隨著柔性顯示技術(shù)的成熟,折疊屏手機(jī)已成為智能手機(jī)高端市場(chǎng)的主流形態(tài)之一。然而,在實(shí)現(xiàn)屏幕自由開合的同時(shí),這類設(shè)備面臨著前所未有的結(jié)構(gòu)復(fù)雜性與熱管理挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)剛性電子設(shè)備中的散熱方案難以直接套用于折疊結(jié)構(gòu),尤其是在鉸鏈區(qū)域與可彎折主板之間,熱傳導(dǎo)路徑被物理分割,散熱空間極度受限。
在此背景下,導(dǎo)熱凝膠(Thermal Gel)憑借其優(yōu)異的柔韌性、可壓縮性和長(zhǎng)期穩(wěn)定性,成為折疊屏手機(jī)中不可或缺的“柔韌”搭檔,為高性能芯片的散熱提供了關(guān)鍵支撐。
一、折疊屏手機(jī)的熱管理難題
折疊屏手機(jī)的特殊結(jié)構(gòu)帶來了多重散熱瓶頸:
1. 空間高度受限
設(shè)備內(nèi)部需容納兩塊電池、雙屏驅(qū)動(dòng)電路、鉸鏈機(jī)構(gòu)和主控芯片,布局極為緊湊,可用于散熱的金屬結(jié)構(gòu)和空氣通道遠(yuǎn)少于傳統(tǒng)直板手機(jī)。
2. 熱源集中且遠(yuǎn)離散熱主路徑
主SoC通常位于內(nèi)屏下方,而外屏區(qū)域和鉸鏈附近缺乏有效的散熱材料覆蓋。當(dāng)手機(jī)折疊時(shí),熱量易在閉合腔體內(nèi)積聚,形成局部高溫。
3. 動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)帶來的界面不穩(wěn)定性
頻繁開合導(dǎo)致內(nèi)部組件發(fā)生微小位移,傳統(tǒng)導(dǎo)熱材料(如硅脂)可能因振動(dòng)或形變而發(fā)生“泵出”或脫落,影響長(zhǎng)期導(dǎo)熱性能。
4. 對(duì)材料機(jī)械性能要求高
散熱材料不僅需具備高導(dǎo)熱性,還必須適應(yīng)反復(fù)彎折、擠壓和拉伸的機(jī)械環(huán)境,避免開裂或失效。
二、導(dǎo)熱凝膠的技術(shù)優(yōu)勢(shì)
導(dǎo)熱凝膠是一種以有機(jī)硅或硅酮為基體,填充高導(dǎo)熱無機(jī)顆粒(如氧化鋁、氮化硼)的半固態(tài)復(fù)合材料。其在折疊屏手機(jī)中的應(yīng)用,主要得益于以下特性:
1. 高柔韌性與可壓縮性
導(dǎo)熱凝膠質(zhì)地柔軟,可在低壓力下充分壓縮,適應(yīng)芯片與散熱結(jié)構(gòu)之間的微小間隙(0.1–0.5 mm),即使在非平整或動(dòng)態(tài)變化的接觸面上也能保持良好貼合。
2. 長(zhǎng)期穩(wěn)定性優(yōu)異
不含低分子硅油,不會(huì)在長(zhǎng)期高溫下發(fā)生“干涸”或“油離”,確保在設(shè)備整個(gè)生命周期內(nèi)(通常5年以上)導(dǎo)熱性能不衰減。同時(shí),其高內(nèi)聚力有效抵抗熱循環(huán)和機(jī)械振動(dòng)導(dǎo)致的“泵出效應(yīng)”。
3. 非流淌與自粘性
凝膠狀形態(tài)使其在垂直或彎折安裝時(shí)不會(huì)垂流或滑移,可牢固附著于芯片表面或散熱模塊,適用于復(fù)雜三維布局。
4. 支持精密自動(dòng)化工藝
可通過點(diǎn)膠機(jī)進(jìn)行微升級(jí)別精準(zhǔn)涂覆,適應(yīng)高密度、高良率的現(xiàn)代手機(jī)制造流程。

三、導(dǎo)熱凝膠在折疊屏手機(jī)中的具體應(yīng)用
1. SoC與均熱板(VC)之間的界面填充
盡管折疊手機(jī)的VC面積受限,但仍在主控芯片區(qū)域鋪設(shè)小型均熱板。導(dǎo)熱凝膠用于填充SoC與VC之間的界面,確保熱量高效傳遞,避免因接觸不良導(dǎo)致局部過熱。
折疊手機(jī)常采用堆疊式主板設(shè)計(jì),導(dǎo)熱凝膠可用于層間填充,將底層芯片的熱量傳導(dǎo)至頂層金屬屏蔽罩或外殼,提升整體散熱效率。
3. 電池與金屬中框的熱傳導(dǎo)
大容量雙電池在快充和高負(fù)載下產(chǎn)生顯著熱量。導(dǎo)熱凝膠用于電池外表面與金屬中框之間的熱耦合,利用金屬的高導(dǎo)熱性實(shí)現(xiàn)被動(dòng)散熱。
4. 鉸鏈周邊組件的局部散熱
靠近鉸鏈的傳感器模組、天線驅(qū)動(dòng)芯片等小型熱源,也可通過微量導(dǎo)熱凝膠實(shí)現(xiàn)與結(jié)構(gòu)件的熱連接,防止局部溫升影響信號(hào)穩(wěn)定性。
目前,三星Galaxy Z Fold系列、華為Mate X系列、小米MIX Fold等主流折疊屏機(jī)型均已在關(guān)鍵熱傳導(dǎo)節(jié)點(diǎn)采用導(dǎo)熱凝膠或類似高性能導(dǎo)熱界面材料。隨著折疊形態(tài)向三折、卷軸等更復(fù)雜結(jié)構(gòu)演進(jìn),對(duì)導(dǎo)熱材料的柔韌性與可靠性要求將進(jìn)一步提升。
導(dǎo)熱凝膠作為連接芯片與散熱結(jié)構(gòu)的“柔韌”紐帶,雖不顯于外,卻在內(nèi)部默默承擔(dān)著關(guān)鍵的熱管理職能。它不僅解決了傳統(tǒng)材料在動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)中的失效問題,更為折疊設(shè)備的持續(xù)性能釋放提供了可靠保障。
隨著柔性電子技術(shù)的持續(xù)發(fā)展,導(dǎo)熱凝膠將在更多可變形、可穿戴設(shè)備中發(fā)揮核心作用,成為未來智能硬件不可或缺的“隱形支柱”。
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