新型半导体激光巴条衬底与液冷微结构集成散热研究

作     者：陈琅 刘嘉辰 章珺越 吴顺华 黄维洲 张锐 王贞福 张佳晨 李特 CHEN Lang;LIU Jiachen;ZHANG Junyue;WU Shunhua;HUANG Weizhou;ZHANG Rui;WANG Zhenfu;ZHANG Jiachen;LI Te

作者机构：中国科学院西安光学精密机械研究所瞬态光学与光子技术国家重点实验室陕西西安710119 中国科学院大学北京100049 

基　　金：国家自然科学基金(61504167) 陕西省自然科学基金(2023-JC-YB-556,2022JQ-531,2019ZY-CXPT-03-05,2018JM6010,2015JQ6263) 陕西省科技厅人才项目(2017KJXX-72) 

出 版 物：《发光学报》 (Chinese Journal of Luminescence)

年 卷 期：2025年第46卷第2期

页      码：343-353页

摘      要：芯片衬底与微通道集成一体化是一项全球前沿的研究热点,与传统液冷微通道热沉相比,具有革命性的优势,已成功应用于绝缘栅双极型晶体管等芯片领域,展现出卓越的散热性能。随着大科学装置及工业领域对半导体激光芯片输出功率需求的增加,热管理成为一项关键技术问题。传统激光巴条冷却研究主要集中在优化液冷热沉结构,但其散热能力受到传热路径热阻的限制。为应对这一挑战,本研究基于芯片衬底与微通道集成一体化设计,提出了一种新型分布式流型结构,用于半导体激光芯片的高效散热。该设计显著缩短了传热路径,减少了热阻,从而有效降低芯片结温与冷却流量,为实现高集成度和高散热量的激光芯片提供了重要技术支撑。研究结果表明,本文提出的分布式流型结构突破了半导体激光巴条衬底微通道设计的瓶颈,在0.35 L/min@20℃的液冷条件下,实现了芯片温升≤40℃的目标,并在1000 W/cm^(2)的高热流密度条件下获得了最佳填充因子为0.25,芯片温升为30.52℃的模拟结果。

主 题 词：半导体激光巴条 液冷 衬底微结构 片上集成散热 

学科分类：080901[080901] 0809[工学-计算机类] 08[工学] 080401[080401] 0804[工学-材料学] 0803[工学-仪器类] 

核心收录：

D　O　I：10.37188/CJL.20240205

馆 藏 号：203157422...