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TECH INSIGHT NEWS TECHNOLOGIES 25 - ELETTRONICA OGGI 477 - APRILE 2019 materiale verticalmente in strati molto sottili invece di essere costretti a posizionarlo esattamente uno accanto all’altro. Inoltre, il materiale semiconduttore, che a volte è particolarmente sensibile, può essere applicato alla fine del processo evitando quindi possibili danni derivanti da precedenti fasi della produzione. Le potenziali aree di applicazione per i nuovi dispositivi includono OLED e sensori in cui sono richieste basse tensioni, alte densità di corrente in condizioni di ON o transconduttanze elevate. Da Imec un sistema di raffreddamento per chip più efficiente La soluzione di Imec per migliorare il raffreddamento dei chip utilizza microcanali ricavati direttamente dal silicio Emanuele Dal Lago Uno dei trend più longevi nell’elettronica è la miniaturizzazione, ma ormai in alcuni settori i problemi da risolve- re per potere ridurre ulteriormente le dimensioni dei circuiti sono molto complessi. Uno di questi è legato allo smaltimento del calore prodotto dai semiconduttori che offrono densità di potenza sempre maggiori. I sistemi di raffreddamento dei microchip devono infatti mantenere le temperature a livelli adeguati per evitare danni e non limitare la vita operativa dei componenti, ma gli attua- li sistemi spesso non sono più sufficienti e i relativi costi, inoltre, stanno aumentando sensibilmente. Imec ha realizzato un sistema di raffreddamento innova- tivo che offre prospettive molto interessanti, sia dal punto di vista dell’efficienza che da quello dei costi. Il sistema infatti è realizzato tramite microcanali e il materiale usato è il silicio. I microcanali permettono il passaggio di un microfluido che trasferisce il calore e offrono una superficie di scam- bio migliore rispetto ad altre soluzioni. Il silicio invece offre diversi vantaggi come per esempio una discreta conduci- bilità termica, la possibilità di essere modellato con estre- ma precisione, ma soprattutto il fatto che è lo stesso mate- riale usato per realizzare i chip, per cui diventa possibile realizzare le microstrutture di raffreddamento direttamen- te a livello di chip. I microcanali utilizzati sono delle strutture molto piccole che misurano 32 μm di larghezza e oltre 260 μm di profon- dità e sono relativamente economici da realizzare. Dal punto di vista delle prestazioni, Imec precisa che il nuo- vo sistema di raffreddamento offre una resistenza termi- ca complessiva da 0,34 a 0,28 K/W e si può utilizzare una pompa da 2 W per il liquido. Si possono trasferire oltre 600 W/cm 2 lasciando il componente a temperature inferiori ai 100 °C. I valori di trasferimento del calore sono maggiori di circa due ordini di grandezza rispetto a quelli dei classici dissipatori in metallo. Nella versione attuale, i dissipatori di calore a microcanali in silicio sono fabbricati separatamente rispetto ai chip e quindi interfacciati alla parte posteriore dei componenti. Utilizzando un’interfaccia ottimizzata di tipo Cu/ Sn-Au, Imec sottolinea che si può ottenere una resistenza termica di contatto molto bassa tra le due parti. Imec sta lavorando però anche allo sviluppo di una nuova generazione di questa soluzione di raffreddamento integrando direttamente il sistema di dissipazione di calore e il circuito integrato a livello di wafer. Dal punto di vista dei costi, uno degli obbiettivi è quello di far costare questo sistema un dollaro per ogni chip. Il sistema di raffreddamento di Imec utilizza un fluido che passa in microcanali realizzati nel silicio raggiungendo una elevata efficienza nel trasferimento del calore dai chip