spray chip jäähdytystekniikka
Suorituskykyisten elektronisten järjestelmien kehitys asettaa yhä korkeampia vaatimuksia lämmönpoistokapasiteetille. Perinteinen lämpöratkaisu on kiinnittää lämmönvaihdin jäähdytyselementtiin ja sitten kiinnittää jäähdytyselementti sirun takaosaan. Näissä liitännöissä on lämpöliitäntämateriaalit (TIMS), jotka tuottavat kiinteän lämpövastuksen ja joita ei voida voittaa tehokkaammilla jäähdytysratkaisuilla. Suora jäähdytys sirun takana on tehokkaampaa, mutta olemassa olevat jäähdytysmikrokanavaratkaisut tuottavat lämpötilagradientin sirun pinnalle.
Ihanteellinen lastujen jäähdytysratkaisu on suihkujäähdytin, jossa on hajautettu jäähdytysnesteen poisto. Se levittää jäähdytysnestettä suoraan liitäntään sirun kanssa ja suihkuttaa sen sitten pystysuunnassa sirun pintaan, mikä voi varmistaa, että kaikilla lastun pinnalla olevilla nesteillä on sama lämpötila ja lyhentää jäähdytysnesteen ja sirun välistä kosketusaikaa. Nykyisellä ruiskujäähdyttimellä on kuitenkin haittoja, joko siksi, että se on kallis piin perusteella, tai sen suuttimen halkaisija ja levitysprosessi eivät ole yhteensopivia lastupakkausprosessin kanssa.
IMEC on kehittänyt uuden spraylastujäähdyttimen. Ensinnäkin korkeaa polymeeriä käytetään korvaamaan piin valmistuskustannusten vähentämiseksi; Toiseksi korkean tarkkuuden 3D-tulostusvalmistusteknologian avulla ei vain suutin ole vain 300 mikronia, vaan myös lämpökartta ja monimutkainen sisäinen rakenne voidaan sovittaa suuttimen graafisen suunnittelun mukauttamisen avulla, ja valmistuskustannuksia ja aikaa voidaan vähentää.
IMECin suihkujäähdytin saavuttaa korkean jäähdytystehokkuuden. Jäähdytysnesteen virtausnopeudella 1 L/min lastun lämpötilan nousu 100W/cm2 pinta-alaa kohti ei saa ylittää 15 astetta. Toinen etu on, että yhden pisaran kohdistama paine on niinkin alhainen kuin 0,3 bar älykkään sisäisen suunnittelun ansiosta. Nämä suorituskykyindikaattorit ylittävät perinteisten jäähdytysratkaisujen standardiarvot. Perinteisessä ratkaisussa vain lämpörajapintamateriaali voi aiheuttaa lämpötilan nousun 20-50 astetta. Tehokkaan ja edullisen valmistuksen etujen lisäksi IMEC-ratkaisun koko on huomattavasti pienempi kuin olemassa olevien ratkaisujen, mikä vastaa paremmin sirupaketin kokoa ja tukee sirupaketin vähentämistä ja tehokkaampaa jäähdytystä.
