SD卡与后盖间隙有利于避免PCB上的热直接传导到外壳，可降低外壳问题； 加大摄像头连接器座与后壳的间隙有利于避免PCB上的热直接传导到外壳，可降低外壳问题； 1.3结构材料 外壳材质选用热传导系数低的材质可有效降低人体受热冲击感受，增加体验感受； 模内镶件是与主热源最近的金属，选用高导热系数材质可降低局部温度； 用高热传导率的LCD支架材质可增强主板与的热扩散能力 材质表面粗糙度可帮助表面积，增加散热能力； 石墨贴合表面光滑可增加接触面积，增强散热能力； 底壳上面金属材质导热率过大会造成用户体验差，温升感觉明显 增加热扩散材料的厚度与传导率可增强均匀热能； 1.4散热材料位置 热扩散材料贴在LCD支架上可以帮助PCB区域热扩散 热扩散材料贴在电池盖内侧可以帮助PCB区域热扩散 导热垫贴在芯片与屏蔽罩之间可以帮助芯片散热 到热点贴在屏蔽罩与LCD之间可以帮助芯片散热 2.散热方案 如上面所说，如果整机布局和设计方案已定，只能靠后续增加一些导热材料来改善扇热问题了，目前，手机厂商一般会采取两种解决方案来降低手机发热的问题：一种就是硬件散热，比如石墨散热，而一种就是内核优化散热。结构散 热属于硬件散热，大多数厂商解决散热问题的方法都是在架构方面采用高导热材料。传统的导热材料主要是金属材料，如铜、铝、银等。但是，金属材料密度大，膨胀系数高，在要求高导热效率的场合尚不能满足使用要求（如银、铜 、铝的导热系数分别为430W/m.K, 400W/m.K, 238 W/m.K），所以随着手机芯片主频的提升，手机厂商开始改善硬件散热方案。常用的散热方案有四种： 2.1石墨稀热辐射贴片散热 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，在现行散热方案中也不会增加终端产品重量，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。石墨片一般贴在LCD下方，CPU上方，电池盖内 2.2金属背板散热 几年前，智能手机刚流行时，受限于芯片功率和PCB的工艺问题，整机都比较厚，手机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。 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。 2.3导热凝胶/导热硅胶散热 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。 导热凝胶是半固态，类似牙膏状，一般就是直接点到热源周围，起到传热的作用；导热硅胶是一中很软的固体，类似海绵，直接贴到热源上方，与热源接触导热； 2.4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。 只是这种散热技术占用空间比较大，在手机上用的比较少，其实早在三年前，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；有兴趣的朋友可以找些图片研究一下； 本文提到的智能手机结构散热方法，都是厂商采用的。其实，让手机完全不热是完全不现实的，手机发热也属正常。如果你的手机平时使用温度不超30度，游戏温度不超过50度，或则说你感觉可以发热接受，那就没什么问题。
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