טכנולוגיית קירור שבב ספריי

הפיתוח של מערכת אלקטרונית בעלת ביצועים גבוהים מציג דרישות גבוהות יותר ויותר ליכולת פיזור חום. הפתרון התרמי המסורתי הוא לחבר את מחליף החום לגוף הקירור, ולאחר מכן לחבר את גוף הקירור לחלק האחורי של השבב. לחיבורים אלה יש חומרי חיבור תרמית (TIMS), המייצרים התנגדות תרמית קבועה ואי אפשר להתגבר עליהם על ידי הצגת פתרונות קירור יעילים יותר. קירור ישיר בגב השבב יהיה יעיל יותר, אך פתרונות המיקרו-ערוצי הקירור הקיימים יפיקו שיפוע טמפרטורה על פני השבב.

פתרון קירור השבבים האידיאלי הוא מצנן ריסוס עם יציאת נוזל קירור מפוזרת. הוא מורח ישירות נוזל קירור בחיבור עם השבב, ולאחר מכן מרסס אותו אנכית על פני השבב, מה שיכול להבטיח שלכל הנוזלים על פני השבב יש אותה טמפרטורה ולהפחית את זמן המגע בין נוזל הקירור לשבב. עם זאת, למקרר הריסוס הקיים יש חסרונות, בין אם הוא יקר על בסיס סיליקון, או שקוטר הזרבובית ותהליך היישום שלו אינם מתאימים לתהליך אריזת השבבים.

IMEC פיתחה מצנן שבבי ספריי חדש. ראשית, פולימר גבוה משמש להחלפת סיליקון כדי להפחית את עלות הייצור; שנית, באמצעות טכנולוגיית ייצור של הדפסת תלת מימד ברמת דיוק גבוהה, לא רק שהזרבובית היא רק בגודל 300 מיקרון, אלא גם ניתן להתאים את מפת החום והמבנה הפנימי המורכב באמצעות התאמה אישית של עיצוב גרפי חרירי, וניתן להפחית את עלות הייצור ואת זמן הייצור.

מצנן ההתזה של IMEC משיג יעילות קירור גבוהה. בקצב זרימת נוזל הקירור של 1 ליטר לדקה, העלייה בטמפרטורת השבב לכל שטח של 100W/cm2 לא תעלה על 15 מעלות. יתרון נוסף הוא שהלחץ המופעל על ידי טיפה בודדת נמוך עד 0.3 בר באמצעות עיצוב פנימי חכם. מדדי ביצועים אלה עולים על הערכים הסטנדרטיים של פתרונות קירור מסורתיים. בפתרון המסורתי, רק חומר הממשק התרמי יכול לגרום לעליית הטמפרטורה של 20-50 מעלות. בנוסף ליתרונות של ייצור יעיל ובעלות נמוכה, גודלו של פתרון IMEC קטן בהרבה מזה של הפתרונות הקיימים, התואם טוב יותר את גודל חבילת השבבים ותומך בהפחתת חבילת השבבים ובקירור יעיל יותר.