Solução térmica de chip de aplicação de tecnologia de resfriamento por spray

O desenvolvimento do sistema eletrônico de alto desempenho apresenta requisitos cada vez maiores para a capacidade de dissipação de calor. A solução térmica tradicional é conectar o trocador de calor ao dissipador de calor e, em seguida, conectar o dissipador de calor à parte de trás do chip. Essas interconexões têm materiais de interconexão de interface térmica (TIMS), que produzem resistência térmica fixa e não podem ser superadas pela introdução de soluções de resfriamento mais eficazes. O resfriamento direto na parte traseira do chip será mais eficaz, mas as soluções de microcanais de resfriamento existentes produzirão um gradiente de temperatura na superfície do chip.

A solução ideal para resfriamento de cavacos é um spray cooler com saída de refrigeração distribuída. Ele aplica líquido de resfriamento diretamente na interconexão com o chip e depois o pulveriza verticalmente na superfície do chip, o que pode garantir que todos os líquidos na superfície do chip tenham a mesma temperatura e reduza o tempo de contato entre o refrigerante e o chip. No entanto, o spray cooler existente apresenta desvantagens, seja por ser caro à base de silício, seja por seu diâmetro de bico e processo de aplicação serem incompatíveis com o processo de empacotamento de cavacos.

A IMEC desenvolveu um novo resfriador de cavacos em spray. Em primeiro lugar, o alto polímero é usado para substituir o silício para reduzir o custo de fabricação; Em segundo lugar, usando tecnologia de fabricação de impressão 3D de alta precisão, não apenas o bocal tem apenas 300 mícrons, mas também o mapa de calor e a complexa estrutura interna podem ser combinados por meio da personalização do design gráfico do bocal, e o custo e o tempo de fabricação podem ser reduzidos.

O spray cooler da IMEC atinge alta eficiência de resfriamento. Na taxa de fluxo de refrigerante de 1 L/min, o aumento da temperatura do chip por 100W/cm2 de área não deve exceder 15 graus. Outra vantagem é que a pressão aplicada por uma única gota é tão baixa quanto 0,3 bar por meio de um design interno inteligente. Esses indicadores de desempenho excedem os valores padrão das soluções de resfriamento tradicionais. Na solução tradicional, apenas o material da interface térmica pode causar o aumento de temperatura de 20-50 graus . Além das vantagens da fabricação eficiente e de baixo custo, o tamanho da solução IMEC é muito menor do que o das soluções existentes, o que corresponde melhor ao tamanho do pacote de chips e suporta a redução do pacote de chips e resfriamento mais eficiente.