IBM: Mikrotechnologie kühlt heiße Chips

Auf dem BroadGroup Power und Cooling Summit haben IBM-Forscher einen neuen Ansatz zur Verbesserung der Kühlung von Computerchips vorgestellt. Das Verfahren, genannt "High Thermal Conductivity Interface Technology“, erlaubt eine zweifache Verbesserung in Wärmeabfuhr gegenüber derzeitigen Verfahren.

Der IBM-Ansatz beeinflusst den Verbindungspunkt zwischen dem heißen Chip und den verschiedenen Kühlkomponenten, die heute eingesetzt werden, um die Hitze abzuziehen, inklusive der Heat Sinks.

Spezielle partikelgefüllte viskoseartige Pasten werden typischerweise an diesen Schnittstellen eingesetzt, um sicherzustellen, dass Chips sich gemäß der Wärmeentwicklung ausdehnen und zusammenziehen können.

Details: Das Bild zeigt ein Querschnittsdiagramm der IBM-Kühlarchitektur „High Thermal Conductivity Interface“. Das zentrale Verbindungselement ist eine spezielle zähflüssige Paste, die sich zwischen der Chipkappe und dem Chipträger befindet, um den thermischen Widerstand zu verringern. (Quelle: IBM)
Details: Das Bild zeigt ein Querschnittsdiagramm der IBM-Kühlarchitektur „High Thermal Conductivity Interface“. Das zentrale Verbindungselement ist eine spezielle zähflüssige Paste, die sich zwischen der Chipkappe und dem Chipträger befindet, um den thermischen Widerstand zu verringern. (Quelle: IBM)

Die dabei eingesetzten Pasten werden so dünn wie möglich gehalten, um eine effiziente Wärmeabfuhr vom Chip zu den Kühlkomponenten zu ermöglichen. Ein zu dünner Auftrag jedoch könnte den Chip beim Einsatz konventioneller Technologien beschädigen oder gar zerstören.

Kühlmittel: Die spezielle wärmeleitfähige Paste passt sich der Kühloberfläche an. Das Muster der Paste entsteht aus dem hierarchischen Aufbau der Kanäle der Kühlkörperoberflächen. (Quelle: IBM)
Kühlmittel: Die spezielle wärmeleitfähige Paste passt sich der Kühloberfläche an. Das Muster der Paste entsteht aus dem hierarchischen Aufbau der Kanäle der Kühlkörperoberflächen. (Quelle: IBM)

Unter Einsatz von Mikrotechnologie haben IBM-Forscher jetzt eine Chipkappe mit einem Netz von baumähnlich verzweigten Kanälen auf ihrer Oberfläche entwickelt. Das Muster wurde so entwickelt, dass sich die Paste und der Druck im Falle einer Druckbelastung über den Chip hinweg gleichmäßig verteilen. Dies ermöglicht den Erhalt einer Gleichartigkeit bei zweifach geringerem Druck und zehnfach besserem Hitzetransport über die Schnittstelle.