خنک کننده اسپری IMEC برای محلول حرارتی تراشه
توسعه سیستم الکترونیکی با کارایی بالا الزامات بالاتر و بالاتری را برای ظرفیت از بین رفتن گرما مطرح می کند. محلول حرارتی سنتی این است که تبادل کننده حرارتی را به سینک گرما متصل کنیم، و سپس سینک گرما را به پشت تراشه متصل کنیم. این اتصال ها دارای مواد اتصال رابط حرارتی (TIMS) هستند که مقاومت حرارتی ثابتی تولید می کنند و با معرفی محلول های خنک کننده مؤثرتر نمی توان بر آن غلبه کرد. خنک کردن مستقیم در پشت تراشه مؤثرتر خواهد بود، اما محلول های میکروکانل خنک کننده موجود گرادیان دما را بر روی سطح تراشه تولید خواهند کرد.
محلول خنک کننده تراشه ایده آل یک کولر اسپری با خروجی خنک کننده توزیع شده است. به طور مستقیم مایع خنک کننده را در اتصال با تراشه اعمال می کند، و سپس آن را به صورت عمودی به سطح تراشه اسپری می کند که می تواند اطمینان حاصل کند که تمام مایعات روی سطح تراشه دمای یکسانی دارند و زمان تماس بین خنک کننده و تراشه را کاهش می دهند. با این حال، کولر اسپری موجود معایب دارد، یا به این دلیل که بر اساس سیلیکون گران است، یا قطر پازل و فرایند کاربرد آن با فرایند بسته بندی تراشه ناسازگار است.
IMEC یک کولر تراشه اسپری جدید توسعه داده است. اولاً از پلیمر بالا برای جایگزینی سیلیکون برای کاهش هزینه ساخت استفاده می شود؛ دوم اینکه با استفاده از فناوری ساخت چاپ سه بعدی با دقت بالا، نه تنها پازل تنها ۳۰۰ میکرون است، بلکه می توان نقشه گرما و ساختار داخلی پیچیده را از طریق سفارشی سازی طراحی گرافیک پازل همسان کرد و می توان هزینه و زمان ساخت را کاهش داد.
کولر اسپری IMEC به کارایی خنک کننده بالایی دست می یابد. در سرعت جریان خنک کننده 1 L / دقیقه، افزایش دمای تراشه در هر 100W / cm2 مساحت باید 15 درجه سانتی گراد تجاوز نمی کند. مزیت دیگر این است که فشار اعمال شده توسط یک قطره واحد به اندازه ۰٫۳بار از طریق یک طراحی داخلی هوشمند کم است. این شاخص های عملکرد بیش از مقادیر استاندارد راه حل های خنک کننده سنتی است. در محلول سنتی تنها ماده رابط حرارتی می تواند باعث بالا رفتن دما ۲۰ تا ۵۰ درجه سانتی گراد شود. علاوه بر مزایای ساخت کارآمد و کم هزینه، اندازه راه حل IMEC بسیار کوچکتر از راه حل های موجود است که با اندازه بسته تراشه مطابقت بهتری دارد و از کاهش بسته تراشه و خنک کننده کارآمدتر پشتیبانی می کند.
