تقنية تبريد رقاقة الرش

إن تطوير النظام الإلكتروني عالي الأداء يضع متطلبات أعلى وأعلى لقدرة تبديد الحرارة. الحل الحراري التقليدي هو توصيل المبادل الحراري بالمشتت الحراري، ثم توصيل المشتت الحراري بالجزء الخلفي من الشريحة. تحتوي هذه الوصلات البينية على مواد ربط الواجهة الحرارية (TIMS)، والتي تنتج مقاومة حرارية ثابتة ولا يمكن التغلب عليها عن طريق تقديم حلول تبريد أكثر فعالية. سيكون التبريد المباشر على الجزء الخلفي من الشريحة أكثر فعالية، لكن حلول قنوات التبريد الدقيقة الحالية ستنتج تدرجًا في درجة الحرارة على سطح الشريحة.

الحل المثالي لتبريد الرقاقة هو مبرد الرش مع منفذ التبريد الموزع. إنه يطبق سائل التبريد مباشرة في التوصيل البيني مع الرقاقة، ثم يرشه عموديًا على سطح الرقاقة، مما يضمن أن جميع السوائل الموجودة على سطح الرقاقة لها نفس درجة الحرارة ويقلل وقت الاتصال بين المبرد والرقاقة. ومع ذلك، فإن مبرد الرذاذ الحالي له عيوب، إما لأنه مكلف لأنه يعتمد على السيليكون، أو أن قطر الفوهة وعملية التطبيق غير متوافقة مع عملية تعبئة الرقائق.

قامت IMEC بتطوير مبرد جديد لرقائق الرش. أولاً، يتم استخدام البوليمر العالي لاستبدال السيليكون لتقليل تكلفة التصنيع؛ ثانيًا، باستخدام تقنية تصنيع الطباعة ثلاثية الأبعاد عالية الدقة، لا يبلغ حجم الفوهة 300 ميكرون فقط، ولكن يمكن أيضًا مطابقة الخريطة الحرارية والبنية الداخلية المعقدة من خلال تخصيص التصميم الجرافيكي للفوهة، ويمكن تقليل تكلفة التصنيع والوقت.

يحقق مبرد الرش الخاص بـ IMEC كفاءة تبريد عالية. عند معدل تدفق سائل التبريد 1 لتر / دقيقة، يجب ألا تتجاوز الزيادة في درجة حرارة الشريحة لكل 100 وات / سم2 15 درجة. ميزة أخرى هي أن الضغط الذي تمارسه قطرة واحدة يصل إلى 0.3 بار من خلال تصميم داخلي ذكي. تتجاوز مؤشرات الأداء هذه القيم القياسية لحلول التبريد التقليدية. في الحل التقليدي، فقط مادة الواجهة الحرارية هي التي يمكن أن تسبب ارتفاع درجة الحرارة بمقدار 20-50 درجة. بالإضافة إلى مزايا التصنيع الفعال ومنخفض التكلفة، فإن حجم حل IMEC أصغر بكثير من حجم الحلول الحالية، مما يتوافق بشكل أفضل مع حجم حزمة الرقائق ويدعم تقليل حزمة الرقائق والتبريد الأكثر كفاءة.