Högdissipativa mikrovätskekylda elektronikförpackningar

Syfte och mål

Det finns idag ett behov från marknaden av en effektivare kylning av värme-genererande elektronik. Traditionella lösningar existerar, vilka samtliga ändå är volymkrävande och dyra.

APR Technologies har en revolutionerande idé om hur man med hjälp av sina miniatyriserade pumpar och en dielektrisk vätska kan kyla elektronik direkt på chipnivå, och därmed erhålla förhöjd designfrihet, prestanda, samt sänkt tillverkningskostnad. En framgångsfaktor är att kunna förhöja värmeöverföringen mellan chip och kylmedium med tvådimensionella skikt (grafen och/eller bornitrid (BN)-baserade.

Aktiv termisk reglering är identifierad som en kritisk teknologi inom flyg- & rymd-industrin i Europa. Tillämpningarna inom rymd är jordobservation, vetenskapliga missioner, telekommunikation, navigation, utforskning och astronomi. Inom flygindustrin ser vi tillämpningar såsom radar, datorkraft och grafikprocessering samt eventuella framtida elflyg. Potentiella kunder är Thales, Airbus, NASA, Boeing, SAAB med flera.

Utöver ovanstående krävande tillämpningar, med höga priser men begränsad volym, finns ett flertal volymtillämpningar för chip-skaliga lösningar; till exempel smartphones, surfplattor, laptopdatorer etc. Exempel på kunder är HP, Samsung, Apple, Huawei, Lenovo, Sony med flera. Inte minst i samband med snabbladdning har man behov av maximal kylkapacitet till liten storlek.

Detta projekt innebär en övergripande genomförbarhetsstudie, där såväl etablerade som nya teknologier jämförs, för att hitta ett eller flera vinnande koncept. Dessa kommer utgöra grunden i ett tänkt efterföljande FoU- eller Demonstratorprojekt. I detta projekt samverkar APR Technologies, Chalmers Industriteknik och Chalmers. Ett svenskt företag (Elitkomposit) och NASA är intressenter.

Abstract in english

High-dissipative micro-liquid cooled electronics packaging

Today there is a need from the market for a more efficient cooling of heat-generating electronics. Traditional solutions exist, all of which are still bulky and expensive.

APR Technologies has a revolutionary idea of ​​how to use their miniaturised pumps and a dielectric fluid to cool electronics directly at the chip level, thereby achieving enhanced design freedom, performance, and reduced manufacturing cost. One success factor is to be able to enhance the heat transfer between the chip and the refrigerant with two-dimensional layers (graphene and / or boron nitride (BN)-based).

Active thermal regulation is identified as a critical technology in the aerospace industry in Europe. The applications in space are earth observation, scientific missions, telecommunications, navigation, exploration and astronomy. In the aerospace industry, we see applications such as radar, computer power and graphics processing as well as possible future electric flights. Potential customers are Thales, Airbus, NASA, Boeing, SAAB and others.

In addition to the above demanding applications, with high prices but limited volume, there are several volume applications for chip-scaly solutions; for example, smartphones, tablets, laptop computers etc. Examples of customers are HP, Samsung, Apple, Huawei, Lenovo, Sony and others. Not least in connection with fast charging, one needs a maximum cooling capacity to a small size.

This project means an overall feasibility study, where both established and new technologies are compared, to find one or more winning concepts. These will form the basis of an imaginary subsequent R&D or demonstrator project. In this project, APR Technologies, Chalmers Industriteknik and Chalmers collaborate. A Swedish company (Elitkomposit) and NASA are stakeholders.

Utlysning:
Samverkan för kommersiella tillämpningar med grafen – hösten 2018

Projektpartners: APR Technologies,  Chalmers Industriteknik och Chalmers tekniska högskola

Projektledare: Elisabeth Söderlund, APR Technologies

E-mail: elisabeth.soderlund@aprtec.com

Bidrag: 300 000 kr

Projektets löptid: 1 dec 2018 - 30 maj 2019

Relaterade styrkeområden:

Med stöd från: