Solución térmica de chip de aplicación de tecnología Spray Cooling
El desarrollo del sistema electrónico de alto rendimiento presenta requisitos cada vez más altos para la capacidad de disipación de calor. La solución térmica tradicional es conectar el intercambiador de calor al disipador de calor y luego conectar el disipador de calor a la parte posterior del chip. Estas interconexiones tienen materiales de interconexión de interfaz térmica (TIMS), que producen una resistencia térmica fija y no se pueden superar mediante la introducción de soluciones de refrigeración más eficaces. El enfriamiento directo en la parte posterior del chip será más efectivo, pero las soluciones de microcanales de enfriamiento existentes producirán un gradiente de temperatura en la superficie del chip.
La solución ideal para el enfriamiento de virutas es un enfriador por aspersión con salida de refrigerante distribuida. Aplica líquido refrigerante directamente en la interconexión con el chip y luego lo rocía verticalmente a la superficie del chip, lo que puede garantizar que todos los líquidos en la superficie del chip tengan la misma temperatura y reduzcan el tiempo de contacto entre el refrigerante y el chip. Sin embargo, el enfriador por aspersión existente tiene desventajas, ya sea porque es costoso en base al silicio o porque el diámetro de la boquilla y el proceso de aplicación son incompatibles con el proceso de empaquetado de chips.
IMEC ha desarrollado un nuevo enfriador de astillas por aspersión. En primer lugar, se utiliza un alto contenido de polímero para reemplazar el silicio y reducir los costos de fabricación; En segundo lugar, utilizando tecnología de fabricación de impresión 3D de alta precisión, no solo la boquilla tiene solo 300 micrones, sino que también se puede combinar el mapa de calor y la estructura interna compleja mediante la personalización del diseño gráfico de la boquilla, y se puede reducir el costo y el tiempo de fabricación.
El enfriador por aspersión de IMEC logra una alta eficiencia de enfriamiento. A la tasa de flujo de refrigerante de 1 L/min, el aumento de la temperatura del chip por área de 100W/cm2 no debe exceder los 15 grados. Otra ventaja es que la presión aplicada por una sola gota es tan baja como 0,3 bar a través de un diseño interno inteligente. Estos indicadores de rendimiento superan los valores estándar de las soluciones de refrigeración tradicionales. En la solución tradicional, solo el material de interfaz térmica puede causar un aumento de temperatura de 20-50 grados. Además de las ventajas de una fabricación eficiente y de bajo costo, el tamaño de la solución IMEC es mucho más pequeño que el de las soluciones existentes, lo que se adapta mejor al tamaño del paquete de chips y admite la reducción del paquete de chips y una refrigeración más eficiente.
