[實用新型]激光器微通道熱沉

有效

• 申請號: 201120229409.2
• 申請日: 2011-07-01
• 公開（公告）號: CN202103311U
• 公開（公告）日: 2012-01-04
• 發明（設計）人: 王媛媛;常會增;王偉;陳宏泰;徐會武;安振峰
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第十三研究所
• 主分類號: H01S5/022
• 分類號: H01S5/022;H01S5/024
• 代理公司: 石家莊國為知識產權事務所 13120
• 代理人: 米文智

技術領域

本實用新型屬于光電技術領域，具體涉及半導體激光器微通道熱沉。

背景技術

由于半導體激光器的體積小、重量輕、轉換效率高、壽命長、易于調制等優點，使得它目前在工業、醫療、通訊、信息顯示、軍事等領域中的應用非常廣泛。高功率半導體激光技術是發展國防工業的重要技術基礎，其發展將直接推動引信、跟蹤、制導、武器模擬、點火引爆、雷達、夜視、目標識別與對抗等技術的更新換代。目前高功率半導體激光器陣列所面臨的主要問題是激光器散熱問題，這一問題也成了目前國際的難題，而微通道熱沉散熱技術是大功率半導體激光器疊陣封裝最先進的技術之一。

目前商業上廣泛使用的微通道熱沉是無氧銅微通道熱沉，無氧銅微通道熱沉由于與砷化鎵基芯片的熱膨脹系數的匹配性相差較大，在封裝過程中極易出現“微笑”效應而嚴重影響芯片的封裝可靠性以及壽命。現在主要還是通過在無氧銅微通道熱沉上面燒焊一次級熱沉來控制，但是引入次級熱沉不但需要增加一步燒焊工藝還增加了一個傳熱界面對半導體激光器的散熱產生更多的消極影響。

實用新型內容

本實用新型要解決的技術問題是提供一種與砷化鎵基芯片熱膨脹匹配、熱導率高的激光器微通道熱沉。

為解決上述技術問題，本實用新型所采取的技術方案是：

一種激光器微通道熱沉，由疊合封裝的內部鏤空的矩形薄片構成，所述矩形薄片為五片，從上到下依次為鎢銅合金的芯片安裝片、微通道片、導流片、引流片和鎢銅合金的密封片；所述芯片安裝片、微通道片、導流片、引流片和密封片的上部、下部和中部分別設有對應的進水孔、出水孔和機械安裝孔；所述微通道片的頂部設有左右對稱的斜向梳齒，中部設有與所述斜向梳齒連通的槽孔；所述導流片的頂部設有矩形的導水槽，所述導流片的左右兩側對稱設有與導流片上的出水孔相連通的第一水路槽；所述引流片的頂部設有與引流片上的進水孔連通的左右對稱的豎直梳齒，所述引流片的左右兩側設有與第一水路槽對應的第二水路槽。

所述斜向梳齒的齒數≥8個；豎直梳齒的齒數≥8個。

所述微通道片上的槽孔靠近下部的出水孔。

所述斜向梳齒的齒間距離相等；所述豎直梳齒的齒間距離相等。

所述斜向梳齒的斜向角為30-50°。

本實用新型中芯片安裝片和密封片采用銅鎢合金，銅鎢合金的熱膨脹系數與砷化鎵基芯片熱膨脹相近，使得芯片安裝片與激光器芯片匹配良好，可以實現無燒結應力封裝；在封裝過程中可有效避免“微笑”效應；在微通道內部管路中，由于管路尺寸較小，水流在內部由于外部水壓產生很大的流速，流速越大，流體分子所受到的沖擊力就越大，原子的瞬時數量也就劇增，流體整體的碰撞率也就越大，就越容易產生湍流；此外微通道片作為微通道熱沉的主要散熱片，其齒的斜角設計也能夠增大流體的劇烈運動易于形成湍流。

采用上述技術方案所產生的有益效果在于：1）采用銅鎢合金的芯片安裝片和鎢銅合金的密封片，有效避免了封裝過程中的微笑效應；2）采用本實用新型，微通道熱沉內部水流呈現湍流流動狀態，增大了換熱系數。

附圖說明

下面結合附圖和具體實施方式對本實用新型作進一步詳細的說明。

圖1是本實用新型的芯片安裝片主視示意圖；

圖2是本實用新型微通道片的主視示意圖；

圖3是本實用新型導流片的主視示意圖；

圖4是本實用新型引流片的主視示意圖；

圖5是本實用新型密封片的主視示意圖；

1、芯片安裝片，2、微通道片，3、導流片，4、引流片，5、密封片，101、第一進水孔，102、第一機械安裝孔，103、第一出水孔，201、第二出水孔，202、第二機械安裝孔，203、第二出水孔，204、槽孔，205、斜向梳齒，301、第三出水孔，302、第三機械安裝孔，303、第三出水孔，304、第一水路槽，305、導水槽，401、第四進水孔，402、第四機械安裝孔，403、第四出水孔，404、第二水路槽，405、豎直梳齒，501、第五進水孔，502、第五機械安裝孔，503、第五出水孔。

具體實施方式

參見圖1-圖5，本實用新型由疊合封裝的內部鏤空的矩形薄片構成，所述矩形薄片為五片，從上到下依次為鎢銅合金的芯片安裝片1、微通道片2、導流片3、引流片4和鎢銅合金的密封片5。所述芯片安裝片1的上部、下部和中部對稱地設有第一進水孔101、第一出水孔103和第一機械安裝孔102，第一進水孔101和第一出水孔103用來配合密封圈來保證多個微通道熱沉連接時的水密性，同時作為微通道熱沉的進、出水口。