大家平时在使用手机玩 游戏 、看视频或是暴露在太阳光下的时候,手机往往会出现发热的情况。
而手机也不像电脑,可以牺牲一些便捷性从而利用水冷、风冷等散热方式实现对核心零部件的温度控制。
可手机毕竟还是大家每天所要携带的物品,在传统散热方式无法利用在手机上时,新型的散热材料便腾空出世了。
早期的智能手机发展阶段,手机的散热性能并没有受到太大的重视。
因为各大手机厂商对于更大的屏幕、更强劲的手机芯片的追求远大于智能手机的温控设计,所以散热的问题在早期一直被忽略。
▲ 硅脂散热
还有一个原因,早期的手机芯片所产生的功耗并不算高,这就意味着哪怕没有温控的设计,手机也不会过于发烫。
而且当时有一些手机发烧友往往还会用超频的方式来换取手机更高的性能。
在当时的年代,哪怕是现在司空见惯在芯片上涂有硅脂的散热方式,都是一种奢侈的表现。
高性能的SOC芯片在给我们的智能手机带来强大运算能力的同时,大功耗带来的散热问题也不断困扰着我们。
让小黑不得不感叹,现在的旗舰手机越来越“热了”。
而针对高性能智能手机的散热问题,各大手机厂商推出的散热方案也是五花八门。
常见的手机散热方案包括铜箔导热、液冷、石墨片导热等等。
除了小黑上文说的涂抹硅脂的散热方法,手机散热真正形成体系的还是要属液冷和石墨散热材料大规模使用的时候。
▲ 液冷散热原理
其实液冷散热管的原理与传统电脑上的“水冷散热”没有什么区别, 两者都是通过内部填充的液体将手机散发出的热量带走。
但是如果把用水作为液冷散热管内的液体会损伤部分智能手机的半导体元器件,出于安全的考虑,智能手机液冷散热管内部多数是用油性物质。
如今液冷散热已经发展到了VC均热板,VC均热板在手机内部的嵌入方式是和金属中框合为一体,成为手机的支撑与散热体系中重要的因素。
另外,VC均热板可将热源向四周扩散,散热效率大幅度提升。
这也意味着液冷散热在目前智能手机中的地位依旧没有被取代的趋势。
虽然液冷散热的使用率还是很高,但新型散热材料——石墨及石墨烯也同样非常受欢迎。
其实人工石墨散热片在智能手机刚开始普及的时候,就用在了iPhone4上。
但石墨散热片的良率较低,导致其价格相对较高。
▲ 石墨散热材料制作流程
手机石墨散热材料的生产技术如今已经非常成熟了,制作的方法也有很多。
例如将含碳元素99.999%以上的磨细石墨粉加入强酸中混合配比酸化、浸泡、水洗、高温膨化后的,通过石墨卷材设备可挤压成片状的石墨散热片。
但是,石墨烯散热片的生产制作工艺就复杂许多。
石墨烯贴片是一种超薄散热材料,可以有效的降低发热源的密度, 达到大面积快速传热、散热、并消除单点高温的效果。
加上石墨烯本身不会产生额外的电磁波干扰,所以对手机的信号没有影响。
而石墨烯贴片的另一个优点更是让其广泛应用,这种散热材料的外形多变,可以制作成任意指定的形状,方便使用于各种不同的产品,完美的契合了如今空间有限的智能手机。
华为在去年召开的mate30系列手机发布会上,与当时三星的旗舰手机S10+做了对比。
由于mate30Pro采用了液冷+石墨烯的双重散热方案,在5G网络下使用了一个小时高清视频通话后,华为mate30pro5G正面背面温度分别为35.5℃和36.2℃,相较三星的散热,占据了压倒性的优势。
而在今年上半年发布的小米10系列中,手机中的散热系统更是包含了超大面积的VC+石墨烯+石墨+导热凝胶+铜箔的5重散热。
这也代表了在今后的智能手机中,散热材料的数量将不止一两种进行搭配了。
手机散热从无到有,从单一散热材料到几种散热材料混合使用的过程。
这都说明了,各大厂商在追求手机性能的同时,也非常顾及用户的体验感,让现在的智能手机综合发展。
不过未来是否还会出现更新、更有 科技 含量的散热材料呢?相信大家和小黑一样非常期待吧!
如何看待红米“不锈钢散热技术”,其实这是UTVC应用
揭秘红米新散热黑科技:不锈钢UTVC的魅力解析
近期,小米的不锈钢散热技术引发热议。
其实,这种不锈钢片并非简单的金属片,而是被称为UTVC(Ultra-Thin Vapor Chambers超薄均温板),按照BOYD集团的AAVID公司的分类,不锈钢UTVC称为SSVCs,钛材质的为TiVCs,铜制的为CuVCs。
事实证明,SSVCs在智能手机散热领域表现卓越,让我们深入探讨其为何如此出色。
散热奥秘:速度与效率的较量
散热的关键在于快速、均匀地将热量从芯片传递到空气中。
铜热管凭借其内部高效的导热性能,是传统选择。
然而,手机内部空间有限,散热片需设计得薄而大,这就要求它有极高的散热面积。
铜热管虽然能迅速传递热量,但其面积有限,导致热量分布不均。
相比之下,SSVCs的面积几乎是铜热管的三倍,其相当于一个更大的“水池”,能更有效地保持恒定的散热水平,避免局部过热。
工作原理:液体循环的魔法
VC(Vapor Chamber)的工作原理是液体在受热蒸发后,通过毛细管效应将热量带到冷却区域,冷凝后再回流到热源。
就像热管一样,SSVCs利用这种循环机制,保证热量均匀分布,避免了传统散热方式的局限。
在手机内部,这种高效的设计使得不锈钢UTVC在薄片上展现出超越铜热管的散热性能。
材质抉择:硬汉出场
尽管铜在单一金属中具有更快的导热能力,但在制成热管或VC时,材质差异的影响相对较小。
然而,铜的柔软性使其在薄片制作过程中容易出现凹陷,影响传热。
相比之下,不锈钢的硬度使其成为更好的选择,即使在高温退火后仍能保持刚性,确保长期稳定的工作性能。
红米采用的SSVCs正是AAVID公司的高精度工艺之作。
成本与未来:潜力与挑战
尽管目前SSVCs的制造成本高于CuVCs,但随着技术的成熟和生产效率的提高,这一差距可能会缩小。
当涉及到厚度较大的散热片,铜热管因其重量更轻、成本更低,可能会成为更经济的选择。
不过,随着SSVCs技术的普及,我们期待看到价格的合理下降,为消费者带来更好的散热体验。
总结来说,红米的不锈钢UTVC技术不仅在散热性能上超越了铜热管,还展示了材料科学与工程的精妙结合。
随着技术的进步,我们可以期待更加高效、可靠的散热解决方案,为手机用户带来更佳的使用体验。
小米12如何在小尺寸下保证电池容量和旗舰性能?
小米12应对挑战揭秘:官方详细阐述了小尺寸手机如何解决电池容量、旗舰性能、传统艺能和天线设计的难题。
在电池容量方面,小米12面临空间压缩的挑战。
官方强调,通过采用新一代钴酸锂电池和创新封装工艺,电池保护电路的占用空间被减小45%,使得小米12成为小米历史上能量密度最高的67W电池,领先竞争对手8.8%。
这展示了小米在小体积下保持电池性能的精细工程。
旗舰性能上,小米12搭载的骁龙8旗舰处理器、LPDDR5内存和UFS3.1闪存构成强大阵容。
为了平衡性能与散热,小米工程师采用2600mm²的Vapor Chamber均热板和mm²石墨均热片,同时通过改进Mesh密度将VC散热片做到极致薄的0.3mm,确保了手机厚度和重量适中,便于单手操作。
小米12的成功在于,它在每个环节都精细处理,平衡了小尺寸与强大功能之间的关系,展现出了对挑战的精准应对。