最近市場上比較火的手機(jī)莫過于三星Galaxy S7了,，超炫麗的曲面屏幕,，超快的運(yùn)行速度，勁爆的核心是高通為這款機(jī)型獨(dú)家配備的驍龍820CPU,，作為定位于游戲版本的高端手機(jī),，其散熱問題解決也別具一格。

手持行業(yè)設(shè)計(jì)中,，一般超強(qiáng)運(yùn)行能力的手機(jī)會存在散熱的問題,，高頻CPU的熱量集中，這也是現(xiàn)代電子元器件設(shè)計(jì)過程中不可避免的話題,。據(jù)統(tǒng)計(jì)電子元器件因熱量集中引起的材料失效占總失效率的65%-80%,，振動及沖擊載荷失效約為10%，其他占15%左右,，可見熱管理技術(shù)是電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)的關(guān)鍵考量因素,。

如何有效的設(shè)計(jì)手持設(shè)備的熱解決方案呢,？首先需要了解兩個關(guān)鍵知識點(diǎn)：

接觸熱阻是由接觸界面的粗糙程度所造成的，即便材料表面看上去很平整,，其實(shí)從微觀的角度看仍是坑坑洼洼,，導(dǎo)致散熱效果不好。

導(dǎo)熱系數(shù)是材料的本身屬性,，是指材料的導(dǎo)熱能力,。

因此好熱管理方案必須要處理好這兩個問題。現(xiàn)在市場上的手持設(shè)備熱管理方案主要使用以下幾種材料：

一是導(dǎo)熱硅膠類產(chǎn)品,，導(dǎo)熱硅膠類產(chǎn)品具有很強(qiáng)的可壓縮性能,，在使用過程中，壓力促使其接觸面增大,，可減小散熱器和芯片間的接觸熱阻,。盡管導(dǎo)熱硅膠類材料的導(dǎo)熱系數(shù)小（1-5W/m.k）,，但對提升熱管理系統(tǒng)的性能仍有一定作用,，因此有一定的市場需求。目前市場上做導(dǎo)熱硅膠類產(chǎn)品的商家很多,，價格實(shí)惠,。

二是石墨及石墨類衍生品，主要是利用石墨超強(qiáng)的導(dǎo)熱系數(shù)進(jìn)行散熱,，特別是在手持設(shè)備行業(yè),，0.017mm厚度的人工石墨對空間的要求極低，且其導(dǎo)熱系數(shù)能夠達(dá)到1600W/m.k以上,，是目前使用較多的手持設(shè)備導(dǎo)熱材料,。目前市場上比較大的人工石墨廠家較多，如松下,、中石偉業(yè),、碳元和思泉實(shí)業(yè)等。雖然人工石墨的導(dǎo)熱系數(shù)極佳,，但是材料很薄,，散熱能力有限。市場產(chǎn)能趨于飽和,，價格趨近成本,。

三是熱管產(chǎn)品，利用產(chǎn)品內(nèi)工質(zhì)的相變進(jìn)行高效導(dǎo)熱的產(chǎn)品,，熱管在電腦和通訊設(shè)備中使用已久,，散熱效果明顯,，這兩年才真正用于手機(jī)行業(yè)，從目前的市場反應(yīng)來看,，其是未來手機(jī)熱管理系統(tǒng)中當(dāng)仁不讓的主流設(shè)計(jì),。目前市場上用熱管手機(jī)散熱的資料比較少，我詳細(xì)給大家介紹一下手機(jī)熱管材料的使用原理,。

熱管是一種利用相變傳熱技術(shù)工作的被動傳熱元件,，依靠工質(zhì)的相變（液相與汽相間的轉(zhuǎn)變）來傳遞熱量。典型的熱管由管殼,、吸液芯和工質(zhì)組成,。當(dāng)熱管一端吸熱，吸熱端的液態(tài)工質(zhì)汽化成蒸汽,，在熱管內(nèi)部壓差的作用下蒸汽向另一端高速運(yùn)動,，冷端遇冷后液化，釋放潛熱并重新冷凝成液態(tài)工質(zhì),，并通過吸液芯結(jié)構(gòu)回流,。見下圖一所示，在工質(zhì)受熱蒸發(fā)的區(qū)域稱為蒸發(fā)段,，蒸汽遇冷液化的區(qū)域稱為冷凝段,，在蒸發(fā)段與冷凝段之間，由于熱管與外界的熱交換很少,，稱為絕熱段。

圖1.熱管的工作原理圖

三星Galaxy S7/Edge就采用了熱管散熱技術(shù),，為什么高頻的CPU也會有“冰涼”的手感,，現(xiàn)在手機(jī)市場使用的熱管直徑在2mm-5mm，壓扁后的厚度≤0.6mm,，使用過程中配合導(dǎo)熱硅脂降低接觸熱阻,，再加上熱管及熱管模組相變導(dǎo)熱，熱量傳遞快,，因此散熱效果好,。目前市場上能夠做這種超薄的熱管的廠家非常少，除了臺系外,，深圳市德鎰盟電子是為數(shù)不多擁有核心專利技術(shù)研發(fā)生產(chǎn)超薄熱管國內(nèi)公司之一,，有能力生產(chǎn)制造熱管及熱管模組。

熱管散熱與其他散熱材料在方案上的區(qū)別在于,，前期我們需要做熱管理系統(tǒng)的數(shù)值模擬分析,，且熱管的厚度（0.4mm-0.6mm）比石墨產(chǎn)品的0.017mm厚，所以在超薄手機(jī)等手持設(shè)備中,，熱管的自身結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)及其在手機(jī)上的位置排布等都至關(guān)重要,。目前,，深圳德鎰盟電子可以根據(jù)熱需求，運(yùn)用Icepak等軟件做熱管理系統(tǒng)的數(shù)值模擬分析,，結(jié)合自身的熱管及模組技術(shù)進(jìn)行前期的設(shè)計(jì)和熱管位置的規(guī)劃排布等,。

另外還有液態(tài)金屬等材料，液態(tài)金屬的相變與熱管的相變是完全不一樣的,，熱管是通過相變的高效導(dǎo)熱,，而液態(tài)金屬的相變是在溫度高時軟化用來減少接觸熱阻，主要的導(dǎo)熱還是通過熱管理系統(tǒng)中金屬材料進(jìn)行的,。且由于價格昂貴,，使用效果一般，在手持設(shè)備散熱上使用較少,。

 以上只是簡單介紹一下手持設(shè)備的部分散熱材料及其使用情況,，其實(shí)在手持設(shè)備的熱管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)是非常專業(yè)而且復(fù)雜的課題，也歡迎喜歡手持設(shè)備熱管理的朋友參與討論,。