IMEC spuitkoeling voor chipthermische oplossing
De ontwikkeling van een hoogwaardig elektronisch systeem stelt steeds hogere eisen aan de warmteafvoercapaciteit. De traditionele thermische oplossing is om de warmtewisselaar aan het koellichaam te bevestigen en vervolgens het koellichaam aan de achterkant van de chip te bevestigen. Deze interconnects hebben thermal interface interconnect materials (TIMS), die een vaste thermische weerstand produceren en niet kunnen worden overwonnen door effectievere koeloplossingen te introduceren. Directe koeling aan de achterkant van de chip zal effectiever zijn, maar de bestaande koelmicrokanaaloplossingen zullen een temperatuurgradiënt op het chipoppervlak produceren.
De ideale spaankoeloplossing is een sproeikoeler met gedistribueerde koelvloeistofuitlaat. Het brengt direct koelvloeistof aan in de verbinding met de chip en spuit deze vervolgens verticaal op het chipoppervlak, wat ervoor kan zorgen dat alle vloeistoffen op het chipoppervlak dezelfde temperatuur hebben en de contacttijd tussen het koelmiddel en de chip verkorten. De bestaande spuitkoeler heeft echter nadelen, hetzij omdat deze duur is op basis van silicium, hetzij omdat de diameter van het mondstuk en het toepassingsproces onverenigbaar zijn met het chipverpakkingsproces.
IMEC heeft een nieuwe spuitchipkoeler ontwikkeld. Ten eerste wordt hoog polymeer gebruikt om silicium te vervangen om de productiekosten te verlagen; Ten tweede, met behulp van zeer nauwkeurige 3D-printproductietechnologie, is niet alleen het mondstuk slechts 300 micron, maar ook de heatmap en complexe interne structuur kunnen worden afgestemd door de aanpassing van het grafische ontwerp van de nozzle, en de productiekosten en -tijd kunnen worden verlaagd.
De sproeikoeler van IMEC behaalt een hoog koelrendement. Bij het koelmiddeldebiet van 1 l / min mag de toename van de spaantemperatuur per 100W / cm2-gebied niet hoger zijn dan 15 ° C. Een ander voordeel is dat de druk die door een enkele druppel wordt uitgeoefend zo laag is als 0,3 bar door een slim intern ontwerp. Deze prestatie-indicatoren overtreffen de standaardwaarden van traditionele koeloplossingen. In de traditionele oplossing kan alleen het thermische interfacemateriaal de temperatuurstijging van 20-50 °C veroorzaken. Naast de voordelen van efficiënte en goedkope productie, is de grootte van de IMEC-oplossing veel kleiner dan die van bestaande oplossingen, die beter past bij de grootte van het chippakket en de vermindering van het chippakket en efficiëntere koeling ondersteunt.
