Technologie chlazení sprejem IMEC pro tepelné řešení čipu
Vývoj výkonného elektronického systému klade stále vyšší požadavky na kapacitu odvodu tepla. Tradičním tepelným řešením je připojení tepelného výměníku k chladiči a následné připojení chladiče k zadní části čipu. Tato propojení mají materiály pro propojení tepelného rozhraní (TIMS), které vytvářejí pevný tepelný odpor a nelze jej překonat zavedením účinnějších řešení chlazení. Přímé chlazení na zadní straně čipu bude účinnější, ale stávající řešení chladicích mikrokanálů budou vytvářet teplotní gradient na povrchu čipu.
Ideálním řešením chlazení třísek je sprejový chladič s distribuovaným výstupem chladicí kapaliny. Přímo nanáší chladicí kapalinu v propojení s čipem a následně ji stříká svisle na povrch čipu, což může zajistit, aby všechny kapaliny na povrchu čipu měly stejnou teplotu a zkrátit dobu kontaktu mezi chladicí kapalinou a čipem. Stávající rozprašovací chladič má však nevýhody, buď proto, že je drahý na bázi křemíku, nebo jeho průměr trysky a proces nanášení nejsou kompatibilní s procesem balení čipů.
Společnost IMEC vyvinula nový chladič třísek. Za prvé, k nahrazení křemíku se používá vysoký polymer, aby se snížily výrobní náklady; Za druhé, při použití vysoce přesné výrobní technologie 3D tisku je nejen tryska pouze 300 mikronů, ale také tepelná mapa a složitá vnitřní struktura mohou být přizpůsobeny přizpůsobením grafického designu trysky a mohou být sníženy výrobní náklady a čas.
Sprejový chladič IMEC dosahuje vysoké účinnosti chlazení. Při průtoku chladicí kapaliny 1 l/min nesmí nárůst teploty třísky na 100W/cm2 plochy překročit 15 stupňů . Další výhodou je, že tlak aplikovaný jedinou kapkou je pouze 0,3 baru díky chytrému vnitřnímu designu. Tyto výkonnostní ukazatele překračují standardní hodnoty tradičních řešení chlazení. V tradičním řešení může nárůst teploty o 20-50 stupňů způsobit pouze materiál tepelného rozhraní. Kromě výhod efektivní a levné výroby je velikost řešení IMEC mnohem menší než u stávajících řešení, což lépe odpovídá velikosti pouzdra čipu a podporuje zmenšení pouzdra čipu a efektivnější chlazení.
