Anizotróp marási eljárással készített integrált mikrocsatornás hűtőeszközök termikus szimulációja és karakterizációja

A fokozatos méretcsökkentésnek és a Moore-törvényen is túlmutató integrációnak köszönhetően a félvezető eszközök (pl.: nagyteljesítményű FPGA-k) egységnyi felületre vett disszipációja fokozatosan növekszik (akár 100W/cm2 fölé). Az FCPGA tokba fejjel lefelé, szendvicsszerkezet-szerűen elhelyezett lapkákról a működés közben termelt hő csak a tok tetejére szerelt hűtőborda felé tud távozni, emiatt a működés során termelt hő nagy hőmérsékletnövekedést okoz. A félvezető eszközöket működés közben jól meghatározott hőmérséklettartományban kell tartani, különben a túlmelegedés miatt végzetesen károsodhat.
A jelenleg alkalmazott makroméretű hűtőeszközök amellett, hogy jelentős tömeget és térfogatot képviselnek, kezdik elérni a hűtőteljesítményük maximumát, ezért új típusú hűtőeszközök kifejlesztése szükséges. Egy lehetséges megoldás a mikroméretű hűtőeszközök alkalmazása. A jelenlegi kutatómunka célja egy mikroméretű integrált hűtőeszköz termikus karakterizációjának elvégzése.
A vizsgálat alapjául egy kisméretű, integrált áramköri tokban is elhelyezhető mikroméretű hűtőeszköz szolgál. A mikrohűtőborda előállítása az ún. LIGA (Litographie, Galvanoformung, Abformung) technológián alapul, melynek segítségével lehetővé válik a csíkszélességhez képest igen vastag rétegek előállítása.
A mikrométerű hűtőeszközök hatékonyságának megállapítására a termikus karakterizációs eljárás alkalmas. A mérés során felvett hőmérsékleti tranziens függvényből az NID módszer alkalmazásával egy ún. kumulatív struktúrafüggvényt kapunk, amely az egydimenziós hőútban található anyagok hőkapacitását és hőellenállását adja meg, amelyből az új hűtési módszer hatékonysága megállapítható.
 
Takács