CPU teljesítmény szűk keresztmetszet
Az Intel technikai fórumán megemlítette, hogy a szivárgó áram és hőelvezetési problémák megfelelő megoldásának késése miatt, amikor a vonalszélesség eléri a nanométeres skálát, átmenetileg felhagyott a magasabb főfrekvenciájú CPU-k fejlesztésével, és a fejlesztés felé fordult. kétmagos vagy akár többmagos CPU-k. Ennek ellenére a hőelvezetési probléma csak átmenetileg enyhül, egyetlen CPU hőtermelése tovább fog növekedni, és a hőleadás nagyobb kihívások elé néz.
Az A ábra a hőelvezetés sematikus diagramja. A hőt a processzor szerszáma állítja elő, és a fémréteg hegesztőrétegén keresztül közvetlenül továbbítja a hűtőbordához. Középen nincs alacsony hővezető képességű anyag, ami jelentősen javítja a hővezető képességét. A B ábra a CPU keresztmetszetének optikai mikroképe. Mindegyik réteg szorosan érintkezik és csökkenti a hőellenállást. A C és D ábra a CPU képei közvetlenül a notebook hűtőbordájához hegesztve. Az e ábra a hegesztett CPU notebookba történő telepítésének képe az alkalmazás közvetlen futtatásához.
A felületi topográfia tökéletlenségei miatt általában termikus interfész anyagot (TIM1) használnak a szilícium szerszám és a fedél közötti érintkezési ellenállás csökkentésére, hogy kitöltsék a két tökéletlen felület közötti hézagokat. Nagy nagyítás mellett még a polírozott felületek felületi érdessége is elegendő ahhoz, hogy megzavarja a hőáramlást az érintkező felületeken.
A polimer alapú anyagokat általában TIM1-ként használják az interfészen keresztüli hővezetésre. A TIM polimer vezetőképes töltőanyag részecskéket tartalmaz polimer mátrixban. Mivel a legtöbb polimer mátrix hővezető képessége nagyon gyenge, a hővezetés főként a töltőanyag részecskék közötti bensőséges érintkezésen keresztül valósul meg, ezért könnyen érthető, hogy a 100 százalékos fém vagy forrasztott TIM miért jóval nagyobb hővezető képességgel rendelkezik, mint a polimer alapú TIM. .
Bemutatunk egy hegesztéssel integrált hűtőszerkezetet, amely a hűtőbordát és az egykristályos szilícium CPU szerszámot egyesíti, és először alacsony szobahőmérsékletű CPU fémezéssel, majd a hűtőbordához történő hegesztéssel készül.
A rétegnek fel kell vennie a feszültséget, amely a szerszám, a hordozó és az integrált hűtőborda hőtágulási együtthatóinak (CTE) eltéréséből ered a hőmérséklet-ciklus során. Az a és b ábra a fémezési felület mikroszerkezete, a c ábra a szilícium szerszám és a fémréteg keresztmetszete, a porózus szerkezet felszabadíthatja a hőterhelést a hőmérsékleti ciklus során.
A CPU direkt hegesztő hűtőborda iránti igényből és vágyból látható, hogy ez a technológia bizonyos mértékig konszenzusra jutott a társadalomban, és sürgős megoldásra váró problémává vált.
