IMEC-Sprühkühlung für Chip-Thermolösung
Die Entwicklung eines leistungsfähigen elektronischen Systems stellt immer höhere Anforderungen an die Wärmeableitungskapazität. Die traditionelle thermische Lösung besteht darin, den Wärmetauscher am Kühlkörper zu befestigen und dann den Kühlkörper an der Rückseite des Chips anzubringen. Diese Verbindungen verfügen über Thermal Interface Interconnect Materials (TIMS), die einen festen thermischen Widerstand erzeugen und nicht durch die Einführung effektiverer Kühllösungen überwunden werden können. Eine direkte Kühlung auf der Rückseite des Chips ist effektiver, aber die vorhandenen kühlenden Mikrokanallösungen erzeugen einen Temperaturgradienten auf der Chipoberfläche.
Die ideale Chipkühllösung ist ein Sprühkühler mit verteiltem Kühlmittelauslass. Es trägt kühlflüssigkeit direkt in die Verbindung mit dem Chip auf und sprüht sie dann vertikal auf die Chipoberfläche, wodurch sichergestellt werden kann, dass alle Flüssigkeiten auf der Chipoberfläche die gleiche Temperatur haben und die Kontaktzeit zwischen dem Kühlmittel und dem Chip reduziert wird. Der vorhandene Sprühkühler hat jedoch Nachteile, entweder weil er auf Siliziumbasis teuer ist oder sein Düsendurchmesser und Applikationsprozess mit dem Chip-Packaging-Prozess nicht kompatibel sind.
IMEC hat einen neuen Sprühchip-Kühler entwickelt. Erstens wird Hochpolymer verwendet, um Silizium zu ersetzen, um die Herstellungskosten zu senken. Zweitens, mit hochpräziser 3D-Druck-Fertigungstechnologie, ist nicht nur die Düse nur 300 Mikrometer, sondern auch die Heatmap und die komplexe interne Struktur können durch die Anpassung des Düsengrafikdesigns abgestimmt werden, und die Herstellungskosten und der Zeitaufwand können reduziert werden.
Der Sprühkühler von IMEC erreicht eine hohe Kühleffizienz. Bei einem Kühlmitteldurchsatz von 1 L / min darf der Anstieg der Spänetemperatur pro 100W / cm2-Fläche 15 ° C nicht überschreiten. Ein weiterer Vorteil ist, dass der Druck, der von einem einzelnen Tropfen ausgeübt wird, durch ein intelligentes internes Design nur 0,3 bar beträgt. Diese Leistungsindikatoren übertreffen die Standardwerte herkömmlicher Kühllösungen. In der traditionellen Lösung kann nur das Wärmeleitmaterial den Temperaturanstieg von 20-50 ° C verursachen. Zusätzlich zu den Vorteilen einer effizienten und kostengünstigen Fertigung ist die Größe der IMEC-Lösung viel kleiner als die bestehender Lösungen, was der Größe des Chipgehäuses besser entspricht und die Reduzierung des Chipgehäuses und eine effizientere Kühlung unterstützt.
