imec Oszczędność czasu i pieniędzy dzięki nowemu, chłodzącemu chipowi 3D

Kilka lat temu firma wykorzystała druk atramentowy do wyprowadzenia tranzystorowej płytki logicznej z prawie 3400 obwodów i jest dobrze znana ze swojego wspólnego projektu w 2015 roku, w wyniku czego wydrukowano zestaw słuchawkowy EEG z grafiką 3D w celu połączenia interfejsu mózg-komputer. / p>

Firma tworzy innowacyjne aplikacje, od opieki zdrowotnej, edukacji i inteligentnych miast po mobilność, logistykę, produkcję i energię dzięki doskonałej infrastrukturze oraz lokalnej i globalnej sieci partnerów. Teraz, imec zwrócił swoją uwagę na wydajne rozwiązania chłodzące ... które, jeśli przeżywasz lipcową falę upałów, jak ja w tej chwili, brzmi świetnie. Nie mówię jednak o wentylatorze z nadrukiem 3D, ale raczej o rozwiązaniu opartym na uderzeniach do chłodzenia układów na poziomie pakietu.

Niedawno firma ogłosiła, że ​​po raz pierwszy wykazała wydajne, drukowane w 3D rozwiązanie chłodzące dla układów scalonych, co jest dość dużym osiągnięciem w świecie rosnących wymagań chłodzenia dla układów i układów 3D.

Coraz więcej wydajnych systemów elektronicznych musi nauczyć się, jak sobie poradzić wraz ze wzrostem zapotrzebowania na chłodzenie. Najlepszym rozwiązaniem byłoby wprowadzenie bezpośredniego chłodzenia na tylnej stronie chipa, ale niestety większość istniejących rozwiązań mikrokanalików z bezpośrednim chłodzeniem kończy się tworzeniem gradientu temperatury na powierzchni chipa.

Zazwyczaj konwencjonalne rozwiązania łączą ciepło wymienniki, które są połączone z rozpraszaczami ciepła i przymocowane do tylnej części chipa w celu uzyskania chłodzenia. Wszystkie te części są połączone materiałami termoizolacyjnymi (TIM), które tworzą mocną, stałą odporność termiczną; dodanie bardziej wydajnych rozwiązań chłodzących nie pokona tego oporu.

Chłodnica uderzeniowa z rozproszonymi wylotami chłodziwa, taka jak wydrukowana w 3D, którą stworzył imec, jest optymalnym rozwiązaniem chłodzenia chipów, ponieważ umieszcza ciecz chłodzącą bezpośrednio w kontakcie z chipem, rozpylając ciecz prostopadle do powierzchni chipa. Pomaga to w utrzymaniu całej cieczy na powierzchni w tej samej temperaturze, a także w zmniejszeniu ilości kontaktu między chipem a czynnikiem chłodzącym. Ale większość z tych chłodziarek nie jest tania, ponieważ są oparte na krzemie, a ich procesy użytkowania i średnice dysz nie działające przy przepływie procesu pakowania chipów, nie pomagają w ograniczaniu kosztów.

imec's Nowa chłodnica z chipem uderzeniowym jest bardziej opłacalna, ponieważ wykorzystuje raczej polimery niż kosztowny krzem. Chłodnica jest również ładnaZnajomy obiekt, jak Herman Oprins, starszy inżynier z Imec, wyjaśnił:

"Nasza nowa chłodnica z chipem uderzeniowym jest właściwie wydrukowaną w 3D" głowicą natryskową ", która rozpyla płyn chłodzący bezpośrednio na goły chip. Prototypowanie 3D poprawiło się w rozdzielczości, dzięki czemu jest dostępne do realizacji układów mikroprzepływowych, takich jak nasza chłodnica zrębków. Drukowanie 3D umożliwia projektowanie aplikacji, zamiast standardowego projektu. "

Dysze 3D drukowane przez cooler, wykonane w technologii wysokiej rozdzielczości SLA, mają tylko 300μm i pasują do mapy ciepła, jako druk 3D daje firmom możliwość dostosowywania projektów wzorów do tych typów obiektów, oprócz tworzenia złożonych struktur wewnętrznych. Dodatkowo zmniejszono koszty i czas produkcji, ponieważ drukowanie 3D umożliwia wyprodukowanie całej struktury tylko w jednej części, zamiast kilku

Drukowana chłodnica z chipem z nadrukiem 3D ma wyższą wydajność chłodzenia - według imec, chip ma "wzrost temperatury o mniej niż 15 ° C na 100 W / cm2 dla natężenia przepływu chłodziwa 1 l / min." Dzięki eleganckiemu projektowi wewnętrznej chłodnicy, urządzenie ma spadek ciśnienia tak mały, jak 0,3 bara, oraz chłodnica z chipem uderzeniowym jest również znacznie mniejsza niż inne rozwiązania; imec twierdzi, że faktycznie pasuje do pakietu chipowego, co pozwala na znacznie wydajniejsze chłodzenie, a nawet zmniejszenie pakietu. Ekonomiczna chłodnica chipowa działa również lepiej niż standardowe rozwiązania chłodzące, które mają materiały termoprzewodzące, które powodują wzrost temperatury o 20-50 ° C.