Raffreddamento a spruzzo IMEC
Lo sviluppo di sistemi elettronici ad alte prestazioni impone requisiti sempre più elevati in termini di capacità di dissipazione del calore. La soluzione termica tradizionale consiste nel collegare lo scambiatore di calore al dissipatore di calore, quindi collegare il dissipatore di calore al retro del chip. Queste interconnessioni dispongono di materiali di interconnessione dell'interfaccia termica (TIMS), che producono una resistenza termica fissa e non possono essere superati introducendo soluzioni di raffreddamento più efficaci. Il raffreddamento diretto sul retro del chip sarà più efficace, ma le soluzioni di raffreddamento a microcanali esistenti produrranno un gradiente di temperatura sulla superficie del chip.
La soluzione ideale per il raffreddamento dei trucioli è un raffreddatore spray con uscita distribuita del refrigerante. Applica direttamente il liquido di raffreddamento nell'interconnessione con il chip, quindi lo spruzza verticalmente sulla superficie del chip, garantendo così che tutti i liquidi sulla superficie del chip abbiano la stessa temperatura e riducendo il tempo di contatto tra il liquido di raffreddamento e il chip. Tuttavia, l’attuale spray cooler presenta degli svantaggi, sia perché è costoso a causa del silicio, sia perché il diametro dell’ugello e il processo di applicazione sono incompatibili con il processo di confezionamento dei chip.
IMEC ha sviluppato un nuovo dispositivo di raffreddamento dei trucioli a spruzzo. In primo luogo, l'alto polimero viene utilizzato per sostituire il silicio per ridurre i costi di produzione; In secondo luogo, utilizzando la tecnologia di produzione di stampa 3D ad alta precisione, non solo l'ugello è di soli 300 micron, ma anche la mappa termica e la complessa struttura interna possono essere abbinate attraverso la personalizzazione del design grafico dell'ugello e i costi e i tempi di produzione possono essere ridotti.
Lo spray cooler di IMEC raggiunge un'elevata efficienza di raffreddamento. Alla portata del refrigerante di 1 L/min, l'aumento della temperatura del chip per un'area di 100 W/cm2 non deve superare i 15 gradi. Un altro vantaggio è che la pressione applicata da una singola goccia è pari a soli 0,3 bar grazie a un design interno intelligente. Questi indicatori di prestazione superano i valori standard delle soluzioni di raffreddamento tradizionali. Nella soluzione tradizionale, solo il materiale dell'interfaccia termica può causare un aumento della temperatura di 20-50 gradi. Oltre ai vantaggi di una produzione efficiente e a basso costo, la dimensione della soluzione IMEC è molto più piccola di quella delle soluzioni esistenti, che si adatta meglio alle dimensioni del pacchetto chip e supporta la riduzione del pacchetto chip e un raffreddamento più efficiente.
