摘要
チップ基板とマイクロチャネルの一体化は、世界的に最先端の研究ホットスポットであり、従来の液冷マイクロチャネルヒートシンクに比べて革新的な利点を有し、絶縁ゲートバイポーラトランジスタなどのチップ分野に成功裏に適用され、卓越した放熱性能を示しています。大規模科学装置および産業分野における半導体レーザーチップの出力電力需要の増加に伴い、熱管理は重要な技術課題となっています。従来のレーザーバー冷却研究は主に液冷ヒートシンク構造の最適化に焦点を当てていますが、その放熱能力は熱伝達経路の熱抵抗に制約されています。この課題に対応するため、本研究ではチップ基板とマイクロチャネルの一体化設計に基づき、半導体レーザーチップの効率的な放熱のために新しい分散流構造を提案しました。この設計は伝熱経路を大幅に短縮し、熱抵抗を低減することで、チップ接合部の温度と冷却流量を効果的に下げ、高集積かつ高放熱量のレーザーチップ実現に重要な技術的支援を提供します。研究結果は、本論文で提案した分散流構造が0.35 L/min@20 ℃の液冷条件下で半導体レーザーバー基板のマイクロチャネル設計のボトルネックを突破し、チップ温度上昇≤40 ℃の目標を達成し、1,000 W/cm²の高熱流密度条件で最適充填率0.25、チップ温度上昇30.52 ℃のシミュレーション結果を得たことを示しています。
关键词
半導体レーザーバー;液冷;基板微細構造;オンチップ集積放熱