專利名稱：一種半導(dǎo)體激光器微通道熱沉的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種半導(dǎo)體激光器用微通道熱沉結(jié)構(gòu)，屬于半導(dǎo)體光電 子技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，高功率半導(dǎo)體激光器微通道熱沉普遍采用五層具有不同內(nèi)部鏤空 結(jié)構(gòu)的高導(dǎo)熱矩形薄片材料組合在一起構(gòu)成微通熱沉道的結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)要 求分別對(duì)五層高導(dǎo)熱矩形薄片材料精確加工然后利用焊接技術(shù)準(zhǔn)確緊密結(jié)合 在一起。這種結(jié)構(gòu)由于微通道側(cè)壁(散熱肋片)和微通道頂壁(熱載層)通
過(guò)焊接技術(shù)結(jié)合在一起引入了附加熱阻，大大增加結(jié)構(gòu)的整體熱阻；整個(gè)結(jié) 構(gòu)的組裝過(guò)程中有四個(gè)界面涉及到焊接過(guò)程，使得焊接難度高；微通道熱沉 組件均為平板結(jié)構(gòu)，導(dǎo)微通道區(qū)內(nèi)整個(gè)微通道壁高保持不變，不利于結(jié)構(gòu)優(yōu) 化和節(jié)省空間且整體機(jī)械強(qiáng)度差，導(dǎo)致微通道性能下降同時(shí)增加了高功率半 導(dǎo)體激光器微通道熱沉組裝的難度和制作成本。
實(shí)用新型內(nèi)容
為了解決背景技術(shù)中由于微通道側(cè)壁(散熱肋片)與微通道頂壁(熱載 層)通過(guò)焊接技術(shù)結(jié)合在一起引入附加熱阻、整個(gè)微通道熱沉制作焊接界面 多以及微通道組件均是平板結(jié)構(gòu)導(dǎo)致的性能差、機(jī)械強(qiáng)度差、制作難度大、 成本高的問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種新型的半導(dǎo)體激光器微通道熱沉，該 微通道熱沉不僅降低了高功率半導(dǎo)體激光器微通道制作難度和制作成本，同 時(shí)還提高了器件的整體性能和機(jī)械強(qiáng)度。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采取了如下技術(shù)方案。
本實(shí)用新型中的半導(dǎo)體激光器微通道熱沉，包括由上到下依次固連的蓋 板、分水座和底板。蓋板上設(shè)有第一進(jìn)水孔，蓋板下表面設(shè)有微通道壁，相 鄰的微通道壁之間為用于冷卻水流過(guò)的微通道；
所述分水座包括第二進(jìn)水孔、第一出水孔和分流層，分流層將分水座隔 為上下兩部分，上部分為入流區(qū)，下部分為回流區(qū)，入流區(qū)和回流區(qū)通過(guò)轉(zhuǎn)折區(qū)相連通；入流區(qū)為一敞開(kāi)空間，與第二進(jìn)水孔相連通，入流區(qū)的形狀與 蓋板中微通道壁的形狀相適應(yīng)，微通道壁在入流區(qū)內(nèi)，蓋板與分水座之間密 封；回流區(qū)為一敞開(kāi)空間且與第一出水孔相連通；
所述底板上設(shè)有第三進(jìn)水孔和第二出水孔，第三進(jìn)水孔、第二進(jìn)水孔和 第一進(jìn)水孔相連通，第二出水孔與第一出水孔相連通；所述底板與分水座之 間密封。
所述的微通道壁遠(yuǎn)離第一進(jìn)水孔一側(cè)的高度hl大于靠近第一進(jìn)水孔一側(cè) 的高度h2。
所述微通道壁由高度hl沿直線或曲線變化到高度h2。
所述的曲線為拋物線。 本實(shí)用新型與傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)及制造方法相比具有以下優(yōu)點(diǎn)1 )微通道壁即 散熱肋片與微通道頂壁即蓋板為一體化結(jié)構(gòu)，避免背景技術(shù)中分層結(jié)構(gòu)連接 時(shí)引入的附加熱阻，提高了器件整體散熱能力；2)本實(shí)用新型由三部分組 件構(gòu)成，與五組件及其更為復(fù)雜結(jié)構(gòu)的多界面相比，降低了連接難度和加工 成本，同時(shí)還增加了整體結(jié)構(gòu)的機(jī)械強(qiáng)度；3)本實(shí)用新型中微通道壁根據(jù)熱 源特點(diǎn)而改變了不同位置的壁高，相對(duì)背景結(jié)構(gòu)中平板組件微通道壁受平板 組件厚度決定不能改變的情況，更利于優(yōu)化獲得高性能熱沉，同時(shí)更為節(jié)省 空間。

圖1是本實(shí)用新型的蓋板俯視圖
圖2是圖1的正視圖
圖3是本實(shí)用新型的分水座的俯視圖
圖4是圖3的仰視圖
圖5是圖3的正視圖
圖6是本實(shí)用新型中的底板俯視圖
圖7是圖6的正視圖
圖8是本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)俯視圖
圖9是圖8的仰視圖
4圖10是圖8的正視圖
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例詳細(xì)描述本實(shí)用新型，但本實(shí)用新型不限于
這些實(shí)施例
本實(shí)施例的結(jié)構(gòu)如圖8、圖9和圖10所示，包括蓋板l、分水座2和底 板3，蓋板1位于分水座2的上方，二者之間固連。底板3位于分水座2的下 方，二者之間也固連。
蓋板l的結(jié)構(gòu)如圖l、圖2所示，蓋板l靠右設(shè)有第一進(jìn)水孔4，在蓋 板l的下表面靠左設(shè)有微通道壁5，相鄰的兩個(gè)微通道壁5之間為用于冷卻 水流過(guò)的微通道，并且微通道壁5在遠(yuǎn)離第一進(jìn)水孔4 一側(cè)的高度hl大于靠 近第一進(jìn)水孔4 一側(cè)的高度h2。微通道壁5由高度hl沿直線或曲線變化到高 度h2。曲線可以為各種拋物線。微通道壁5與蓋板1為一體式結(jié)構(gòu)，減少了 一道焊接界面，同時(shí)還減少了熱阻。
分水座2的結(jié)構(gòu)如圖3、圖4和圖5所示，包括第二進(jìn)水孔6、第一出水 孔7、第一定位孔8和分流層14，第一進(jìn)水孔4與第二進(jìn)水孔6直徑相等。 分流層14設(shè)在分水座2靠左部分，將分水座2隔為上下兩部分，上部分為入 流區(qū)9，下部分為回流區(qū)12，入流區(qū)9和回流區(qū)12通過(guò)轉(zhuǎn)折區(qū)IO相連通。 入流區(qū)9為一敞開(kāi)空間，與第二進(jìn)水孔6相連通，入流區(qū)9的形狀與蓋板中 微通道壁5的形狀相適應(yīng)，當(dāng)二者連接時(shí)，微通道壁5設(shè)置在入流區(qū)內(nèi)。下 部分為回流區(qū)12，回流區(qū)6也一敞開(kāi)空間，與第一出水孔7相連通，在回流 區(qū)敞開(kāi)空間的下部固定有底板，形成冷卻水流出的通道。蓋板1和分水座2 連接時(shí)，將第一進(jìn)水孔4與第二進(jìn)水孔6的外徑精確對(duì)準(zhǔn)，這樣，微通道壁5 設(shè)在入流區(qū)9內(nèi)，二者之間通過(guò)第一連接臺(tái)11密封，形成冷卻水流動(dòng)的通道。
底板3的結(jié)構(gòu)如圖6、圖7所示，其上設(shè)有第三進(jìn)水孔15、第二出水孔 16和第二定位孔17。第三進(jìn)水孔15與第二進(jìn)水孔6、第二定位孔17與分水 座上的第一定位孔8、以及第二出水孔16與第一出水孔7直徑分別相等。底 板3與分水座2連接時(shí)，第三進(jìn)水孔15與第二進(jìn)水孔6外徑精確對(duì)準(zhǔn)，第一 定位孔8與第二定位孔17外徑精確對(duì)準(zhǔn)，第一出水孔7與第二出水孔16外徑精確對(duì)準(zhǔn)。在底板3與分水座2連接的部位通過(guò)第二連接臺(tái)13密封，形成 冷卻水的出水通道。
本實(shí)施例中蓋板1、底板3均采用無(wú)氧銅或CuW合金或表面金屬化BeO 等，分水座2采用表面金屬化塑料。蓋板1與第一連接臺(tái)11以及底板3與第 二連接臺(tái)13連接方式采用導(dǎo)電膠粘接或焊接。
本實(shí)用新型工作時(shí)冷卻水由第一進(jìn)水孔4、第二進(jìn)水孔6和第三進(jìn)水孔 15共同構(gòu)成的進(jìn)水孔進(jìn)入，先流入分水座2上的入流區(qū)9，再流入蓋板l上 的微通道后經(jīng)過(guò)分水座2上的轉(zhuǎn)折區(qū)10流入回流區(qū)12，最后經(jīng)過(guò)第一出水孔 7和第二出水孔16共同構(gòu)成的出水孔流出。
權(quán)利要求1、一種半導(dǎo)體激光器微通道熱沉，其特征在于包括由上到下依次固連的蓋板(1)、分水座(2)和底板(3)；蓋板(1)上設(shè)有第一進(jìn)水孔(4)，蓋板(1)下表面設(shè)有微通道壁(5)，相鄰的微通道壁(5)之間為用于冷卻水流過(guò)的微通道；所述分水座(2)包括第二進(jìn)水孔(6)、第一出水孔(7)和分流層(14)，分流層(14)將分水座(2)隔為上下兩部分，上部分為入流區(qū)(9)，下部分為回流區(qū)(12)，入流區(qū)(9)和回流區(qū)(12)通過(guò)轉(zhuǎn)折區(qū)(10)相連通；入流區(qū)(9)為一敞開(kāi)空間，與第二進(jìn)水孔(6)相連通，入流區(qū)(9)的形狀與蓋板中微通道壁(5)的形狀相適應(yīng)，微通道壁(5)在入流區(qū)(9)內(nèi)，蓋板(1)與分水座(2)之間密封；回流區(qū)(12)為一敞開(kāi)空間且與第一出水孔(7)相連通；所述底板(3)上設(shè)有第三進(jìn)水孔(15)和第二出水孔(16)，第三進(jìn)水孔(15)、第二進(jìn)水孔(6)和第一進(jìn)水孔(4)相連通，第二出水孔(16)與第一出水孔(7)相連通；所述底板(3)與分水座(2)之間密封。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種半導(dǎo)體激光器微通道熱沉，其特征在于所述 的微通道壁遠(yuǎn)離第一進(jìn)水孔(4) 一側(cè)的高度hl大于靠近第一進(jìn)水孔(4) 一 側(cè)的高度h2。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種半導(dǎo)體激光器微通道熱沉，其特征在于所述 微通道壁(5)由高度hl沿直線或曲線變化到高度h2。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種半導(dǎo)體激光器微通道熱沉，其特征在于所述 的曲線為拋物線。
專利摘要本實(shí)用新型涉及到一種半導(dǎo)體激光器微通道熱沉，屬于半導(dǎo)體光電子技術(shù)領(lǐng)域。本實(shí)用新型包括由上到下依次固連的蓋板(1)、分水座(2)和底板(3)。蓋板(1)上設(shè)有第一進(jìn)水孔(4)，蓋板(1)下表面設(shè)有微通道壁(5)，相鄰的微通道壁(5)之間為用于冷卻水流過(guò)的微通道。本實(shí)用新型利用三層組件結(jié)構(gòu)代替現(xiàn)有五層結(jié)構(gòu)，進(jìn)而降低制作難度和成本并提高機(jī)械強(qiáng)度，且利用微通道壁的高度變化提高整體散熱性能。這種新型微通道熱沉結(jié)構(gòu)實(shí)用于當(dāng)前任何半導(dǎo)體激光列陣和疊陣的制備。
文檔編號(hào)H01S5/024GK201402913SQ200920105188
公開(kāi)日2010年2月10日 申請(qǐng)日期2009年1月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月23日
發(fā)明者江 劉, 舜 堯, 王智勇 申請(qǐng)人:北京工業(yè)大學(xué)