チップサーマルソリューション向けIMECスプレー冷却技術

高性能電子システムの開発は、熱放散能力に対するますます高い要件を提唱しています。 従来の熱ソリューションは、熱交換器をヒートシンクに取り付けてから、ヒートシンクをチップの背面に取り付けることです。 これらの相互接続には、熱界面相互接続材料 (TIMS) が使用されています。これは固定の熱抵抗を生成し、より効果的な冷却ソリューションを導入しても克服できません。 チップ背面での直接冷却はより効果的ですが、既存の冷却マイクロチャネル ソリューションではチップ表面に温度勾配が生じます。

理想的な切りくず冷却ソリューションは、分散型クーラント出口を備えたスプレー クーラーです。 チップとの相互接続に冷却液を直接適用し、チップ表面に垂直にスプレーします。これにより、チップ表面のすべての液体が同じ温度になり、冷却液とチップの間の接触時間が短縮されます。 しかし、既存のスプレー冷却器には、シリコンをベースに高価であるか、ノズル径とアプリケーション プロセスがチップ パッケージング プロセスと互換性がないため、欠点があります。

IMEC は、新しいスプレー チップ クーラーを開発しました。 第一に、製造コストを削減するために、シリコンの代わりに高分子が使用されます。 次に、高精度の 3D 印刷製造技術を使用して、ノズルがわずか 300 ミクロンであるだけでなく、ノズル グラフィック デザインのカスタマイズによってヒート マップと複雑な内部構造を一致させることができ、製造コストと時間を削減できます。

アイメックのスプレークーラーは高い冷却効率を実現。 1 L/min の冷却液流量で、100W/cm2 面積あたりのチップ温度の上昇は 15 度を超えてはなりません。 もう 1 つの利点は、スマートな内部設計により、単一の液滴によって加えられる圧力が 0.3bar と低いことです。 これらの性能指標は、従来の冷却ソリューションの標準値を上回っています。 従来のソリューションでは、熱界面材料のみが20-50度の温度上昇を引き起こす可能性があります。 効率的で低コストの製造の利点に加えて、IMEC ソリューションのサイズは既存のソリューションのサイズよりもはるかに小さく、チップ パッケージのサイズとよりよく一致し、チップ パッケージの縮小とより効率的な冷却をサポートします。