IMEC технология за охлаждане със спрей за термично решение на чипове

Разработването на високопроизводителна електронна система поставя все по-високи изисквания за капацитет на разсейване на топлината. Традиционното термично решение е да прикрепите топлообменника към радиатора и след това да прикрепите радиатора към задната част на чипа. Тези връзки имат материали за свързване на термичен интерфейс (TIMS), които произвеждат фиксирано термично съпротивление и не могат да бъдат преодолени чрез въвеждане на по-ефективни решения за охлаждане. Директното охлаждане на гърба на чипа ще бъде по-ефективно, но съществуващите охлаждащи микроканални решения ще създадат температурен градиент на повърхността на чипа.

Идеалното решение за охлаждане на чипове е спрей охладител с разпределен изход за охлаждаща течност. Той директно прилага охлаждаща течност във връзката с чипа и след това я напръсква вертикално към повърхността на чипа, което може да гарантира, че всички течности на повърхността на чипа имат еднаква температура и намалява времето за контакт между охлаждащата течност и чипа. Съществуващият спрей охладител обаче има недостатъци, или защото е скъп, базиран на силиций, или защото неговият диаметър на дюзата и процесът на нанасяне са несъвместими с процеса на опаковане на чипове.

IMEC разработи нов охладител за спрей чипове. Първо, високополимерът се използва за заместване на силиция, за да се намалят производствените разходи; Второ, използвайки високопрецизна производствена технология за 3D печат, не само дюзата е само 300 микрона, но и топлинната карта и сложната вътрешна структура могат да бъдат съчетани чрез персонализиране на графичния дизайн на дюзата, а производствените разходи и време могат да бъдат намалени.

Спрей охладителят на IMEC постига висока ефективност на охлаждане. При дебит на охлаждащата течност от 1 L/min, повишаването на температурата на чипа за 100W/cm2 площ не трябва да надвишава 15 градуса. Друго предимство е, че налягането, приложено от една капка, е едва 0,3 бара чрез интелигентен вътрешен дизайн. Тези показатели за производителност надхвърлят стандартните стойности на традиционните решения за охлаждане. В традиционното решение само термичният интерфейсен материал може да причини повишаване на температурата с 20-50 градуса. В допълнение към предимствата на ефективното и евтино производство, размерът на решението IMEC е много по-малък от този на съществуващите решения, което отговаря по-добре на размера на пакета с чипове и поддържа намаляване на пакета с чипове и по-ефективно охлаждане.