Исследование интегрированного охлаждения новой структуры жидкостного микроканала полупроводникового лазерного излучения

CHEN Lang ,  

LIU Jiachen ,  

ZHANG Junyue ,  

WU Shunhua ,  

HUANG Weizhou ,  

ZHANG Rui ,  

WANG Zhenfu ,  

ZHANG Jiachen ,  

LI Te ,  

摘要

Интеграция подложки микросхемы с микроканалом является передовым направлением мировых исследований с прорывными преимуществами по сравнению с традиционным жидкостным микроканалом для тепловых погружений, успешно применяется в области микросхем, таких как изоляционный барьерный биполярный транзистор, проявляя выдающуюся тепловые свойства. С увеличением требований к выходной мощности полупроводникового лазерного излучения в крупных научных установках и промышленности управление теплом становится ключевой технологической проблемой. Традиционные исследования по охлаждению лазерной полоской в основном сосредотачиваются на оптимизации структуры жидкостного теплового погружения, но ее тепловая способность ограничивается тепловым сопротивлением пути теплопроводности. Для решения этой проблемы настоящее исследование базируется на подложке микросхемы с интегрированным микроканалом, предлагается новая структура распределенного потока, используемая для эффективного тепловыделения полупроводниковых лазерных микросхем. Этот дизайн значительно сокращает путь теплопроводности, снижает тепловое сопротивление, что эффективно снижает температуру структуры микросхем и поток охлаждения, обеспечивая важную техническую поддержку для достижения высокой степени интеграции и высокой тепловыделения полупроводниковых лазерных микросхем. Результаты исследования показывают, что предложенная распределенная структура потока преодолела бутылочное горлышко микроканала жидкой прокладки лазерной полосы полупроводника, достигнутая целевая температура микросхемы составляет ≤40 ℃ при условиях жидкостного охлаждения 0.35 L/min @ 20 ℃ и в результате моделирования при высокой плотности теплового потока в 1000 Вт/см² лучший коэффициент заполнения составляет 0.25, и полученные результаты моделирования температуры микросхемы составляют 30,52 ℃.

关键词

полупроводниковый лазерный излучатель, жидкостное охлаждение, структура подложки микросхемы, тепловое излучение на кристалле

阅读全文