Struktura in princip delovanja 3DVC
Toplotna cev je enodimenzionalni toplotno prevodni element, ki prevaja toploto z enega konca cevi na drugega. VC (grelna plošča) je dvodimenzionalni toplotno prevodni element, ki prevaja toploto od točke do površine. 3D-VC, kot že ime pove, ne omogoča le toplotne prevodnosti v smereh ravnine X in Y, temveč dodaja tudi enodimenzionalno toplotno prevodnost v smeri Z. Njegov princip je kot dvodimenzionalni VC + enodimenzionalna toplotna cev. Glavna značilnost 3DVC je, da je notranja votlina prevodna v vse smeri, kapilarne strukture v vseh smereh pa so med seboj tudi povezane. Ima temeljno razliko od varjenja toplotnih cevi na običajni plošči za izravnavo temperature.
Postopek izdelave 3DVC je precej zapleten, enakovreden izdelavi toplotnih cevi in VC ter nato varjenju obeh skupaj, pri čemer notranja votlina prevaja in zagotavlja tesnjenje. Zaradi velike velikosti izdelka v smeri Y je zmogljivost varjenja zelo nizka, cena pa visoka. Trenutna glavna metoda je uporaba spajkalne paste za varjenje toplotne cevi in zgornjega pokrova VC, nato sintranje kapilarne strukture, dodajanje podporne strukture ter varjenje zgornjega in spodnjega pokrova. Nadaljnji postopek je enak običajnemu VC.
Možna je tudi uporaba integriranega zgornjega pokrova (s kovanjem ali drugimi metodami za pridobitev lupine toplotne cevi v smeri Y in lupine zgornjega pokrova VC, integrirane v obliko). Ta postopek ima tudi znatne omejitve in visoke investicijske stroške ter ni bil široko sprejet. Težava pri izdelavi 3DVC je v več priključnih položajih in visokih zahtevah glede tesnjenja; Kapilarna struktura mora biti povezana, da se zagotovijo gladki refluksni kanali tekočine. Uvedba sesalnega jedra lahko do neke mere poveča učinek refluksa tekočine.
Sama parna komora je element s hitro toplotno prevodnostjo; Pred generacijo 3DVC je bila glavna metoda uporaba pregretnih cevi za hiter prenos toplote iz BASE na vsako hladilno ploščo. Še vedno obstaja kontaktni toplotni upor med BASE in toplotno cevjo, kot tudi toplotni upor samega bakrenega materiala. Brez uvajanja zunanjih gibljivih komponent za izboljšanje odvajanja toplote 3D VC uporablja princip prenosa toplote s fazno spremembo s toplotno difuzijo v tridimenzionalni strukturi za neposreden in učinkovit prenos toplote od čipa do oddaljenega konca zoba za odvajanje toplote. Ima prednosti učinkovitega odvajanja toplote, enakomerne porazdelitve temperature in zmanjšanih vročih točk, ki lahko izpolnijo zahteve ozkih grl glede odvajanja toplote visokozmogljivih naprav in enakomerne temperature na območjih z visoko gostoto toplotnega toka.
