原创 红米“不锈钢”散热片分析

2020-3-19 15:10 3241 24 10 分类: 消费电子

今天又看到新闻炸锅了,因为小米的卢总又和友商闹起来了,宣传红米K30pro“不锈钢”散热片,评论的又是公说公有理婆说婆有理,很多人鄙视“不锈钢”散热片,认为不锈钢导热系数低过铜,是一种倒退,所以我就写一篇科普文介绍一下我的认识。不过限于专业知识深度,可能其中有错误,尤其是数据方面,欢迎指正。

红米用的不是不锈钢散热片,而是不锈钢VC热管,是不同的东西,效果差别很大。不过卢总套路真的看不懂,这不是伤敌一千自损八百了,自损至少一千六了。因为小米10也用了铜的VC热管(3000mm2),比红米k30pro3435mm2)小了435mm2。为了捧红米贬低友商结果连带自己的小米给砸了。

我查了一下贵金属价格,304不锈钢和铝差不多钱,纯铜大约是它们的4倍,VC用的合金铜可能要到8~9倍,也就是说用不锈钢VC热管,工艺相同条件下,大3倍面积的条件下,成本比铜VC热管可能还要便宜。

 

五六年前我写的一篇讲散热的文章,其实就提到过,导热和散热是两个不同的概念。

导热系数指一种材料,1m厚度的材料1度的温差1平米面积1秒通过的热量;散热是指热量从一个物体传递到另一个物体的过程;导热系数是一种材料的故有能力,而散热效果却决定于两种材料的导热系数和接触面积。

一般纯铜导热系数400W/mk,铝6061 160W/mk,纯铁80W/mk304不锈钢约17W/mk,从这上面看纯度越高的一般导热系数会高一些,特殊的像钻石2300W/mk,而石墨烯则可能会到5300W/mk,而热管则不一定,从2000~200000W/mk都有可能,这就要看实际需求了,而对于热管来说,材质对导热系数的影响不重要,但影响后续的散热。

热管则是金属管中密封相变材料,遇热气化,遇冷液化,这样不断的将热量从高温端传递到低温端,由于是气体在其中热对流,所以导热系数非常高。而VC热管则是一种平面热管,一般叫均热板或者均温板,是应用在手机上的一种新型结构,由上下两片金属冲压而成,结构简单,可以加工成任意平面,成本低,效果好。

台式电脑CPU功率很大散热片一般用铜热管+铝鳍片的结构,但是也有用纯铜鳍片的,只是价格贵。如下面左图。手机上用的VC热管如下面右图中间L型的器件,是小米10的热管,注意热管下面是石墨烯,该图片来源于知乎秋元明的拆解。

                        

VC热管为什么应该叫均热板,不叫散热片?这是因为热管主要的作用是迅速将热量从高温端“热对流”到低温端,这是“导热”的过程,到了低温端以后再“热传导”到别的物体上去“散热”,比如手机上会导到电池和后盖上,最终被空气带走,电脑是导热到鳍片上,再用风吹走(风是热对流)。

这也是我一直强调的导热和散热的区别,两者有差异又相辅相成,形影不离。VC均热板由于手机特殊场合,不能直接用风去降温,只能依靠热传导去散热,所以VC均热板的特殊结构就将热管和散热片的优势集中了起来,即有热管的作用,使热量快速流动,又增大了与其余物体的接触面积,增强散热效果,一举两得。虽然VC均热板导热系数和金属材质关系不大,但是在往电池和外壳上散热的时候,却依靠的是材质的导热系数,这时候铜就比不锈钢好了。如果材质导热系数不高,虽然均热板表面温度一致了,但是也会累积的比较高,所以对于均热板的材质和面积要综合考虑。

热量到了后盖、电池上,电池会进一步传递到屏幕上,屏幕是玻璃的,导热系数0.5~1;后盖如果是PVC,大约0.17;所以有的手机屏幕会比后盖还热,并不是热量控制的好,而是后盖不导热而已。其实后盖金属材质更利于散热,但是由于导热太快,手感觉温度高,反而会给人造成机子很差的错觉,所以现在很少见金属后盖也可能有这方面的原因。

铜材质比较软,容易做成密封件,不锈钢差一些,能做出VC热管,工艺上也是一种创新,而且降低成本,是值得肯定的。

但是小米10用的是集成基带的骁龙865,红米K30pro用的是骁龙855和外挂X55基带,两者VC热管面积只差了435mm2,红米K30pro可能降频来改善发热,或者也加了石墨片等辅助手段。而友商的面积只有它们的1/3,却能达到同样的散热效果,说明友商的功耗控制还是比较理想的。

作者: 忆轻狂, 来源:面包板社区

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文章评论3条评论)

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忆轻狂 2020-3-30 09:45

waterss: 不锈钢和铜,价格是差好几倍,但相比于整个手机,应该还是小钱。为啥关键的散热还这么抠呢
累加多了就是大钱了,荣耀不是也用转子马达吗。肯定成本上有所取舍,某地方堆料多了,别的地方就要减少成本。

waterss 2020-3-27 12:21

不锈钢和铜,价格是差好几倍,但相比于整个手机,应该还是小钱。为啥关键的散热还这么抠呢

waterss 2020-3-27 12:21

不锈钢和铜,价格是差好几倍,但相比于整个手机,应该还是小钱。为啥关键的散热还这么抠呢
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