摘要
칩 기판과 마이크로채널 통합 일체화는 전 세계적으로 최첨단 연구 분야로서, 기존 액체 냉각 마이크로채널 히트 싱크에 비해 혁신적인 장점을 가지고 있으며, 절연 게이트 양극성 트랜지스터 등의 칩 분야에 성공적으로 적용되어 뛰어난 열 방출 성능을 보여주고 있습니다. 대형 과학 장치 및 산업 분야에서 반도체 레이저 칩 출력 전력 수요가 증가함에 따라 열 관리가 중요한 기술 과제로 떠올랐습니다. 기존 레이저 바 냉각 연구는 주로 액체 냉각 히트 싱크 구조 최적화에 집중했으나, 열전달 경로의 열 저항으로 인해 방열 능력이 제한되었습니다. 이러한 도전에 대응하기 위해 본 연구에서는 칩 기판과 마이크로채널 통합 일체화 설계를 기반으로 반도체 레이저 칩의 효율적인 열 방출을 위한 새로운 분산 흐름 구조를 제안하였습니다. 이 설계는 열전달 경로를 현저히 단축하고 열 저항을 감소시켜 칩 접합 온도 및 냉각 유량을 효과적으로 낮추어 고집적 및 고열 방출 레이저 칩 구현에 중요한 기술적 지원을 제공합니다. 연구 결과는 제안된 분산 흐름 구조가 0.35 L/min@20 ℃의 액체 냉각 조건에서 반도체 레이저 바 기판 마이크로채널 설계의 병목 현상을 돌파하여 칩 온도 상승 ≤40 ℃ 목표를 달성했으며, 1,000 W/cm²의 고열 유속 조건에서 최적 충진율 0.25 및 칩 온도 상승 30.52 ℃ 시뮬레이션 결과를 얻었음을 보여줍니다.
关键词
반도체 레이저 바; 액체 냉각; 기판 미세구조; 온칩 통합 방열