盘点:各大智能手机厂商散热设计应用实例


5G时代,散热问题成了摆在众多手机厂商面前的一大问题。热管理做得不好,就会引发一连串的问题,所以,散热解决不好绝不仅仅是温度高低的问题,还涉及到材料老化、整机寿命、器件功能失常、降频、手机可靠性降低、元器件损坏等问题。所以,各大手机厂商都在手机散热设计上持续发力,不断优化手机性能,提升用户体验。下面让模切之盘点一下各大智能手机厂商散热设计应用实例。


红魔5G采用ICE3.0 双重多维散热系统


为了更大程度提升导热性能,红魔5G在中框与主板、主板与南北通透的风道之间,都采用了高性能导热凝胶


盘点:各大智能手机厂商散热设计应用实例


液冷散热也少不了,红魔5G的液冷管位于内支撑上半部分,压在石墨片下,在使用过程中,手机温度升高,散热铜管内的水蒸气会顺着“真空带”将热量带走,而当水蒸气降温液化后,又顺着壁面毛细结构开始循环回流,使CPU始终保持合适的温度,让手机性能时刻保持满血状态。


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另外,真正完整、先进的散热技术应该由高效的导热和散热组成。红魔5G采用ICE3.0双重多维散热系统,整体散热系统由高效能离心风扇+L型液冷管+高导热材料(导热凝胶、石墨烯、铜箔)+全新优化散热技术组成。以主动风冷(内置风扇)+液冷,真风扇散热技术为流畅的电竞游戏体验保驾护航。


联想拯救者Pro采用双液冷管+铜板+散热硅脂+石墨片的方式进行散热


与常见的安卓手机三段式设计不同,联想拯救者Pro在结构上采用五段式设计,从上到下分别为听筒、电池、主板、电池、扬声器和副板。将主板放在中间位置的好处是游戏时双手握持位置可以正好避开手机发烫位置。整机采用双液冷管+铜板+散热硅脂+石墨片的方式进行散热。


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液冷管和铜片覆盖在拯救者电竞手机Pro的内支撑石墨片下方起散热作用,面积较大。


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三星Note20:通过主板下面的几层石墨片散热


今年8月,三星以线上方式举行Galaxy Unpacked活动,Galaxy Note 20系列与去年Note10相比最大的变化就是主板的散热规格和后盖材质,Note20主板通过主板下面的几层石墨片散热,并且采用塑料后盖。Note10、Note9等均采用导热铜管散热和采用玻璃后盖。


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不过,三星早在Galaxy S5时就采用过这类材质。聚碳酸酯材质具有高强度、耐冲击、耐温范围广、自由染色、不会掉漆、信号表现好等优点,与之相对的便是导热性差和廉价感。


华为畅享Z :导热硅脂+铜箔散热+石墨片散热


华为今年推出的新系列产品畅享Z系列,内部采用常见的三段式设计,贴防水标签。扬声器模块与副板盖是分离设计。电池用塑料胶纸固定,不方便拆解。散热方式为常规导热硅脂加铜箔散热,内部内支撑上面贴有石墨片散热。


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华为畅享Z 5G扬声器模块内侧有上面压力平衡膜,内支撑对应扬声器模块位置贴有绝缘胶带。主板盖里面贴有大面积的石墨片,后摄像头闪光灯使用透明双面胶黏贴在主板上面。


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在振动器和听筒上都贴有黑色泡棉,光线距离传感器板四周也贴有黑色双面胶。屏幕与内支撑之间完全通过胶条来进行固定,通过对屏幕加热软化胶体,分离屏幕与内支撑。屏幕软板上贴有石墨,两侧器件位置贴有绝缘胶带。内支撑上也贴有石墨贴和泡棉用于散热。


vivo:碳纤VC液冷散热,全方位开启“制冷模式”


2 月25日,vivo新品线上发布会推出iQOO 3 5G手机,iQOO 3 5G在散热方面,采用了碳纤VC液冷散热,以“超导碳纤维”和“液冷均热板“为主体,正面配合“高导铝合金中框“与“双层石墨散热片“,背面配合“镁合金支架“与“超大双层石墨片“,形成全方位立体散热系统。


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这样的散热系统下,iQOO 3 5G的处理器温度最高下降了12℃,手机表面温度最高下降3.5℃。


同时vivo的另一款5G手机Z6,采用了 85mm 超长液冷散热热管,总面积超过10000mm²的多层石墨散热片,配合高导热铜箔、超级导热凝胶及 CoolingTurbo 智能热管理,让手机核心区域温度下降10℃。


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努比亚:ICE2.1双重多维散热系统


同样在2月25日,努比亚红魔5G正式入网。


红魔3s——一款内置了风扇的智能手机,采用号称地表最强的ICE2.1 双重多维散热系统,全新设计的进风口,内置IP55级防尘防水高效能离心风扇,配合液冷管+高导热铜箔+多层石墨烯+金属机身,可有效覆盖全部发热部件。


官方给出的散热数据有:散热面积32000mm²,换热系数提升500%,CPU核心温度降低16°C,离心风扇可每秒置换出机身同体积的空气,风扇寿命3万小时。


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华为:5G手机散热先行者


HUAWEI Mate Xs折叠屏


在2月24日, 华为终端和战略布局线上发布会上,华为正式发布Mate Xs折叠屏手机,由于原生基带的集成,麒麟990 5G SoC的功耗和发热大幅降低。


HUAWEI Mate Xs的折叠屏幕之下,搭载了一层完整的柔性石墨散热材料,横跨手机的折叠轴线分布。


这层散热材料采用飞鱼鳍仿生设计,可以完美适配手机进行折叠,将手机的热量跨屏传导,实现均衡散热。


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Mate20 X(5G)/Mate 30 Pro 5G


首次采用由均热板液冷技术和石墨烯膜组成的HUAWEISuperCool 散热系统,改善传热通路,辅以AI热管理感知机身温度,让处理器的性能发挥更加稳定,双重散热可以保证长时间运行机身不发热,从而让散热效率显著提高。



Mate RS保时捷


HUAWEI Mate RS 保时捷的散热系统中使用了航天领域的微胶囊相变技术理念。


通俗讲,将厚度很薄的相变散热材料包裹在发热集中的PCB电路板周围,在发热时会将热量吸附进去,达到控制热度的效果,待机体温度冷却后再逐渐排出热量。


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微胶囊结构图:显微镜下的微胶囊,微胶囊在手机上数量达到百万级。


华为nova6 5G


采用D8热管和D2热管进行双热管液冷散热,其中D8热管是管径8mm的超薄热管,是目前业界管径最粗的热管,覆盖热源面积可以直接提升近60%,长时间畅玩游戏不再怕降频问题。


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荣耀NOTE 10


为了压住火力全开的麒麟970芯片,华为把电脑的水冷散热管搬到了手机里(而这根水冷散热管,与苹果电脑MacbookAir里的正是同一根),给它加了一条5mm宽,113mm长的水冷散热管,同时堆了足足9层散热材料。


散热能力提高41%,CPU温度骤降10°C。


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小米:“有点夸张的”立体散热系统


小米10系列的官方“拆机”数据显示,手机采用了3000mm2超大VC,内嵌石墨烯及6层石墨结构,搭配大量铜箔及导热凝胶,组成立体高效的全方位散热系统。


同时矩阵式温度传感器和AI机器学习温控策略让手机温度控制更加精确、细腻和合理。


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OPPO:立体液冷散热系统


OPPO Reno3 Pro采用立体液冷散热系统,能迅速扩散手机高速运转时产生的热量。


VC液冷散热铜板面积1445.82.mm2,散热能力提升6%;屏幕背面覆盖了铜箔+双层石墨片,在中框和后盖上还分别加入了3层石墨片。


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Samsung:水碳冷却系统


三星Galaxy Note9的散热系统,官方称为水碳冷却系统(Water Carbon Cooling System)。


整个冷却系统分层工作,通过结合一个更宽的散热铜管和在两个热界面之间添加一铜箔,来传递更多的热量;在处理器的上面,铜箔下面设有一层碳纤维,实现了更高效的散热。


Note9散热热管的接触体积达到了350mm3,接近S9的4倍,吸热能力较Note8有着3倍的提升,导热性更是提升了3.5倍。


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苹果:散热问题恐成新机最大罩门


iPhone11目前主要的散热方式,是利用石墨片(主板表面、芯片、屏幕和线圈等位置)加上其所开发的固件(一种嵌入在硬件中的软件)方式解热,未采用其他均热片。


在用手机来玩游戏等让处理器高速运转的情况下,使用者会明显感受到摄像头下方附近和开机键附近,温度有明显提升的现象。


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图片来源于网络


黑鲨:塔式全域液冷3.0+


黑鲨手机(Black Shark 2 Pro)采用塔式全域液冷3.0方案,既液冷板+液冷管的分区散热方案,使用金属熔接技术,实现发热部件与液冷系统的直触散热,液冷技术使CPU核心温度可降低14度。


整个散热系统包含了TP散热模块、高效导热铜板、大尺寸液冷板、散热金属中框、独立液冷管和纳米复合多层石墨等。


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而腾讯黑鲨游戏手机3 采用的“三明治”液冷散热系统,是将手机上下两根热管两面直触主板热源,在提升散热面积的同时,提升散热能力提升。


而在5G手机关键的CPU模组、5G模组以及充电芯片组等常规热源区域,腾讯黑鲨游戏手机3采用了隔离的散热分布设计,使得热源均匀分布,相比其他手机的叠板设计,散热效果更佳。


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一加:液冷散热系统,为游戏保驾护航


OnePlus7 Pro采用铜管液冷、导热凝胶、10层石墨片三维一体高效散热,有效减少手机发热,让游戏体验更出色更尽兴。


盘点:各大智能手机厂商散热设计应用实例


各家手机厂商在散热设计方面各自发力,花样百出,不过仔细研究会发现,其实本质上是差不多的。过去在笔记本电脑领域中已经运用成熟的散热方案,如今慢慢被转移到手机的散热设计中。多种散热方案组合运用的方式越来越受欢迎,如热管、均热板、石墨/石墨烯/碳纤维等,甚至还有的厂商采用手机内置风扇散热。


不管采用哪一种散热方案,最后的目的都是为了实现更好的散热功能,满足5G时代的发展需求。未来手机厂商努力追求的共同目标之一,就是高效散热,提升用户的手机使用体验,为用户带来更加流畅的游戏体验等。手机未来发展的重要基础就是提高处理器性能,优化改进散热方式,散热材质将会越来越丰富,热设计方案越来越多,为手机的流畅高效运行提供保障。


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