Tehnologija hlađenja raspršivanjem primjena čip termalnog rješenja

Razvoj elektronskog sistema visokih performansi postavlja sve veće zahtjeve za kapacitetom odvođenja topline. Tradicionalno termalno rješenje je pričvršćivanje izmjenjivača topline na hladnjak, a zatim pričvršćivanje hladnjaka na stražnju stranu čipa. Ove interkonekcije imaju materijale za međusobno povezivanje termičkog interfejsa (TIMS), koji proizvode fiksni toplotni otpor i ne mogu se prevazići uvođenjem efikasnijih rešenja za hlađenje. Direktno hlađenje na poleđini čipa će biti efikasnije, ali postojeća rješenja mikrokanala za hlađenje će proizvesti temperaturni gradijent na površini čipa.

Idealno rješenje za hlađenje strugotine je raspršivač sa raspoređenim izlazom rashladne tekućine. Direktno nanosi rashladnu tekućinu u međusobnoj vezi sa čipom, a zatim je raspršuje okomito na površinu čipa, što može osigurati da sve tekućine na površini čipa imaju istu temperaturu i smanjiti vrijeme kontakta između rashladnog sredstva i čipa. Međutim, postojeći raspršivač ima nedostatke, bilo zbog toga što je skup na bazi silicijuma, ili zbog toga što su njegov prečnik mlaznice i proces nanošenja nekompatibilni sa procesom pakovanja čipova.

IMEC je razvio novi hladnjak za čipove u spreju. Prvo, visoki polimer se koristi za zamjenu silicija kako bi se smanjili troškovi proizvodnje; Drugo, koristeći tehnologiju proizvodnje 3D štampanja visoke preciznosti, ne samo da je mlaznica samo 300 mikrona, već se i toplotna mapa i složena unutrašnja struktura mogu uskladiti kroz prilagođavanje grafičkog dizajna mlaznice, a troškovi i vrijeme proizvodnje mogu se smanjiti.

IMEC-ov rashladni hladnjak postiže visoku efikasnost hlađenja. Pri protoku rashladnog sredstva od 1 L/min, povećanje temperature strugotine po površini od 100W/cm2 ne smije prelaziti 15 stepeni. Još jedna prednost je što je pritisak koji primjenjuje jedna kapljica samo 0,3 bara zahvaljujući pametnom unutrašnjem dizajnu. Ovi pokazatelji učinka premašuju standardne vrijednosti tradicionalnih rashladnih rješenja. U tradicionalnom rješenju, samo termički materijal interfejsa može uzrokovati porast temperature od 20-50 stepeni. Pored prednosti efikasne i jeftine proizvodnje, veličina IMEC rješenja je mnogo manja od postojećih rješenja, što bolje odgovara veličini paketa čipova i podržava smanjenje paketa čipova i efikasnije hlađenje.