Тясно място в производителността на процесора
Intel спомена в своя технически форум, че поради забавянето в получаването на правилно решение на проблемите с тока на утечка и разсейването на топлината, когато ширината на линията достигне нанометров мащаб, временно е изоставил разработването на процесори с по-висока основна честота и се е насочил към разработката на двуядрени или дори многоядрени процесори. Въпреки това проблемът с разсейването на топлината е само временно облекчен, генерирането на топлина от един процесор ще продължи да се увеличава и разсейването на топлината ще бъде изправено пред по-големи предизвикателства.
Фиг. A е схематична диаграма на разсейването на топлината. Топлината се генерира от матрицата на процесора и се предава директно към радиатора през заваръчния слой на металния слой. В средата няма материал с ниска топлопроводимост, което значително подобрява неговата топлопроводимост. Фиг. B е оптична микроснимка на напречното сечение на процесора. Всеки слой е в плътен контакт и намалява термичното съпротивление. Фиг. C и D са снимки на процесора, директно заварен към радиатора на преносимия компютър. Фиг. e е изображение на инсталиране на заварения процесор в лаптопа за директно стартиране на приложението.
Поради несъвършенства в топографията на повърхността, материалът за термичен интерфейс (TIM1) обикновено се използва за намаляване на контактното съпротивление между силиконовата матрица и капака, за да се запълнят празнините между двете несъвършени повърхности. При голямо увеличение дори полираните повърхности показват повърхностна грапавост, достатъчна за прекъсване на топлинния поток през контактните интерфейси.
Полимерни материали обикновено се използват като TIM1 за топлопроводимост през интерфейса. Полимерният TIM се състои от проводящи частици на пълнителя в полимерна матрица. Тъй като повечето полимерни матрици имат много слаба топлопроводимост, топлопроводимостта е главно чрез интимния контакт между частиците на пълнителя, следователно е лесно да се разбере защо 100 процента метал или спойка TIM има много по-висока топлопроводимост от полимерна основа TIM .
Представяме заваръчна интегрирана охлаждаща структура, съчетаваща радиатор и матрица на процесор от монокристален силиций, произведена с необходимостта първо от метализиране на процесора при ниска стайна температура и последващо заваряване към радиатора.
Слоят трябва да абсорбира напрежението в резултат на несъответствието на коефициентите на топлинно разширение (CTE) на матрицата, субстрата и интегрирания радиатор по време на температурни цикли. Фигура a и b е микроструктура на метализираща повърхност, фигура c е напречното сечение между силиконовата матрица и метализиращия слой, порестата структура може да освободи топлинното напрежение по време на температурни цикли.
Може да се види от търсенето и желанието на CPU директен заваръчен радиатор, че тази технология е постигнала консенсус в обществото до известна степен и се е превърнала в спешен проблем за разрешаване.
