A integração do substrato do chip com microcanais é um tema de pesquisa de ponta global, apresentando vantagens revolucionárias em comparação com dissipadores térmicos microcanais de resfriamento líquido tradicionais. Já foi aplicada com sucesso em áreas de chips como transistor bipolar de porta isolada, demonstrando desempenho excepcional de dissipação de calor. Com o aumento da demanda por potência de saída de chips de laser semicondutores em grandes instalações científicas e setores industriais, a gestão térmica tornou-se uma questão técnica crítica. A pesquisa tradicional de resfriamento de barras laser concentrou-se principalmente na otimização da estrutura do dissipador de líquido, mas sua capacidade de dissipação é limitada pela resistência térmica do caminho de transferência de calor. Para enfrentar esse desafio, este estudo propõe um novo design de estrutura de fluxo distribuído baseado na integração do substrato do chip e microcanais para dissipação térmica eficiente de chips de laser semicondutores. Esse design reduz significativamente o caminho de transferência de calor e a resistência térmica, diminuindo efetivamente a temperatura da junção do chip e o fluxo de resfriamento, fornecendo suporte técnico importante para a realização de chips laser de alta integração e alta dissipação térmica. Os resultados mostram que a estrutura de fluxo distribuído proposta neste artigo rompe o gargalo na concepção do microcanal do substrato da barra de laser semicondutor, alcançando uma elevação de temperatura do chip ≤40 ℃ sob condições de resfriamento líquido de 0,35 L/min a 20 ℃, com fator de preenchimento ótimo de 0,25 e elevação de temperatura do chip de 30,52 ℃ sob alta densidade de fluxo térmico de 1000 W/cm².

laser semicondutor; resfriamento líquido; microestrutura do substrato; dissipação térmica integrada no chip