Die Integration des Chipsubstrats mit dem Mikrokanal ist ein weltweit führendes Forschungsgebiet mit revolutionären Vorteilen gegenüber der herkömmlichen Kühlung durch Flüssigkeitsmikrokanäle. Sie wurde bereits erfolgreich im Bereich von Bipolartransistoren mit isoliertem Gate von isoliertem Substrat und anderen Chipbereichen eingesetzt und zeigte eine ausgezeichnete Wärmeableitungsfähigkeit. Mit der steigenden Nachfrage nach Ausgangsleistung von Halbleiterlaserchips in großen wissenschaftlichen und industriellen Geräten ist das Wärmemanagement zu einem wichtigen technischen Problem geworden. Die herkömmliche Forschung zum Kühlen von Laserstäben konzentrierte sich hauptsächlich auf die Optimierung der Flüssigkeitskühlstruktur, aber ihre Wärmeableitungsfähigkeit wird durch den thermischen Widerstand der Wärmeübertragungswege eingeschränkt. Um dieser Herausforderung zu begegnen, schlägt diese Untersuchung eine neue strukturierte Flussstruktur vor, die auf dem integrierten Design des Chipsubstrats und des Mikrokanals basiert und eine effektive Wärmeableitung von Halbleiterlaserchips ermöglicht. Dieses Design verkürzt deutlich den Wärmeübertragungsweg, reduziert den thermischen Widerstand und senkt somit die Chip-Temperatur und den Kühlfluss und unterstützt die hohe Integration und hohe Wärmeableitung von Laserchips technisch. Die Ergebnisse der Studie zeigen, dass die von dieser Studie vorgeschlagene strukturierte Flussstruktur die Engpässe im Entwurf der Mikrokanal-Designs von Halbleiterlaserstäben überwindet, eine Chip-Temperaturerhöhung ≤ 40 °C bei einer Flüssigkeitskühlrate von 0,35 L/min bei 20 °C erreicht und einen besseren Füllfaktor von 0,25 erzielt unter Bedingungen mit hoher Wärmeflussdichte von 1 000 W/cm² und einer Chip-Temperatur von 30,52 °C für die Simulationsergebnisse.

Halbleiterlaserstrahl; Flüssigkühlung; Mikrostruktur des Substrats; integrierte Wärmeableitung auf dem Chip