Миниатюрный микрофлюидный радиатор от Imec

На Embedded World в Нюрнберге (Германия), компания Imec представила компактный, микроканальный радиатор на основе кремния, который обеспечивает высокое рассеивание теплового потока. Радиатор, прикрепленный к высокопроизводительному чипу, способен достичь низкого общего теплового сопротивления от 0,34К/Вт до 0,28К/Вт при мощности накачки менее 2 Вт и использует кремниевую (Si) технологию для изготовления микроканалов. По словам Imec, этот чип-кулер может стать ответом на тепловую проблему, с которой сталкивается новое поколение силовой электроники и систем в комплекcе. Уменьшение размера интегрированных чипов и их компоновка, является основной тенденцией в электронной промышленности. Однако, с постоянно увеличивающейся плотностью мощностей, возникают вредные тепловые эффекты, которые влияют на надежность и производительность устройств.

Жидкость более эффективно отводит тепло, по сравнению с воздухом, благодаря более высокой теплопроводности и удельной теплоемкости. Кремний как материал является достаточно хорошим проводником тепла, поэтому использование небольших, параллельных кремниевых микроканальных структур, с высоким соотношением сторон - шириной 32 мкм и глубиной более 260 мкм в этом чипе-охладителе, увеличивает площадь поверхности конвективного теплообмена и коэффициент теплопередачи, обеспечивая возможность максимального удаления теплового потока. Это позволяет рассеивать мощность более 600Вт/см2 , поддерживая температуру компонента ниже 100°C.

Согласно Imec, ключевым свойством кремния является то, что он может реализовывать микроструктуры с высоким аспектным отношением (т. е. отношением длины к ширине) при низких затратах, используя параллельные производственные процессы и напрямую интегрируясь в процесс производства полупроводников. В текущей версии, микроканальные теплоотводы на основе кремния, изготавливаются отдельно и затем соединяются с обратной стороной теплоотводящего чипа. Используя оптимизированный интерфейс Cu / Sn-Au, Imec удалось добиться очень низкого сопротивления теплового контакта между обеими частями. Наконец, поскольку рабочие характеристики жидкости и тепловые характеристики можно прогнозировать с высокой степенью точности, этот микроохладитель также можно адаптировать в соответствии с внешними системными ограничениями, такими как пространство и подача жидкости.

«Микрожидкостный радиатор Imec, реализованный на платформе Si (кремния), является лучшей в своем классе технологией, демонстрирующей самое низкое тепловое сопротивление, позволяющее рассеивать мощность более 600Вт/см2 при очень небольшом форм-факторе. Это позволяет увеличить тепловой поток на два порядка, по сравнению с классическими металлическими радиаторами» - сказал Филипп Суссан, главный член технического персонала. «Imec работает над разработкой следующего поколения радиаторов для охлаждения микросхем, напрямую интегрируя радиаторы и интегральную схему в масштабе одной пластины, рассчитывая на дополнительную стоимость в один доллар».

Перевод: Relektor.kz Источник: electronicsweekly.com