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手机水冷散热到底是怎么回事?你知道吗?

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发表于 2016-3-10 14:08:02 来自手机发帖 | 显示全部楼层 |阅读模式

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   经历了过年期间短暂的沉默,年后手机圈再次进入了高潮期,CES、MWC的到来伴随着各类大中小型发布会,也为大家展示了众多的手机黑科技,其中一个我们并不算陌生的黑科技名词再次被带入到了我们的视野中,那就是---水冷散热。
   对于这个概念,相信很多朋友在早前就听说过了,去年兴起一时的太空水冷散热系统,就被外界大炒特炒,而后也有厂商推出了一个有着另一个称号的---液态冷却系统,听起来都十分高端大气上档次,实际上他们的原理都是相同的。
   那么所谓的水冷散热,到底是个什么原理呢?
   其实目前手机中所使用的水冷散热,并不是我们常规理解为的水冷散热,同PC中的水冷有一定的区别,目前的水冷散热严格上来说只是热管散热,这其实在笔记本中是很常见的,只不过手机中的热管更加精密而已。
   一般来说,热管中都会有一个吸液芯,同时装有液体,其中一端受热,液体会蒸发吸热,接着在另一端冷凝放热,在重力作用、毛细作用下,通过吸液芯回流到热段,实现导热,而因为热管中确实存在液体,所以要说热管导热是水冷散热,也说得过去。至少,在这样的作用下,热管的等效导热能力基本可以超过任何一种已知的金属材料。
   可以看到,虽然目前手机所采用的散热方案并非绝对意义上的“水冷”,不过效果上,就目前来说,算是最佳解决方案了。
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   简单问题简单答,下面我们进入扩展阶段,了解了目前手机的“水冷散热”,相信很多朋友对手机的各类散热方案会比较感兴趣,下面小编就为大家按照智能手机发展的顺序梳理一下。
1、石墨散热
首先出现的关于散热的关键词,自然要数“石墨散热”了,我们知道,石墨是一种良好的导热材料,它是元素碳的一种同素异形体,碳稳定,所以在多种工业用途中碳元素构成的东西是普遍存在的。目前我们认识的石墨具有耐高温、导电导热性、润滑性、化学稳定性、可塑性以及抗热震性。仅在导热性一条上,也是可以超过钢、铁、铅等多种金属材料的。
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   具体原理上,石墨散热的散热原理实际上是利用了石墨具有独特的晶粒取向,它沿两个方向均匀导热,同时延展性又强,可以贴附在手机内部的电路板上面,既可以阻隔元器件之间的接触,也起到一定的抗震作用。由于导热性能高,它可以很快将处理器发出的热量传递至大面积石墨膜的各个位置进行热量扩散,从而间接起到了散热作用。石墨散热材料目前应用在其他各大品牌的手机/平板当中,俨然成为散热的基础配置了,应用还是非常广泛的。
金属背板散热
   早先的塑料材质智能手机受限于芯片和 PCB 的工艺,手机壳内部的空闲体积还比较大,只有石墨层的情况下也基本能够满足芯片散热需求。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,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。
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   所以,后来推出的一些手机在采用了金属外壳的产品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。
导热凝胶散热
   接着是导热凝胶散热,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。
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   同理,这样的技术也可应用在手机处理器当中,此前一些手机的处理器上便采用了类似于硅脂的导热凝胶散热剂,这样做比只贴有石墨散热膜的效果更好,热传导会更加迅速。
冰巢散热
   然后就要说到冰巢散热技术了,这项散热技术在此前也算得上是一种黑科技了,只不过没有闹到很大的程度,它是一项散热新技术。其散热原理同样借鉴了电脑中常用的导热硅脂,填充发热点与导热结构之间的缝隙,以达到更快散热的作用,和导热凝胶散热技术相似。只不过其采用的散热材料不是导热凝胶或硅脂,而是一种类液态金属的相变材料。
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   相变材料指的是物理性质随温度变化而变化,吸收或释放大量热量的材料,这种类液态金属的相变材料会在温度升高时逐渐由固态转变成液态,同时吸收大量的热量。所以它除了传导热量之外,也吸收了一部分热量。其实从效果来看,这种散热方式也是不错的,不过这种散热方法相对上面三种,因为相变材料与金属屏蔽盖的结合并没有那么容易,所以成本要高出很多。
热管散热(水冷散热)
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   最后就是热管散热技术了,也就是我们前面提到的“水冷散热”技术,关于其原理,我们前面已经提到了,该技术其实并不是首次在手机中出现的,2013年5月,日本一家智能手机厂商就发布了世界上第一款采用热管散热技术的手机。其内部封装了一条充满纯水的热管,长约10厘米,热管和处于主板平行位置的石墨散热片充分结合,迅速将处理器产生的热量传导至聚碳酸酯外壳上,以实现散热的目的。
   以上就是为大家总结的几种手机散热方式,效果上来说,自然是热管散热的效果更好一些,其次就是冰巢相变散热和导热凝胶散热,而石墨散热也具有一定效果,但不如综合使用效果好。但不管怎么说,被动散热只是处理器降温的方式之一,热量是守恒的,其实所谓的散热,无非就是将一个地方的热向另一个地方导,手机散热的需求不像电脑,电脑是要给处理器降温,虽然手机也需要给处理器降温,但其实最重要的还是别让手机烫手,相信很多朋友也一定是这样想的。而若想从根本上解决发热量高的问题,还是需要从处理器的工艺和架构方面去考虑,毕竟硅的发热密度是固定的。
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