手机散热课题研究

各大品牌手机散热分析iphone4
Iphone4 采用的 是石墨散热片作 为散热的载体， 在屏蔽盖、电池 盖底壳、lcm下 方的钢片上大面 积使用石墨散热 片，保证了充分 的散热。
屏蔽盖上方都覆 盖了石墨散热片
LCM下方大面 积使用石墨散 热片材。
各大品牌手机散热分析-魅族MX
小屏蔽盖上也贴 上石墨散热 石墨片上可 丝印字符 魅族MX 采用也也 是采用石墨散热 的方法进行散热， 石墨片材贴在屏 蔽盖表面。 在魅族的整机中 共用了5块石墨散 热片，3片散热硅 胶，所有屏蔽盖 均采用洋白铜， 保障了良好的散 热性能。
5.石墨片可切割成任意形状。可提供真机给到石墨片厂家调试，他们有专门的
温度成像仪做分析。
手机散热材料-导热硅胶片
一.什么是导热硅胶片?
*导热硅胶片是以硅胶为基材,添加金属氧化物等各种 辅材,通过特殊工艺合成的一种导热介质材料. 导热硅橡胶是以有机硅树脂为粘接材料，填充导热粉体达 到导热目的的高分子复合材料。包含以下材料: 有机硅树脂（基础原料） 绝缘导热填料：氧化铝、氧化镁、氮化硼、氮化铝、氧化 铍、石英等有机硅增塑剂 阻燃剂：氢氧化镁、氢氧化铝 无机着色剂（颜色区分） 交联剂（粘结性能要求） 催化剂（工艺成型要求） *导热硅胶片只起到导热作用,在发热体与散热器件之间形 成良好的导热通路，与散热片,结构固定件(风扇)等一起组 成散热模组.
屏蔽盖上方 全覆盖石墨 散热片
在主要发热芯片位置贴上导热 硅胶，有助于芯片的热量迅速 导出到屏蔽盖上，再通过屏蔽 盖表面的石墨片散热
主板背面采用了同样的方法， 使用两块导热硅胶导热。
此处也放置了一大 块石墨散热片
各大品牌手机散热分析-小米手机
小米手机把石墨散热片的散热技术作为一个大的 卖点，到处宣传石墨散热的优良性，散热到底如 何我们来分析一下。
石墨散热片 屏蔽盖 导热硅胶片 发热体（cpu等易发热元件） 石墨散热片 散热好
屏蔽盖 空气
发热体（cpu等易发热元件）
散热差
导热的介质中不能有不良导热体（如空气），否则影响导热性能。 举例：当你手靠近热锅时，距离很近也不会烫到你，如果你手直接贴着热锅就会 被烫伤。直接贴合导热效果好。
导热硅胶片使用范围
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各大品牌手机散热分析-总结
根据上面对其他厂家对散热方法的分析，他们基本 采用同样的方式，有以下共同点：
1.屏蔽盖材料均采用导热性能比较良好的洋白铜。
2.屏蔽盖表面和LCM下方钢片铺满石墨散热片。 3.屏蔽盖和发热芯片之间用导热硅胶填充。 由于手机的空间结构限制，不适合采用风冷和水冷 等传统散热方式，石墨和导热硅胶成为最合适的手 机散热材料，而这两种材料有什么样的性能和型号， 下面针对这两种材料做一个系统分析。
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智能手机散热研究报告
报告人：梁秀明
日期：２０１３．０２
目录
1.智能手机为什么要导入散热措施 2.散热的方法和原理 3.各大品牌手机的散热方法分析
4.手机常用散热材料---石墨片及导热硅胶片的研究
5.结构设计时注意事项
6.散热分析仪器---红外热成像仪
为什么要导入散热措施
总之随着行业的发展，手机将更智能，配置更高，运算速度更快， CPU主 频将越来越高。对于多功能,多任务的智能手机,如长时间运行大型软件或游戏， CPU,LCM等器件的温度会变高，性能会急剧降低，与所有的电子类器件一样， 只有在合适的温度范围内,才能确保器件的工作正常和持久。所以，散热一方面 是为了保证这些器件都不被烧坏，另一方面是保证他们都能工作的相当良好。 同时， WIFI等通信器件因为要发射和接收信号，同样也是会随着有效信号的发 射和接收而产生大量的热量，当温度过高，手机就会启动自我保护机制,自动断 电，这样也会影响手机的正常使用。 试想，一个用户正在玩游戏的最high点时，或正在看到电影的高潮时，突然 死机了，是不是有摔手机的冲动，他还会信任这个手机品牌吗？ 可见，手机具备良好的散热系统是十分有必要的。
导热石墨片特性： 1.表面可以与金属、塑胶、不干胶等其它材料组合以满足更多的设计功 能和需要。 2.低热阻：热阻比铝低40%，比铜低20% 3.重量轻：重量比铝轻25%，比铜轻75% 4.高导热系数：石墨散热片能平滑贴附在任何平面和弯曲的表面，并能 依客户的需求作任何形式的切割。
导热系数比： 材料 铝 铜 石墨 导热系数 W/mK 200 380
导电系数 simens/m 3×107 6×107 - 2×105
100
密度g/cm3 2.7 8.96 0.7-2.1
150-1500 水平5-60 直石墨导热膜的散热原理
<未采取散热措施 高温局部集中>
高温
<使用石墨散热片后，局部高 温扩散，热源高温得到控制>
高温
低温
低温
实物照片
背胶
超薄PET薄膜
散热的方法和原理
热 的 传 递 方 式
传导 对流
辐射
举例：把一个汤勺一端放在热 水中，你手握住另一端，等会 你觉得烫手，这就是传导。 举例：屋内很热，打开窗户吹 吹风，房间凉快了，这就是对 流散热。 举例：阳光照在你身子，你觉 得温暖，就是通过辐射将阳光 中的热传递到你身上。
这三种散热方式都不是孤立的，在日常的热量传递中，这 三种散热方式都是同时发生，共同发挥作用的。
石墨层
褶皱不可恢复， 所以不能反复 使用.
可根据需求切割成任意形 状，和背胶泡沫一样。
从各方面了解到关于石墨片的信息：
1.手机上常用石墨散热片的厚度为0.05、0.1
2.不可反复使用。和泡棉不同，泡棉可以撕下来重新使用。但石墨片一旦粘贴 紧后，再撕下来就破坏掉了。（由于石墨片非常的脆，一折就不可恢复， 撕的过程中把石墨片弄褶皱，破坏了内部结构） 3.石墨本身是导电的材料，但石墨片表面有一层绝缘薄膜，可以绝缘。 4.石墨片常见为黑色，但也可作成白色的（表面覆膜颜色可换）。
手机散热材料-导热硅胶片
三.导热硅胶片的性能优点
导热硅胶片相对于导热硅脂和导热双面胶有以下优势： *导热系数的范围以及稳定度 *结构上工艺公差的弥合,降低散热器和散热结构件的工艺工差要求 *绝缘的性能 *减震吸音的效果 *安装，测试，可重复使用的便捷性 导热硅胶片为稳定固态，被胶强度可选，拆卸方便；有弹性回复，可重复使用。 导热硅胶片厚度,软硬度可根据设计的不同进行调节,因此在导热通道中可以弥合散 热结构，芯片等尺寸公差降低对结构设计中对散热器件接触面的公差要求,特别是对 平面度,粗糙度的公差,如果提高加工精度则会在很大程度上提高产品成本，因此导 热硅胶片可以充分增大发热体与散热器件的接触面积，降低了散热器的生产成本。
1.如果使用的是高频的CPU 在结构设计阶段应预留出石墨片厚度的空间，
可多留0.05-0.2mm的空间.（业内常用石墨片厚度0.05-0.15）
2.导热屏蔽盖尽量使用洋白铜，不要使用锌锡镍合金或不锈钢，洋白铜 导热性要好很多。
3.导热片面积越大越好。但成本就越高。
4.屏蔽盖和发热芯片之间用导热硅胶填充。 5.上屏蔽盖上面如有散热石墨片，无需打孔。因为并不需要孔来散热。
Fluke Ti32专业热像仪
专业激光导热仪
总结
手机的散热性能也是作为手机可靠性的重要指标之一，对保护手机重要芯 片，延长手机使用寿命等方面起到很重要的作用。也是高端手机质量的象
征。总之，手机具备良好的散热系统是十分有必要的。
当然，控制手机的温度不只是散热好就行了，同时也要对手机的软件和硬件做好优 化，合理分配电源和控制电流来控制发热，只有手机的发热和散热都控制好，才能 真正控制手机的温度。如果手机自身发热很厉害，做再好的散热也意义不大。
常见散热方法
1.自然散热 热源在自然环境条件下，通过传导和辐射将热量散失在大气环境中。 如我们现在使用的传统手机，不需要加入特别的散热措施，自然散热。 2.散热片散热。 我们常见的电脑的CPU和显卡是散热方式。 3.风冷散热 风冷散热 又叫强迫散热，利用风扇，强迫空气流动，将热源的热量带到大气环 式。 5.热管散热。利用热管，将热源的热量从热管的一端带到另一端，再有散热器将热量散掉.笔 记本cpu的散热经常使用到铜管散热。 6.压缩机制冷：压缩机制冷其实已经是我们比较熟悉的方式了。在日常生活中，冰箱，空调 等制冷设备都是采用压缩机制冷方式。 境中. 4.水冷散热。利用水或者其他的液体将热源的热量带走。常见我们的内燃机发动机的散热方
6.空气的热阻很大，不能依靠空气导热。
7.常贴位置：上屏蔽盖表面，电池盖内面、lcm下方。
散热效果分析工具-红外热成像仪
红外热成像仪（如右图）是通过非接触探测红外 能量（热量），并将其转换为电信号，进而在显 示器上生成热图像和温度值，并可以对温度值进 行计算的一种检测设备。红外热成像仪（热成像 仪或红外热成像仪）能够将探测到的热量精确量 化，或测量，使您不仅能够观察热图像，还能够 对发热的故障区域进行准确识别和严格分析。 通过这种设备，我们就可以准确找出手机的发 热点，以及测试我们导入的各种散热措施是否 起到作用，如何改进，对散热分析十分重要， 一定要拿实际测量的数据说话，不能仅靠个人 感官来判断散热效果好或差。
导热硅胶片
手机散热材料-导热硅胶片
二.为什么要用导热硅胶片?
*选用导热硅胶片的最主要目的是减少热源表面与散热器件接触面之间产 生的接触热阻. *导热硅胶片可以很好的填充接触面的间隙,将空气挤出接触面,空气是热 的不良导体,会严重阻碍热量在接触面之间的传递;有了导热硅胶片的补充, 可以使接触面更好的充分接触，真正做到面对面的接触.在温度上的反应 可以达到尽量小的温差。
手机散热材料-石墨散热片
石墨散热膜，其实就是“导热石墨片”，也叫石墨散热片，是一种纳米先进复合材 料，适应任何表面均匀导热，具有EMI电磁屏蔽效果。 石墨散热片的化学成分主要是单一的碳(C)元素,是一种自然元素矿物.可以通过 化学方法高温高压下得到石墨化薄膜，因为碳元素是非金属元素,但是却有金属材料 的导电,导热性能,还具有像有机塑料一样的可塑性,并且还有特殊的热性能,化学稳定 性,润滑和能涂敷在固体表面的等等一些良好的工艺性能，石墨散热片平面内具有 150-1500 W/m-K范围内的超高导热性能。 石墨散热片的主要特性：超高导热性能/ 容易操作，低热阻，重量轻。现已大 量应用于通讯工业、医疗设备，SONY/DELL/Samsung笔记本，手机， PC 内存条， LED基板等的散热方面。 利用石墨的可塑性，我们可以把石墨材料做成一块像贴纸的薄片，让它贴附在 手机内部的电路板上面。准确来说，石墨散热片其实是起到了导热，并且把热量均 匀散布于表面的作用，间接来说也就是起到散热作用。