手機CPU散熱四種方案詳解
學過物理的朋友都知道,任何通電的東西都有電阻,除非是超導材料,有電流通過就要在電阻上產生熱量(W=I^2*R)。當電流通過連接CPU里面的原件時就會產生的熱量。如果溫度沒有進行有效控制,就有可能導致CPU損壞。臺式機由于空間大,散熱方式選擇余地也很多,比如一體式水冷散熱器,風冷散熱器等等。。。而手機因為體積比較小,CPU發熱量也很大,工程師們是怎么解決這個問題的呢?下面我們來看一下手機CPU是如何實現散熱的。
第一:石墨稀熱輻射貼片散熱
GLPOLY以石墨烯等奈米材料的高傳導與全頻譜熱輻射概念,提高整體(散熱+均熱)效果,減少散熱器體積及重量,制成新世代的手機散熱材料——石墨烯熱輻射貼片。石墨烯熱輻射貼片是一種超薄散熱材料,可有效的降低發熱源之熱密度, 達到大面積快速傳熱, 大面積散熱, 并消除單點高溫的現象。石墨烯熱輻射貼片產品厚度選擇多樣化 (0.08mm ~ 2mm) 外形亦可沖形為任意指定形狀, 方便使用于各種不同產品內, 尤其是有空間限制的電子產品中。 石墨烯熱輻射貼片體積小,由于具輕量化優勢,在現行散熱方案中屬最不增加終端產品重量的設計方式,石墨烯熱輻射貼片質地柔軟,極佳加工性及使用性,本身亦不會產生額外的電磁波干擾,如搭配特定的吸波材料,尚可解決當今散熱與電磁干擾的問題。
石墨烯熱輻射貼片
由于很多手機使用了四核甚至是八核處理器和大屏幕,散熱問題十分關鍵。采用GLPOLY石墨烯熱輻射貼片后,用戶在使用過程中將幾乎不會體會到手機發燙的困擾。石墨烯熱輻射貼片一種良好的導熱材料,該散熱方式的散熱原理實際上是利用了石墨烯等奈米材料的高傳導與全頻譜熱輻射概念,它沿兩個方向均勻導熱,同時延展性又強,可以貼附在手機內部的電路板上面,既可以阻隔元器件之間的接觸,也起到一定的抗震作用。
由于導熱性能高,它可以很快將處理器發出的熱量傳遞至大面積石墨烯熱輻射貼片的各個位置進行熱量擴散,從而間接起到了散熱作用。單說,就是使得溫度均勻化了,比如原來一塊金屬板上的幾個點溫度是70/60/50,加上石墨烯熱輻射貼片后可能變成60/60/60。石墨烯熱輻射貼片是目前手機采用的主流散熱方式。
第二:金屬背板散熱
起初智能手機剛流行時,受限于芯片功率和PCB的工藝問題,手機殼內部的空閑體積還是很大的,利用石墨片導熱基本也能滿足手機散熱的需求。而隨著機身變得更加輕薄以及金屬框架的加入,手機內的可供空氣流通的空間越來越小,單純使用石墨片就有點不夠用了,散熱方式需要進一步改進才能滿足芯片在低溫環境中平穩運行。
iPhone拆解圖
蘋果在采用了金屬外殼的iPhone中使用了一種金屬背板散熱的技術,它在使用石墨散熱膜的基礎上,在金屬外殼的內部也設計了一層金屬導熱板,它可以將石墨導出的熱量直接通過這層金屬導熱板傳遞至金屬機身的各個角落,這樣一來密閉空間中的熱量便能迅速擴散并消失,握持時人也不會感受到太多的熱量存在。第三:導熱凝膠散熱
著是導熱凝膠散熱,關于這種方式,大家應該也是比較熟悉的,其實和電腦的處理器和散熱器中間的那種硅脂層是一個原理,其作用是讓處理器散發的熱量能夠更快的傳遞到散熱器上從而散發出去。
GLPOLY導熱凝膠
同理,這樣的技術也可應用在手機處理器當中,此前一些手機的處理器上便采用了類似于硅脂的導熱凝膠散熱劑,這樣做比只貼有石墨散熱膜的效果更好,熱傳導會更加迅速。第四:熱管散熱
最后說一下比較少見的熱管散熱,大約二年前,索尼當時的旗艦Xperia Z2用上低調的用上了高級熱管散熱。所謂熱管技術,就是將一個充滿液體的導熱銅管頂點覆蓋在手機處理器上,處理器運算產生熱量時,熱管中的液體就吸收熱量氣化,這些氣體會通過熱管到達手機頂端的散熱區域降溫凝結后再次回到處理器部分,周而復始從而進行有效散熱。在手機行業,也可以稱之為水冷散熱。
采用熱管散熱的手機
該技術其實并不是首次在手機中出現,2013年5月,日本智能手機廠商NEC就發布了世界上第一款采用熱管散熱技術的手機NEC N-06E。NEC在N-06E內部封裝了一條充滿純水的熱管,長約10厘米,熱管和處于主板平行位置的石墨散熱片充分結合,迅速將處理器產生的熱量傳導至聚碳酸酯外殼上。更多手機散熱方案,請咨詢GLPOLY,我們有專業的手機熱管理工程師為您提供一站式散熱解決方案,服務熱線0755-27579310.