Imec soluzione di raffreddamento stampata in 3d a costi contenuti per i chip

Imec Risparmia tempo e denaro con la nuova soluzione di raffreddamento dei chip stampati 3D

Uno dei principali centri mondiali di ricerca e innovazione nel settore della nanoelettronica e delle tecnologie digitali è Imec , con sede a Leuven, Belgio, con uffici supplementari in Giappone e India e gruppi di ricerca e sviluppo negli Stati Uniti, a Taiwan, in Cina, nei Paesi Bassi e in varie università fiamminghe.

Alcuni anni fa, la società ha utilizzato la stampa a getto d’inchiostro per l’ output di una scheda logica transistor con quasi 3.400 circuiti ed è ben nota per il suo progetto collaborativo 2015 che ha come risultato una cuffia EEG stampata in 3D per l’interfaccia cervello-computer.

L’azienda crea innovazione in applicazioni che vanno dalla sanità, dall’istruzione e dalle città intelligenti alla mobilità, alla logistica, alla produzione e all’energia, grazie alla sua eccellente infrastruttura e alla rete di partner locali e globali. Ora, imec ha rivolto la sua attenzione a soluzioni di raffreddamento efficienti … che, se stai vivendo un’ondata di caldo di luglio come sono al momento, sembra grandioso. Tuttavia, non sto parlando di una ventola stampata in 3D, ma piuttosto di una soluzione basata sull’impingement per il raffreddamento dei chip a livello di pacchetto.

La società ha recentemente annunciato che, per la prima volta, è stata dimostrata una soluzione di raffreddamento 3D stampata a costi contenuti per i chip, che rappresenta un successo in un mondo di crescenti esigenze di raffreddamento per chip e sistemi 3D.

Sempre più sistemi elettronici ad alte prestazioni devono imparare a gestire le crescenti esigenze di raffreddamento. Sarebbe il modo più efficiente per introdurre il raffreddamento diretto sul retro del chip, ma sfortunatamente la maggior parte delle soluzioni esistenti di microcanale a raffreddamento diretto finiscono per creare un gradiente di temperatura sulla superficie del chip.

Tipicamente, le soluzioni convenzionali combinano scambiatori di calore, che sono legati agli spargitori di calore e attaccati alla parte posteriore di un chip per ottenere il raffreddamento. Tutte queste parti sono collegate tramite materiali di interfaccia termica (TIM), che creano una resistenza termica forte e fissa; l’aggiunta di soluzioni di raffreddamento più efficienti non supererà questa resistenza.

Un dispositivo di raffreddamento basato sull’impingement con uscite di refrigerante distribuite, come quello creato in 3D stampato da imec, è la soluzione ottimale per il raffreddamento dei trucioli, poiché mette il liquido di raffreddamento direttamente a contatto con il chip, spruzzando liquido perpendicolare alla superficie del chip. Ciò aiuta tutto il liquido sulla superficie a raggiungere la stessa temperatura, oltre a ridurre la quantità di contatto tra il chip e il liquido di raffreddamento. Ma la maggior parte di questi refrigeratori non sono economici, perché sono basati sul silicio, e i loro processi di utilizzo e diametro degli ugelli che non funzionano con il flusso del processo di confezionamento dei chip non aiuta a contenere i costi.

Il nuovo dispositivo di raffreddamento a chip per l’impatto di imec è più economico, poiché utilizza polimeri anziché silicio costoso. Il dispositivo di raffreddamento è anche un oggetto piuttosto familiare, come Herman Oprins, un ingegnere senior di imec, ha spiegato:

“Il nostro nuovo dispositivo di raffreddamento del chip di conflitto è in realtà un” soffione “stampato in 3D che spruzza il liquido di raffreddamento direttamente sul chip nudo. La prototipazione 3D è migliorata in termini di risoluzione, rendendola disponibile per la realizzazione di sistemi microfluidici come il nostro chip cooler. La stampa 3D consente una progettazione specifica dell’applicazione, anziché utilizzare un design standard. ”
Gli ugelli 3D più freddi, realizzati con tecnologia SLA ad alta risoluzione, sono solo 300 μm e corrispondono alla mappa termica, poiché la stampa 3D offre alle aziende la possibilità di personalizzare i modelli per questi tipi di oggetti, oltre a produrre strutture interne complesse. Inoltre, i costi e il tempo di produzione sono stati ridotti perché la stampa 3D consente di fabbricare l’intera struttura in una sola parte, anziché in più.

Il dispositivo di raffreddamento del circuito stampato con impingement stampato 3D ha una maggiore efficienza di raffreddamento: secondo imec, il chip ha “un aumento di temperatura inferiore a 15 ° C per 100 W / cm2 per una portata del refrigerante di 1 l / min.” design più fresco, il dispositivo ha una caduta di pressione a partire da 0,3 bar, e il dispositivo di raffreddamento del chip di urto è anche molto più piccolo di altre soluzioni; imec dice che corrisponde effettivamente all’impronta del pacchetto del chip, che consente un raffreddamento molto più efficiente e persino una riduzione del pacchetto. Il sistema di raffreddamento dei chip economico offre prestazioni migliori rispetto alle soluzioni di raffreddamento convenzionali, che presentano materiali di interfaccia termica che provocano aumenti di temperatura di 20-50 ° C.

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