Розпилювальне охолодження IMEC

Розвиток високопродуктивної електронної системи висуває все більш високі вимоги до здатності відводу тепла. Традиційним тепловим рішенням є прикріплення теплообмінника до радіатора, а потім приєднання радіатора до задньої частини чіпа. Ці з’єднання містять матеріали для з’єднання теплового інтерфейсу (TIMS), які створюють фіксований термічний опір, і його неможливо подолати шляхом впровадження більш ефективних рішень для охолодження. Пряме охолодження на задній частині чіпа буде більш ефективним, але існуючі мікроканальні рішення для охолодження створять градієнт температури на поверхні чіпа.

Ідеальним рішенням для охолодження стружки є розпилювальний охолоджувач із розподіленим випуском охолоджуючої рідини. Він безпосередньо наносить охолоджуючу рідину на з’єднання з чіпом, а потім розпилює її вертикально на поверхню чіпа, що може забезпечити однакову температуру всіх рідин на поверхні чіпа та зменшити час контакту між охолоджуючою рідиною та чіпом. Однак існуючий розпилювальний охолоджувач має недоліки, або через те, що він дорогий на основі кремнію, або через його діаметр сопла та процес нанесення несумісні з процесом пакування мікросхем.

Компанія IMEC розробила новий охолоджувач чіпів із розпиленням. По-перше, високополімерний використовується для заміни кремнію, щоб зменшити витрати на виробництво; По-друге, використовуючи технологію виготовлення високоточної 3D-друку, не тільки сопло має розмір лише 300 мікрон, але також можна узгодити теплову карту та складну внутрішню структуру за допомогою налаштування графічного дизайну сопла, а також зменшити вартість і час виробництва.

Спрей-охолоджувач IMEC забезпечує високу ефективність охолодження. При швидкості потоку теплоносія 1 л/хв підвищення температури мікросхеми на 100 Вт/см2 площі не повинно перевищувати 15 градусів. Ще одна перевага полягає в тому, що тиск однієї краплі становить лише 0,3 бар завдяки розумній внутрішній конструкції. Ці показники продуктивності перевищують стандартні значення традиційних рішень для охолодження. У традиційному рішенні тільки термоінтерфейсний матеріал може викликати підвищення температури на 20-50 градусів. На додаток до переваг ефективного та дешевого виробництва, розмір рішення IMEC набагато менший, ніж у існуючих рішень, що краще відповідає розміру корпусу чіпа та підтримує зменшення пакета чіпа та ефективніше охолодження.