קירור ריסוס IMEC לתמיסה תרמית שבב
הפיתוח של מערכת אלקטרונית בעלת ביצועים גבוהים מעמיד דרישות גבוהות יותר ויותר לקיבולת פיזור חום. הפתרון התרמי המסורתי הוא לחבר את מחליף החום לכיור החום, ולאחר מכן לחבר את כיור החום לחלק האחורי של השבב. לחברים אלה יש חומרים מחוברים של ממשק תרמי (TIMS), המייצרים עמידות תרמית קבועה ולא ניתן להתגבר עליהם על ידי החדרת פתרונות קירור יעילים יותר. קירור ישיר בגב השבב יהיה יעיל יותר, אך פתרונות המיקרו-ערוצים הקיימים לקירור ייצרו שיפוע טמפרטורה על פני השבב.
פתרון קירור השבב האידיאלי הוא מקרר ריסוס עם שקע נוזל קירור מבוזר. הוא מחיל ישירות נוזל קירור בקשר עם השבב, ולאחר מכן מרסס אותו אנכית על משטח השבב, אשר יכול להבטיח כי כל הנוזלים על משטח השבב יש את אותה טמפרטורה ולהפחית את זמן המגע בין נוזל הקירור ואת השבב. עם זאת, מצנן התרסיס הקיים יש חסרונות, או בגלל זה יקר מבוסס על סיליקון, או קוטר הזרבובית שלה ואת תהליך היישום אינם עולים בקנה אחד עם תהליך אריזת השבב.
IMEC פיתחה מקרר שבב ספריי חדש. ראשית, פולימר גבוה משמש להחלפת סיליקון כדי להפחית את עלות הייצור; שנית, באמצעות טכנולוגיית ייצור הדפסה בתלת-ממד ברמת דיוק גבוהה, לא רק הזרבובית היא רק 300 מיקרון, אלא גם את מפת החום ואת המבנה הפנימי המורכב ניתן להתאים באמצעות התאמה אישית של עיצוב גרפי זרבובית, ואת עלות הייצור ואת הזמן ניתן להפחית.
מצנן התרסיס של IMEC משיג יעילות קירור גבוהה. בקצב זרימת נוזל הקירור של 1 ליטר / דקה, עליית טמפרטורת השבב לכל 100W / cm2 אזור לא יעלה על 15 °C (70 °F). יתרון נוסף הוא שהלחץ המופעל על ידי טיפה אחת הוא נמוך כמו 0.3bar באמצעות עיצוב פנימי חכם. מחווני ביצועים אלה עולים על הערכים הסטנדרטיים של פתרונות קירור מסורתיים. בתמיסה המסורתית, רק חומר הממשק התרמי יכול לגרום לעליית הטמפרטורה של 20-50 מעלות צלזיוס. בנוסף ליתרונות של ייצור יעיל ובעלות נמוכה, גודל פתרון IMEC קטן בהרבה מזה של פתרונות קיימים, אשר מתאים יותר לגודל חבילת השבבים ותומך בהפחתת חבילת השבבים וקירור יעיל יותר.
