IMEC สเปรย์ทำความเย็น

การพัฒนาระบบอิเล็กทรอนิกส์ประสิทธิภาพสูงทำให้ความต้องการความสามารถในการกระจายความร้อนสูงขึ้นเรื่อยๆ วิธีการระบายความร้อนแบบดั้งเดิมคือการติดตัวแลกเปลี่ยนความร้อนเข้ากับตัวระบายความร้อน จากนั้นจึงติดตัวระบายความร้อนที่ด้านหลังของชิป การเชื่อมต่อระหว่างกันเหล่านี้มีวัสดุเชื่อมต่ออินเทอร์เฟซการระบายความร้อน (TIMS) ซึ่งสร้างความต้านทานความร้อนคงที่ และไม่สามารถเอาชนะได้ด้วยการแนะนำโซลูชันการระบายความร้อนที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น การระบายความร้อนโดยตรงที่ด้านหลังของชิปจะมีประสิทธิภาพมากกว่า แต่โซลูชันไมโครช่องระบายความร้อนที่มีอยู่จะสร้างการไล่ระดับอุณหภูมิบนพื้นผิวชิป

โซลูชันการระบายความร้อนชิปที่เหมาะสมที่สุดคือเครื่องทำความเย็นแบบสเปรย์พร้อมช่องจ่ายน้ำหล่อเย็นแบบกระจาย ใช้น้ำยาหล่อเย็นโดยตรงในการเชื่อมต่อชิป จากนั้นฉีดในแนวตั้งไปยังพื้นผิวชิป ซึ่งช่วยให้มั่นใจได้ว่าของเหลวทั้งหมดบนพื้นผิวชิปมีอุณหภูมิเท่ากัน และลดเวลาในการสัมผัสระหว่างสารหล่อเย็นและชิป อย่างไรก็ตาม เครื่องทำความเย็นแบบสเปรย์ที่มีอยู่ในปัจจุบันมีข้อเสีย เนื่องจากมีราคาแพงจากซิลิคอน หรือเส้นผ่านศูนย์กลางของหัวฉีดและกระบวนการใช้งานไม่เข้ากันกับกระบวนการบรรจุชิป

IMEC ได้พัฒนาสเปรย์ทำความเย็นชิปแบบใหม่ ประการแรก มีการใช้โพลีเมอร์สูงเพื่อทดแทนซิลิคอนเพื่อลดต้นทุนการผลิต ประการที่สอง การใช้เทคโนโลยีการผลิตการพิมพ์ 3 มิติที่มีความแม่นยำสูง ไม่เพียงแต่หัวฉีดที่มีขนาดเพียง 300 ไมครอนเท่านั้น แต่ยังสามารถจับคู่แผนที่ความร้อนและโครงสร้างภายในที่ซับซ้อนได้ด้วยการปรับแต่งการออกแบบกราฟิกของหัวฉีด อีกทั้งยังสามารถลดต้นทุนและเวลาในการผลิตได้อีกด้วย

สเปรย์คูลเลอร์ของ IMEC ให้ประสิทธิภาพการทำความเย็นสูง ที่อัตราการไหลของน้ำหล่อเย็น 1 ลิตร/นาที การเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิชิปต่อพื้นที่ 100W / cm2 จะต้องไม่เกิน 15 องศา ข้อดีอีกประการหนึ่งคือแรงดันที่ใช้โดยหยดเดียวจะต่ำถึง 0.3 บาร์ผ่านการออกแบบภายในที่ชาญฉลาด ตัวบ่งชี้ประสิทธิภาพเหล่านี้เกินค่ามาตรฐานของโซลูชันการทำความเย็นแบบเดิม ในโซลูชันแบบเดิม เฉพาะวัสดุเชื่อมต่อในการระบายความร้อนเท่านั้นที่สามารถทำให้อุณหภูมิเพิ่มขึ้น 20-50 องศา นอกเหนือจากข้อดีของการผลิตที่มีประสิทธิภาพและต้นทุนต่ำแล้ว ขนาดของโซลูชัน IMEC ยังเล็กกว่าโซลูชันที่มีอยู่มาก ซึ่งตรงกับขนาดของแพ็คเกจชิปมากกว่า และรองรับการลดแพ็คเกจชิปและการระบายความร้อนที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น