Technologie Spray Cooling aplikace tepelného řešení čipu

Vývoj výkonného elektronického systému klade stále vyšší požadavky na kapacitu odvodu tepla. Tradičním tepelným řešením je připevnění 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.

     IMEC's spray cooler achieves high cooling efficiency. At the coolant flow rate of 1 L / min, the increase of chip temperature per 100W / cm2 area shall not exceed 15 degree . Another advantage is that the pressure applied by a single droplet is as low as 0.3bar through a smart internal design. These performance indicators exceed the standard values of traditional cooling solutions. In the traditional solution, only the thermal interface material can cause the temperature rise of 20-50 degree . In addition to the advantages of efficient and low-cost manufacturing, the size of IMEC solution is much smaller than that of existing solutions, which better matches the size of chip package and supports the reduction of chip package and more efficient cooling.