小米 MIX Fold 官方详解:折叠屏散热如何解决

2021-04-16 13:08IT之家 (姜戈)

IT之家 4 月 16 日消息 小米 MIX Fold 于 3 月底发布,这是小米的首款可手动折叠屏幕手机。近日,小米官方为我们解释了折叠屏在散热方面的一些技术。

IT之家了解到,小米 MIX Fold 采用了“微气囊”结构耐弯折石墨片打通了两侧并联立体散热系统,解决了折叠屏散热难的问题。

官方表示,目前,折叠屏手机主要会面临这两大散热难题:

  • 可变化的折叠屏形态,在折叠和展开时散热能力会发生变化 

  • 元器件内部分布并非均衡的,主板和 SoC 一侧散热环境会更加恶劣 

针对这两个问题,小米研发了并联双立体散热系统以及革新的「微气囊」散热机构,不仅在手机的左右两侧都设计有强大的散热系统,同时还将两者打通,从而实现了全新的「蝶式」散热。

蝶式散热的翅膀:左右双散热系统,总散热面积达到非折叠屏两倍

MIX Fold 搭载了高通的旗舰产品骁龙 888 平台,带来了巨大的散热压力,对于 MIX Fold 来说,如何将 SoC 一侧的热量导出,平衡两侧温升,减少温度不均匀性是在研发中遇到的一个热设计难题。

从基础的散热体系上讲,MIX Fold 已经配备了 VC 液冷方案 + 导热凝胶 + 多层石墨片 + 材料级耐弯折石墨片,屏幕下还有整块铜箔散热,总散热面积达到了 22583.7mm²。

即便散热能力在折叠形态上不利,但是由于具备更大的机内空间,所以在总散热面积上相比非折叠屏手机优势极大。与之相比,小米 11 的总散热面积为 12677mm2,MIX Fold 几乎达到了小米 11 的两倍,从而发挥出更强的散热能力。

但是实际情况中,并不能简单将散热面积与散热能力进行对比,由于 MIX Fold 的折叠屏设计,在转轴的部分是常规散热材料所无法企及的地方,所以 MIX Fold 的散热系统大体上会根据折叠屏分为左右两个部分,我们形象的称之为并联双立体散热系统。

但这样就面临着第二个问题,左右两边的内部元器件分并不均衡,主板与 SoC 所在侧一定会面临更大的散热压力

耐弯折石墨材料:「微气囊」结构,打造贯通两侧的热量隧道

为了解决散热不平衡的问题,在堆叠空间有限的情况下,小米的研发工程师构想出一个「热量的传递隧道」,从而将转轴两侧的并联散热系统相连接,这样 SoC 一侧的热量就能借由这个通道传导到散热压力更小的另一侧,由此实现更加均衡且更强的散热能力。

这就类似于打造一个跨江大桥,热量就像是车流,能够通过大桥快速的到达另外一侧,从而盘活整个城市的流动性。

但关键是,这个隧道如何打造?要想打通左右两侧,就需要一种导热材料将两者连通,而这个导热材料还要具备抗弯折的能力,以应对 MIX Fold 随时可能展开或折叠的情况。

小米热设计工程师给出的答案是「耐弯折石墨」。

传统的石墨片在 20 万次弯折之后就会折断或者掉渣,而耐弯折石墨片热性能更为出色,在进行 20 万次的 180 度弯折后,材料的热性能仅会下降 3%-5%。低于扇形结构的 9-15%

然而实现「微气囊」结构的耐弯折石墨片并不容易,需要在细节上进行几种不同的工艺创新,官方将其总结成了两点:

  • 耐弯折疲劳单面胶带:厚 PI 基材,相比 PET 基材产品,最大程度减小位移应力,其耐弯折能力大幅提高 

  • 耐弯折型合成石墨:通过优化石墨化发泡、精密压延技术,控制产品微褶皱,产品呈现高柔性,达到可弯折性能

同时,MIX Fold 在温控设计端也进行了升级:

  • 双形态壳温识别模型:通过机身里塞进了 8 颗温度传感器,分别依照展开与折叠下的用户场景数据进行 AI 建模,并利用神经网络不断进行学习优化,最终得到简洁精准的表面温度预测模型,精确感知双形态下的手机表面温度。

  • 两形态双温控体系:通过前台 App 接口识别手机形态,在原有用户使用场景精细划分的基础上,深入定制化控制展开与折叠下的温控档位。

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