Płyn w sprayu Technologia chłodzenia

Rozwój wysokowydajnych układów elektronicznych stawia coraz wyższe wymagania dotyczące pojemności cieplnej. Tradycyjne rozwiązanie termiczne polega na przymocowaniu wymiennika ciepła do radiatora, a następnie przymocowaniu radiatora do tylnej części chipa. Połączenia te składają się z materiałów łączących interfejs termiczny (TIMS), które wytwarzają stały opór cieplny, którego nie można pokonać poprzez wprowadzenie bardziej efektywnych rozwiązań chłodzących. Bezpośrednie chłodzenie tylnej części 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 ciecz chłodzącą na połączenie z chipem, a następnie natryskuje ją pionowo na powierzchnię chipa, co może zapewnić, że wszystkie ciecze na powierzchni chipa mają tę samą temperaturę i skrócić czas kontaktu chłodziwa z chipem. Jednakże istniejąca chłodnica rozpyłowa ma wady, albo dlatego, że jest droga w oparciu o krzem, albo jej średnica dyszy i proces nakładania są niezgodne z procesem pakowania wiórów.

Firma IMEC opracowała nową chłodnicę wiórów natryskowych. Po pierwsze, zamiast krzemu stosuje się wysoką zawartość polimeru, aby obniżyć koszty produkcji; Po drugie, dzięki zastosowaniu precyzyjnej technologii produkcji druku 3D, nie tylko dysza ma tylko 300 mikronów, ale także mapę cieplną i złożoną strukturę wewnętrzną można dopasować poprzez dostosowanie projektu graficznego dyszy, co pozwala zmniejszyć koszty i czas produkcji.

Chłodnica natryskowa IMEC osiąga wysoką wydajność chłodzenia. Przy natężeniu przepływu chłodziwa wynoszącym 1 L/min wzrost temperatury wiórów na 100W/cm2 powierzchni nie powinien przekraczać 15 stopni. Kolejną zaletą jest to, że ciśnienie wywierane przez pojedynczą kroplę wynosi zaledwie 0,3 bara dzięki inteligentnej konstrukcji wewnętrznej. Te wskaźniki wydajności przekraczają standardowe wartości tradycyjnych rozwiązań chłodniczych. W tradycyjnym rozwiązaniu jedynie materiał interfejsu termicznego może spowodować wzrost temperatury o 20-50 stopnia. Oprócz zalet wydajnej i taniej produkcji, rozmiar rozwiązania IMEC jest znacznie mniejszy niż w przypadku istniejących rozwiązań, co lepiej dopasowuje się do rozmiaru pakietu chipów i umożliwia redukcję pakietu chipów oraz bardziej wydajne chłodzenie.