Coll d'ampolla de rendiment de la CPU
Intel va esmentar al seu fòrum tècnic que, a causa del retard en l'obtenció d'una solució adequada als problemes de corrent de fuga i dissipació de calor quan l'amplada de la línia arriba a l'escala nanomètrica, ha abandonat temporalment el desenvolupament de CPU amb una freqüència principal més alta i es va dirigir al desenvolupament. de CPU de doble nucli o fins i tot multinucli. Tot i així, el problema de la dissipació de calor només s'alleuja temporalment, la generació de calor d'una sola CPU continuarà augmentant i la dissipació de calor s'enfrontarà a reptes més grans.
La figura A és un diagrama esquemàtic de la dissipació de calor. La calor és generada per la matriu del processador i es transmet directament al dissipador de calor a través de la capa de soldadura de la capa metàl·lica. No hi ha cap material de baixa conductivitat tèrmica al mig, cosa que millora significativament la seva conductivitat tèrmica. La figura B és una micrografia òptica de la secció transversal de la CPU. Cada capa està en estret contacte i redueix la resistència tèrmica. Les figures C i D són imatges de la CPU soldades directament al dissipador de calor del portàtil. La figura e és una imatge de la instal·lació de la CPU soldada a l'ordinador portàtil per executar directament l'aplicació.
A causa de les imperfeccions en la topografia superficial, normalment s'utilitza un material d'interfície tèrmica (TIM1) per reduir la resistència de contacte entre la matriu de silici i la tapa, per omplir els buits entre les dues superfícies imperfectes. Amb gran augment, fins i tot les superfícies polides presenten una rugositat superficial suficient per interrompre el flux de calor a través de les interfícies de contacte.
Els materials basats en polímers s'utilitzen habitualment com a TIM1 per a la conducció de calor a través de la interfície. El polímer TIM consta de partícules de farciment conductores en una matriu de polímer. Com que la majoria de la matriu de polímer té una conductivitat tèrmica molt pobra, la conducció de calor es produeix principalment a través del contacte íntim entre les partícules de farciment, per tant, és fàcil entendre que per què un TIM 100 per cent de metall o soldadura té una conductivitat tèrmica molt més alta que una base de polímer TIM. .
Presentem una estructura de refrigeració integrada de soldadura que combina un dissipador de calor i una matriu de CPU de silici monocristal·lí, produïda amb la necessitat de metal·litzar la CPU a baixa temperatura ambient en primer lloc i soldar al dissipador de calor posteriorment.
La capa ha d'absorbir la tensió resultant del desajust dels coeficients d'expansió tèrmica (CTE) de la matriu, el substrat i el dissipador de calor integrat durant el cicle de temperatura. Les figures a i b són la microestructura de la superfície de metal·lització, la figura c és la secció transversal entre la matriu de silici i la capa de metal·lització, l'estructura porosa pot alliberar la tensió tèrmica durant el cicle de temperatura.
Per la demanda i el desig del dissipador de calor de soldadura directa de la CPU es pot comprovar que aquesta tecnologia ha arribat a un cert consens a la societat i s'ha convertit en un problema urgent a resoldre.
