Τεχνολογία ψεκασμού υγρού ψύξης
Η ανάπτυξη ηλεκτρονικών συστημάτων υψηλής απόδοσης θέτει όλο και υψηλότερες απαιτήσεις για θερμική χωρητικότητα. Η παραδοσιακή θερμική λύση είναι να συνδέσετε τον εναλλάκτη θερμότητας στην ψύκτρα και στη συνέχεια να συνδέσετε την ψύκτρα στο πίσω μέρος του τσιπ. Αυτές οι διασυνδέσεις διαθέτουν υλικά διασύνδεσης θερμικής διεπαφής (TIMS), τα οποία παράγουν σταθερή θερμική αντίσταση και δεν μπορούν να ξεπεραστούν με την εισαγωγή πιο αποτελεσματικών λύσεων ψύξης. Η άμεση ψύξη στο πίσω μέρος του τσιπ θα είναι πιο αποτελεσματική, αλλά οι υπάρχουσες λύσεις μικροκαναλιού ψύξης θα παράγουν μια διαβάθμιση θερμοκρασίας στην επιφάνεια του τσιπ.
Η ιδανική λύση ψύξης τσιπ είναι ένα ψυκτικό ψυκτικό με κατανεμημένη έξοδο ψυκτικού. Εφαρμόζει απευθείας ψυκτικό υγρό στη διασύνδεση με το τσιπ και στη συνέχεια το ψεκάζει κάθετα στην επιφάνεια του τσιπ, κάτι που μπορεί να διασφαλίσει ότι όλα τα υγρά στην επιφάνεια του τσιπ έχουν την ίδια θερμοκρασία και να μειώσουν το χρόνο επαφής μεταξύ του ψυκτικού και του τσιπ. Ωστόσο, το υπάρχον ψυκτικό ψυκτικό έχει μειονεκτήματα, είτε επειδή είναι ακριβό με βάση το πυρίτιο, είτε επειδή η διάμετρος του ακροφυσίου και η διαδικασία εφαρμογής του δεν είναι συμβατά με τη διαδικασία συσκευασίας τσιπ.
Η IMEC έχει αναπτύξει ένα νέο ψύκτη με τσιπ ψεκασμού. Πρώτον, το υψηλό πολυμερές χρησιμοποιείται για την αντικατάσταση του πυριτίου για τη μείωση του κόστους κατασκευής. Δεύτερον, χρησιμοποιώντας τεχνολογία κατασκευής τρισδιάστατης εκτύπωσης υψηλής ακρίβειας, όχι μόνο το ακροφύσιο είναι μόνο 300 μικρά, αλλά και ο χάρτης θερμότητας και η πολύπλοκη εσωτερική δομή μπορούν να συνδυαστούν μέσω της προσαρμογής του γραφικού σχεδιασμού των ακροφυσίων και μπορούν να μειωθούν το κόστος και ο χρόνος κατασκευής.
Ο ψύκτης ψεκασμού της IMEC επιτυγχάνει υψηλή απόδοση ψύξης. Με ρυθμό ροής ψυκτικού 1 L/min, η αύξηση της θερμοκρασίας του τσιπ ανά 100W/cm2 περιοχή δεν πρέπει να υπερβαίνει τους 15 βαθμούς. Ένα άλλο πλεονέκτημα είναι ότι η πίεση που εφαρμόζεται από ένα μόνο σταγονίδιο είναι τόσο χαμηλή όσο 0,3 bar μέσω ενός έξυπνου εσωτερικού σχεδιασμού. Αυτοί οι δείκτες απόδοσης υπερβαίνουν τις τυπικές τιμές των παραδοσιακών λύσεων ψύξης. Στην παραδοσιακή λύση, μόνο το υλικό θερμικής διεπαφής μπορεί να προκαλέσει αύξηση της θερμοκρασίας κατά 20-50 βαθμούς . Εκτός από τα πλεονεκτήματα της αποτελεσματικής και χαμηλού κόστους κατασκευής, το μέγεθος της λύσης IMEC είναι πολύ μικρότερο από αυτό των υπαρχουσών λύσεων, το οποίο ταιριάζει καλύτερα με το μέγεθος της συσκευασίας τσιπ και υποστηρίζει τη μείωση της συσκευασίας των τσιπ και την πιο αποτελεσματική ψύξη.
