המבנה ועקרון העבודה של 3DVC

צינור חום הוא אלמנט מוליך תרמי חד מימדי המוליך חום מקצה אחד של הצינור לקצה השני. VC (לוחית חימום) הוא אלמנט מוליך תרמי דו מימדי המוליך חום מנקודה למשטח. 3D-VC, כפי שהשם מרמז, לא רק מאפשר הולכה תרמית בכיווני מישור X ו-Y, אלא גם מוסיף הולכה תרמית חד מימדית בכיוון Z. העיקרון שלו הוא כמו VC דו מימדי+צינור חום חד מימדי. תכונת הליבה של 3DVC היא שהחלל הפנימי מוליך לכל הכיוונים, וגם המבנים הנימים בכל הכיוונים מחוברים זה לזה. יש לו הבדל מהותי מריתוך צינורות חום על צלחת השוואת טמפרטורה קונבנציונלית.

תהליך הייצור של 3DVC הוא מורכב למדי, שווה ערך לייצור צינורות חום ו-VC, ולאחר מכן ריתוך השניים יחד, כשהחלל הפנימי מוליך ומבטיח איטום. בשל גודלו הגבוה של המוצר בכיוון Y, יכולת הריתוך נמוכה מאוד והמחיר יקר. השיטה המיינסטרים הנוכחית היא להשתמש במשחת הלחמה כדי לרתך את צינור החום ואת המכסה העליון של ה-VC, ולאחר מכן לחטא את המבנה הנימים, להוסיף מבנה תמיכה ולרתך את הכיסוי העליון והתחתון. התהליך שלאחר מכן זהה ל-VC רגיל.

אפשר גם להשתמש בכיסוי עליון משולב (על ידי פרזול או שיטות אחרות כדי להשיג את מעטפת צינור החום בכיוון Y ואת מעטפת הכיסוי העליון של VC משולבים בצורה). לתהליך זה יש גם מגבלות משמעותיות ועלויות השקעה גבוהות, והוא לא אומץ באופן נרחב. הקושי בייצור 3DVC טמון בעמדות החיבור המרובות ובדרישות האיטום הגבוהות; יש לחבר את המבנה הנימים יחד כדי להבטיח תעלות ריפלוקס נוזלי חלקות. החדרת ליבת יניקה יכולה להגביר במידה מסוימת את השפעת הריפלוקס הנוזלי.

תא האדים עצמו הוא אלמנט מוליכות תרמית מהירה; לפני הדור של 3DVC, השיטה העיקרית הייתה להשתמש בצינורות חימום יתר כדי להעביר במהירות חום מה-BASE לכל צלחת קירור. עדיין קיימת התנגדות תרמית למגע בין ה-BASE לצינור החום, כמו גם ההתנגדות התרמית של חומר הנחושת עצמו. מבלי להכניס רכיבים נעים חיצוניים לשיפור פיזור החום, 3D VC מנצל את העיקרון של העברת חום בשינוי פאזה באמצעות דיפוזיה תרמית במבנה תלת מימדי כדי להעביר חום ישירות מהשבב אל הקצה הרחוק של השן לצורך פיזור חום. יש לו את היתרונות של פיזור חום יעיל, פיזור טמפרטורה אחיד ונקודות חמות מופחתות, שיכולים לעמוד בדרישות צוואר הבקבוק של פיזור חום של מכשירים בעוצמה גבוהה וטמפרטורה אחידה באזורים עם צפיפות שטף חום גבוהה.