Minyatür Mikro Akışkan Soğutucu Geliştirildi

Imec, yüksek performanslı çipleri soğutmak için ısı akısı dağılımında etkili ve çipin üzerine entegre edilebilen minyatür mikro akışkan soğutucu geliştirdi. Nürnberg’de yapılan konferansta tanıtılan tasarımı gelin daha yakından inceleyelim.

A- A+

14.03.2019 tarihli yazı 7261 kez okunmuştur.

Soğutucu Mikro Akışkan Soğutucu Isı Akısı Mikroişlemci MEMS Mikro Teknoloji Nano Teknoloji

Mikro ve nano teknolojide, ısı dönüştürücüler ile ilgili tasarımlarda köklü değişiklikler yapıldı. Mikroişlemcilerde, özellikle yerel sıcak noktaların oluşturduğu zorluklar için soğutucular konusunda çok fazla ilerleme görülüyor. Ancak hala yarı iletken bileşenlerin aşırı ısınmasından dolayı bir performans sınırlaması oluyor. Özellikle farklı kalıplar, diğerlerine daha yakın olarak yerleştirildiğinde bu durum ile karşılaşılabiliyor. Birim maliyetlerinin az olması için küçük olma eğilimindedirler ve minyatürleşme nedeniyle bileşenler bir araya getirilirken, ısı kaynaklarının daha küçük hacimlerde yoğunlaştırılma etkisi vardır.

Günümüzde çiplerin çoğu, fazla ısının taşınması için havayı, paketlenmiş çiplerin üzerindeki soğutuculardan geçiren fanlar tarafından soğutuyor. Hava soğutmadan daha etkili olan gelişmiş su soğutma işlemi, soğutucuyu daha verimli ısı transferi sağlayan soğuk plakaya dönüştürüyor. Yüksek ısı akısının önlenmesinde sıvının kullanımı; ısı iletkenliği ve özgül ısı kapasitesi nedeniyle havaya kıyasla daha etkili.

Yüksek ısı akısı dağılımını sağlayan silikon bazlı kompakt mikro kanal soğutucuyu tanıtan Imec, silikondan yapılmış olan soğutucuyu üretmek için yarı iletken ve mikro elektrik-mekanik sistemleri (MEMS) kullanmayı düşünüyor. Bununla birlikte; çok küçük boyutlarda olması, entegrasyon kolaylığı sağlaması ve az güç tüketimi hedefleniyor. MEMS teknolojisinde kullanılan en yaygın malzeme, fiziksel ve ticari özelliklerden dolayı silikondur.

Cihazların yüksek kalitesi ve düşük maliyeti için, mikro kanalların üretiminde iyi bir ısı iletkeni olan silikon kullanılıyor. Imec’in çip soğutucusunda da yüksek en-boy oranlı silikon mikro kanallar mevcut. Bu mikro kanallar, 32 µm genişliğe ve 260 µm derinliğe sahip. Küçük, paralel ve yüksek en-boy oranlı mikro kanal yapının kullanılması, ısı transfer yüzey alanını ve ısı transfer katsayısını artırarak yüksek ısı akısını önlüyor.

►İlginizi Çekebilir: Soğutucu Verimi Nasıl Artırılır?

Elektronik endüstrisinde entegre çiplerin ve paketlerinin küçülmesi ile birlikte güç yoğunluğu sürekli artıyor. Bu da, cihazların güvenilirliğini ve performansını etkileyen zararlı ısı etkileri ortaya çıkarıyor. Silikon kullanımı, sistemlerin ve güç elektroniğinde karşılaşılan ısı sorununa çözüm olabiliyor. Düşük maliyetle yüksek boyut oranlı mikro yapıların yapımında kullanılan silikon yarı iletken yapıya doğrudan entegre edilebiliyor. Günümüzde, silikon bazlı mikro kanal ısı alıcılar ayrı üretiliyor ve sonradan ısı dağıtıcı çipin arka tarafına arayüz olarak ekleniyor. Mevcut olan doğrudan soğutma, çip yüzeyinde bir ısı akısı oluşturuyor.

Optimize edilmiş bir Cu / Sn-Au arayüzü kullanan Imec, iki parça arasında çok düşük bir termal direnç elde ediyor. Akışkanlık performansı ve ısıl davranış tahmin edilebiliyor. Imec’in mikro soğutucusu sıvı temini gibi dış sistem kısıtlamalarına göre de uyarlanabiliyor.

Teknik personel baş üyesi Philippe Soussan, “Bir silikon ile üretilen Imec’in mikro akışkan soğutucusu, 600 W/cm²’nin üzerinde çok küçük bir şekil faktörü olarak güç kaybına izin veren en düşük ısıl direnci gösteriyor. Klasik metal soğutucularla kıyaslandığında, ısı akısında iki büyüklük düzeyinde artış sağlıyor. Imec, soğutucuları doğrudan birleştirerek yeni nesil bir çip soğutma çözümü geliştiriyor.” şeklinde açıklama yaptı.

Kaynak:

►electronicspecifier.com
►eenewspower.com