IMEC Распылительное охлаждение
Развитие высокопроизводительных электронных систем предъявляет все более высокие требования к мощности рассеивания тепла. Традиционное термическое решение — прикрепить теплообменник к радиатору, а затем прикрепить радиатор к задней части чипа. В этих межсоединениях используются материалы межсоединений с термическим интерфейсом (TIMS), которые обеспечивают фиксированное тепловое сопротивление, которое невозможно преодолеть путем внедрения более эффективных решений для охлаждения. Прямое охлаждение задней части чипа будет более эффективным, но существующие микроканальные решения охлаждения будут создавать температурный градиент на поверхности чипа.
Идеальным решением для охлаждения стружки является распылительный охладитель с распределенным выходом охлаждающей жидкости. Он непосредственно подает охлаждающую жидкость в соединение с чипом, а затем распыляет ее вертикально на поверхность чипа, что может гарантировать, что все жидкости на поверхности чипа имеют одинаковую температуру, и сократить время контакта между охлаждающей жидкостью и чипом. Однако существующий распылительный охладитель имеет недостатки: либо он дорог на основе кремния, либо диаметр его сопла и процесс нанесения несовместимы с процессом упаковки чипов.
Компания IMEC разработала новый охладитель стружки. Во-первых, вместо кремния используется высокополимерный материал для снижения производственных затрат; Во-вторых, используя высокоточную технологию производства 3D-печати, не только размер сопла составляет всего 300 микрон, но также можно согласовать тепловую карту и сложную внутреннюю структуру посредством настройки графического дизайна сопла, а также сократить производственные затраты и время.
Распылительный охладитель IMEC обеспечивает высокую эффективность охлаждения. При расходе охлаждающей жидкости 1 л/мин повышение температуры стружки на 100Вт/см2 площади не должно превышать 15 град. Еще одним преимуществом является то, что давление, создаваемое одной каплей, составляет всего 0,3 бар благодаря продуманной внутренней конструкции. Эти показатели производительности превышают стандартные значения традиционных решений по охлаждению. В традиционном решении только материал термоинтерфейса может вызвать повышение температуры на 20-50 градусов. Помимо преимуществ эффективного и недорогого производства, размер решения IMEC намного меньше размера существующих решений, что лучше соответствует размеру корпуса микросхемы и способствует уменьшению размера корпуса микросхемы и более эффективному охлаждению.
