Goulot d'étranglement des performances du processeur
Intel a mentionné dans son forum technique qu'en raison du retard dans l'obtention d'une solution appropriée aux problèmes de courant de fuite et de dissipation thermique lorsque la largeur de ligne atteint l'échelle nanométrique, il a temporairement abandonné le développement de processeurs avec une fréquence principale plus élevée et s'est tourné vers le développement de processeurs dual core ou même multi-core. Même ainsi, le problème de dissipation thermique n'est que temporairement atténué, la génération de chaleur d'un seul processeur continuera d'augmenter et la dissipation thermique sera confrontée à de plus grands défis.
La figure A est un diagramme schématique de la dissipation thermique. La chaleur est générée par la matrice du processeur et est directement transmise au dissipateur thermique à travers la couche de soudage de la couche métallique. Il n'y a pas de matériau à faible conductivité thermique au milieu, ce qui améliore considérablement sa conductivité thermique. La figure B est une micrographie optique de la coupe transversale du CPU. Chaque couche est en contact étroit et réduit la résistance thermique. Les figures C et D sont des images du processeur directement soudé au dissipateur thermique de l'ordinateur portable. La figure e est une image de l'installation du processeur soudé dans l'ordinateur portable pour exécuter directement l'application.
En raison des imperfections de la topographie de surface, un matériau d'interface thermique (TIM1) est généralement utilisé pour réduire la résistance de contact entre la matrice en silicium et le couvercle, afin de combler les espaces entre les deux surfaces imparfaites. Sous un grossissement élevé, même les surfaces polies présentent une rugosité de surface suffisante pour perturber le flux de chaleur à travers les interfaces de contact.
Les matériaux à base de polymères sont couramment utilisés comme TIM1 pour la conduction thermique à travers l'interface. Le polymère TIM comprend des particules de charge conductrices dans une matrice polymère. Étant donné que la plupart des matrices polymères ont une conductivité thermique très faible, la conduction thermique se fait principalement par le contact intime entre les particules de charge. Par conséquent, il est facile de comprendre pourquoi un TIM 100 % métal ou soudure a une conductivité thermique beaucoup plus élevée qu'un TIM à base de polymère. .
Nous présentons une structure de refroidissement intégrée par soudage combinant un dissipateur thermique et une puce CPU en silicium monocristallin, produite avec le besoin d'une métallisation CPU à basse température ambiante d'abord et d'une soudure au dissipateur thermique par la suite.
La couche doit absorber la contrainte résultant de la non-concordance des coefficients de dilatation thermique (CTE) de la puce, du substrat et du dissipateur thermique intégré pendant le cycle de température. La figure a et b est la microstructure de la surface de métallisation, la figure c est la coupe transversale entre la matrice de silicium et la couche de métallisation, la structure poreuse peut libérer la contrainte thermique pendant le cycle de température.
Il ressort de la demande et du désir du dissipateur thermique de soudage direct CPU que cette technologie a atteint un consensus dans la société dans une certaine mesure et est devenue un problème urgent à résoudre.
