Technologia chłodzenia natryskowego IMEC do rozwiązania termicznego chipów
Rozwój wysokowydajnych układów elektronicznych stawia coraz wyższe wymagania dotyczące zdolności odprowadzania ciepła. Tradycyjne rozwiązanie termiczne polega na przymocowaniu wymiennika ciepła do radiatora, a następnie przymocowaniu radiatora z tyłu układu. Te interkonekty mają materiały łączące interfejs termiczny (TIMS), które wytwarzają stały opór cieplny i nie można go pokonać poprzez wprowadzenie bardziej efektywnych rozwiązań chłodzących. Bezpośrednie chłodzenie z tyłu chipa będzie bardziej efektywne, ale istniejące rozwiązania mikrokanalików chłodzących będą wytwarzać gradient temperatury na powierzchni chipa.
Idealnym rozwiązaniem do chłodzenia wiórów jest chłodnica natryskowa z rozproszonym wylotem chłodziwa. Bezpośrednio nakłada płyn chłodzący na połączenie z chipem, a następnie rozpyla go pionowo na powierzchnię chipa, co może zapewnić, że wszystkie płyny na powierzchni chipa mają taką samą temperaturę i skrócić czas kontaktu między chłodziwem a chipem. Jednak istniejąca chłodnica natryskowa ma wady, ponieważ albo jest droga na bazie krzemu, albo jej średnica dyszy i proces aplikacji są niezgodne z procesem pakowania wiórów.
Firma IMEC opracowała nową chłodziarkę do wiórów w sprayu. Po pierwsze, wysoki polimer jest używany do zastąpienia krzemu w celu obniżenia kosztów produkcji; Po drugie, przy użyciu precyzyjnej technologii drukowania 3D, nie tylko dysza ma zaledwie 300 mikronów, ale także mapę cieplną i złożoną strukturę wewnętrzną można dopasować poprzez dostosowanie projektu graficznego dyszy, a koszt i czas produkcji można zmniejszyć.
Chłodnica natryskowa IMEC osiąga wysoką wydajność chłodzenia. Przy natężeniu przepływu chłodziwa 1 l/min wzrost temperatury wióra na 100W/cm2 powierzchni nie powinien przekraczać 15 stopni. Kolejną zaletą jest to, że dzięki inteligentnej konstrukcji wewnętrznej ciśnienie wywierane przez pojedynczą kroplę wynosi zaledwie 0,3 bara. Te wskaźniki wydajności przekraczają standardowe wartości tradycyjnych rozwiązań chłodzących. W tradycyjnym rozwiązaniu tylko materiał termoprzewodzący może spowodować wzrost temperatury o 20-50 stopni. Oprócz zalet wydajnej i taniej produkcji, rozmiar rozwiązania IMEC jest znacznie mniejszy niż w przypadku istniejących rozwiązań, co lepiej dopasowuje się do rozmiaru obudowy chipów i wspiera redukcję obudowy chipów oraz bardziej wydajne chłodzenie.
