常见智能手机热设计思路（节选）
手机的使用场景与超薄平板非常类似，热设计手段也极为接近。随着智能时代来临，手机热设计越来越受到重视。从产品使用特征角度分析，手机的热设计要求可以概述为如下四个方面：
1)长期手持、贴耳：良好的表面温升体验
2)处理高负载任务：避免内部元器件频繁由于过热产生降频，保证产品良好的性能体验；
3)内部有电池，长期贴身放置：保证使用安全性
4)发货量极大，出现质量问题影响恶劣：方案稳定性好，可靠性高。
从因素决定论而言，产品热设计的控制因素可归类为内外两个方面：对内是发热密度，即单位空间内产品的发热量；对外则是产品能够采取的散热手段，或者说产品自身特点对散热方案设计提出的客观限制。
对于手机而言，这两个方面的因素都非常明显：
图16-4 手机热设计面临的挑战：功耗增加，外观要求越来越高，散热空间愈加狭小[3]
图16-5 IEC对移动终端表面温度的要求：触及时间<10min, T<48℃;触及时间>8h，T<43℃[2]
由于外壳温度限制严格（温升一般要求低于18℃，即室温25℃下外壳温度不能超过43℃），实际上，一般的智能手机热设计已不存在所谓的过设计：CPU降频往往不是因为其自身超温，而是由于手机表面温度已经过高。当热设计方案更加先进时，带来的结果是手机在运行大负载的情况下降频情况的更少出现。从这个意义上讲，手机热设计的任何提升都将转变为系统流畅度的提升。由于空间有限，手机将热设计的综合性展现到了极致。手机热设计工程师必须全程与硬件设计、软件设计和结构设计工程师通力协作，应当关注所有影响到手机散热表现的细节设计，并从散热角度给出建议。
图16-6 手机热设计的综合性
由于手机散热的特殊要求及该行业的迅速繁荣，甚至带动了行业内部分新物料和新工艺的巨大进步。石墨片、超薄热管和相变微胶囊在手机上近年来也开始广泛运用。手机中的主板、中框、LCD屏均可贴石墨片均匀热量，辅助散热。热管通常置于CPU上方，用来快速将CPU发出的热量转出。相变微胶囊则可以在手机启动大型应用时，快速吸收过余热量，维持产品温度。
图16-7超薄的均热物料：手机中的石墨片、热管和VC
从产品特征分析，智能手机的散热设计需求及其常见应对措施如下：
表16-2根据智能手机特征施加的散热方案
注：系统功耗优化是一个非常复杂的硬件、软件、热设计的综合任务。不同芯片的功耗随工作频率、工作温度的变化规律以及整个系统的综合功耗是极难准确获得的。不同场景对不同芯片的计算需求也不相同。
随着5G及万物互联时代的来临，大量智能家居产品会出现。由于功能强大且需要更快地接收、发送数据，同时空间还受到严格限制，手机的热和电、磁将空前融合。热设计工程师不得不学习更多电磁知识，以便在设计散热方案的同时考虑电磁的影响。电磁知识将在本书第17章详述。
表16-3 5G手机面临的新的热问题
参考文献（第十六章全部参考文献）
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作者简介：陈继良，仿真秀专栏作者，文章节选自机械工业出版社发行，陈继良老师编著的《从零开始学散热》，点击可订购。
