IBM otkriva novi način hlađenja čipova
IBM-ovi znanstvenici objavili su na konferenciji IEEE Semi-Therm detalje o novoj tehnologiji koja će značajno unaprijediti postupke hlađenja računalnih čipova.
Tehnologija koja je razvijena u suradnji IBM-ovog istraživačkog laboratorija u Zurichu i tvrtke Momentive Performance Materials (bivša GE Advanced Materials) poboljšava hlađenje čipova kroz naprednije metode primjene „ljepila“ kojima su čipovi pričvršćeni za svoje rashladne sustave. Nova tehnologija pomoći će u projektiranju bržih računalnih čipova s učinkovitijim hlađenjem. Toplina se odvodi putem rashladnih sustava koji se pričvršćuju na mikroprocesor pomoću specijalnog adhezivnog ljepila. Ljepilo je nužno kako bi se dva sustava spojila, ali ujedno predstavlja prepreku disipaciji topline.
Kako bi se poboljšalo provođenje topline, ljepilu su dodane keramičke mikročestice koje formiraju grozdove i unutar ljepila stvaraju „toplinske mostove“ između čipa i hladnjaka, čime se nadoknađuju nedostaci ljepila. Međutim čak su i ljepila s visokom koncentracijom keramičkih čestica neefikasna obzirom da konzumiraju i do 40 posto termalnog kapaciteta potrebnog za odvođenje topline s čipa.
IBM-ovi znanstvenici predstavili su novu tehnologiju za rješavanje opisanog problema. Proučavanjem načina na koji se ljepilo raspoređuje prilikom spajanja hladnjaka na čip znanstvenici su uočili da keramičke čestice u ljepilu formiraju oblik križa u kojem se nakuplja veća količina čestica nego u ostatku ljepila, čime se onemogućuje formiranje tanjeg sloja ljepila. Uzrok za to je tekući karakter ljepila koje kod primjene na površinu jednostavno slijedi putanju najmanjeg otpora. Pritom se keramičke čestice raspoređuju po dijagonalama putujući u suprotnim smjerovima te kao rezultat nastaje nakupljanje čestica koje je uslijed svog oblika poznatije pod imenom „čarobni križ“.
Kako bi se riješio ovaj problem, znanstveni tim projektirao je posebni uzorak većih i manjih kanala koji se granaju na površini i imaju funkciju identičnu kanalima za navodnjavanje, čime se regulira tok ljepila na mjestima gdje nastaje nakupljanje čestica. Na taj način postiže se homogeniji raspored čestica po površini, a time i manja debljina sloja ljepila.
Postignuti rezultati su impresivni: debljina paste smanjena je tri puta, a pritisak potreban za istiskivanje paste na površinu može se reducirati za otprilike jednak faktor. Primjena manjeg pritiska smanjuje rizik od oštećivanja osjetljivih komponenti i vodljivih staza u čipu tijekom procesa montaže komponenata. Kanali također omogućuju da se i s pastama veće gustoće čestica koje uslijed toga imaju bolju toplinsku vodljivost formiraju tanji slojevi čime se termalni otpor paste smanjuje znatno više od tri puta. Nova tehnologija omogućuje rashladnim sustavima koji se temelje na zračnom hlađenju da poboljšaju energetsku učinkovitost računala.
