Galaxy Note 9: So funktioniert die verbesserte Wasserkühlung mit Kohlefaser-TIM

Der Teardown des Galaxy Note 9 bei iFixit hat die beiden letzten Geheimnisse des Samsung-Handys aufgedeckt. Neben einem größeren, aber leider eingeklebten, 4.000-mAh-Akku fand iFixit beim Zerlegen des Note-9-Phones auch eine deutlich größere Heatpipe als im Vorgängermodell Galaxy Note 7. Die Samsung-Ingenieure verraten jetzt, wie die verbesserte "Wasserkühlung" des Galaxy Note 9 funktioniert und wie diese beim neuen Note-Flaggschiff umgesetzt wurde.

Galaxy S7 war das erste Samsung-Smartpone mit "Wasserkühlung"

Samsung setzte ein "Water-Cooling-System" das erste Mal beim Galaxy S7 ein. Für das Galaxy S7 wurde hierfür ein auf die Abmessungen des Smartphones abgestimmter, mit Wasser gefüllter poröser Heat-Spreader entwickelt, der die Wärme absorbiert, in Dampf verwandelt und die Wärme dann durch ein Rohr abtransportiert. Über das sogenannte Wärmerohr aka Heatpipe kondensiert der Dampf dann wieder zu Wasser. Dieses grundlegende Funktionsprinzip war auch die Vorlage für das von Samsung als "Water Carbon Cooling System" bezeichnete Kühlsystem im Galaxy Note 9.

Das ursprüngliche Design dieser Wasserkühlung reicht laut Samsung allerdings nicht mehr für die Ansprüche der neuesten Smartphone-Generation. Denn mit zunehmender Geräteleistung, dem größeren Platzbedarf für stärkere Akkus und Mobile-Games, die den Smartphones immer mehr Performance abverlangen, haben die Hersteller zunehmend mit thermischen Problemen und Throttling zu kämpfen.

Galaxy Note 9: Heatpipe mit Kohlefaser-TIM

Der schwierigste Teil bei der Verbesserung des Smartphone-Kühlsystems bestand für Samsung darin, es im Vergleich zur bestehenden Heatpipe-Lösung noch effizienter zu machen. Die S7-Kühllösung ist sehr dünn und verwendete zwei Wärmeleitmaterialien (TIM, Thermal Interface Material), die direkt aufeinander liegen. Der auf dem Prozessor aufliegende TIM-Layer besteht aus hochleitfähigem Kohlefasermaterial, um die Wärme vom Prozessor aufzunehmen.

Bei der neuen Heatpipe-Lösung legt Samsung zwischen der unteren Kohlefaser-TIM-Schicht und dem oberen TIM, der für die Wärmeableitung auf den Heatspreader verantwortlich ist, eine Kupferschicht dazwischen. Durch diese Sandwich-Bauweise lässt sich laut Samsung mehr Wärme zwischen den beiden eigentlichen TIM-Materialien übertragen und es wird eine effizientere Wärmeableitung erreicht. Außerdem wurde das Heatpipe-Systems auf 350 mm³ vergrößert. Im Vergleich dazu: Die Heatpipe im Galaxy S9 bringt es auf 95 mm³.

Galaxy-Note-9-Heatpipe 3- bis 3,5-mal effizienter als das Kühlsystem im Galaxy Note 8

Nicht ohne Stolz verraten die Samsung-Ingenieure, dass das Water Carbon Cooling System des Galaxy Note 9 im Vergleich zum Galaxy Note 8 eine bis zu 3-mal höhere Wärmeaufnahme sowie eine bis zu 3,5-mal bessere Wärmeleitfähigkeit als das Note-8-Kühlsystem erreiche.  

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