No se puede hacer una tortilla sin romper los huevos
Los smartphones de hoy en día llevan procesadores muy potentes, de hecho los topes de gama (SGS5, LG G3, Sony Xperia Z2, HTC One M8) llevan un quadcore que alcanza los 2,5 GHz, y encima el ejecutar un juego el procesador funciona a pleno rendimiento, por lo que no puedes pretender que no se calienten, como tampoco puedes pretender que no se caliente el motor de un coche al ponerlo a 200 Km/h...
Luego según el diseño y los materiales con los que está hecha la carcasa el calor se disipará mejor o peor, pero el móvil te quemará igualmente. Es más, según tengo entendido el aluminio disipa mejor el calor que el plástico, pero precisamente los que tienen terminales con carcasa de aluminio suelen ser lo que más se quejan de lo que quema su smartphone, ya que el calor pasa del procesador a la mano del usuario con mayor facilidad.
En resumen, no te devanes los sesos buscando un smartphone que no se caliente, porque no lo hay, y en general cuanto más potente sea el procesador más se calientará. Si tanto te molesta el calor, lo único que se me ocurre para paliarlo un poco es que te compres una funda de un material y un diseño con el que no sea tan fastidioso el calentamiento, quizás una de silicona ayude.
Saludos