เทคโนโลยีการระบายความร้อนด้วยสเปรย์ IMEC สำหรับโซลูชันการระบายความร้อนของชิป

การพัฒนาระบบอิเล็กทรอนิกส์ที่มีประสิทธิภาพสูงทำให้เกิดความต้องการที่สูงขึ้นและสูงขึ้นสำหรับความสามารถในการกระจายความร้อน วิธีการระบายความร้อนแบบดั้งเดิมคือการติดตั้งตัวแลกเปลี่ยนความร้อนเข้ากับตัวระบายความร้อน จากนั้นจึงติดตัวระบายความร้อนเข้ากับด้านหลังของชิป การเชื่อมต่อระหว่างกันเหล่านี้มีวัสดุเชื่อมต่อระหว่างกันในการระบายความร้อน (TIMS) ซึ่งสร้างความต้านทานความร้อนคงที่และไม่สามารถเอาชนะได้โดยการแนะนำโซลูชั่นระบายความร้อนที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น การระบายความร้อนโดยตรงที่ด้านหลังของชิปจะมีประสิทธิภาพมากกว่า แต่โซลูชันไมโครแชนแนลระบายความร้อนที่มีอยู่จะสร้างการไล่ระดับอุณหภูมิบนพื้นผิวชิป

โซลูชันระบายความร้อนของชิปในอุดมคติคือระบบทำความเย็นแบบสเปรย์ที่มีช่องจ่ายน้ำหล่อเย็นแบบกระจาย ใช้ของเหลวระบายความร้อนโดยตรงในการเชื่อมต่อกับชิป จากนั้นฉีดพ่นในแนวตั้งไปที่พื้นผิวชิป ซึ่งทำให้มั่นใจได้ว่าของเหลวทั้งหมดบนพื้นผิวชิปมีอุณหภูมิเท่ากัน และลดเวลาการสัมผัสระหว่างสารหล่อเย็นและชิป อย่างไรก็ตาม เครื่องทำความเย็นแบบพ่นฝอยที่มีอยู่มีข้อเสีย อาจเป็นเพราะมีราคาแพงขึ้นอยู่กับซิลิโคน หรือเส้นผ่านศูนย์กลางหัวฉีดและขั้นตอนการนำไปใช้ไม่เข้ากันกับกระบวนการบรรจุชิป

IMEC ได้พัฒนาเครื่องทำความเย็นแบบพ่นฝอยแบบใหม่ ประการแรก โพลิเมอร์สูงถูกนำมาใช้แทนซิลิคอนเพื่อลดต้นทุนการผลิต ประการที่สอง การใช้เทคโนโลยีการผลิตการพิมพ์ 3 มิติที่มีความแม่นยำสูง ไม่เพียงแต่หัวฉีดที่มีขนาดเพียง 300 ไมครอนเท่านั้น แต่ยังสามารถจับคู่แผนที่ความร้อนและโครงสร้างภายในที่ซับซ้อนผ่านการปรับแต่งการออกแบบกราฟิกของหัวฉีด และลดต้นทุนและเวลาในการผลิตลงได้

สเปรย์คูลเลอร์ของ IMEC ให้ประสิทธิภาพการทำความเย็นสูง ที่อัตราการไหลของน้ำหล่อเย็น 1 ลิตร/นาที การเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิชิปต่อ 100W/cm2 พื้นที่จะต้องไม่เกิน 15 องศา ข้อดีอีกประการหนึ่งคือแรงดันที่ใช้โดยหยดเดียวนั้นต่ำถึง 0.3 บาร์ผ่านการออกแบบภายในอันชาญฉลาด ตัวบ่งชี้ประสิทธิภาพเหล่านี้เกินค่ามาตรฐานของโซลูชันการทำความเย็นแบบดั้งเดิม ในโซลูชันดั้งเดิม เฉพาะวัสดุเชื่อมต่อในการระบายความร้อนเท่านั้นที่สามารถทำให้อุณหภูมิสูงขึ้น 20-50 องศา นอกจากข้อดีของการผลิตที่มีประสิทธิภาพและต้นทุนต่ำแล้ว ขนาดของโซลูชัน IMEC ยังเล็กกว่าโซลูชันที่มีอยู่มาก ซึ่งเหมาะกับขนาดของบรรจุภัณฑ์ชิปและรองรับการลดขนาดบรรจุภัณฑ์ของชิปและการระบายความร้อนที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น