La integración del sustrato del chip con microcanales es un tema de investigación líder a nivel mundial, que ofrece ventajas revolucionarias en comparación con los disipadores térmicos microcanalizados tradicionales con enfriamiento líquido. Se ha aplicado con éxito en campos de chips como el transistor bipolar de puerta aislada, mostrando un rendimiento de disipación térmica sobresaliente. Con el aumento de la demanda de potencia de salida de chips láser de semiconductores en grandes instalaciones científicas y sectores industriales, la gestión térmica se ha convertido en un problema técnico clave. La investigación tradicional de enfriamiento de barras láser se centra principalmente en optimizar la estructura del disipador líquido, pero su capacidad de disipación está limitada por la resistencia térmica en la ruta de transferencia de calor. Para abordar este desafío, este estudio propone un nuevo diseño integrado del sustrato del chip y microcanales con una estructura de flujo distribuido para una disipación térmica eficiente de chips láser de semiconductores. Este diseño acorta significativamente la ruta de transferencia de calor y reduce la resistencia térmica, reduciendo eficazmente la temperatura de unión del chip y el flujo de enfriamiento, proporcionando un soporte tecnológico importante para lograr chips láser de alta integración y alta disipación térmica. Los resultados muestran que la estructura de flujo distribuido propuesta supera el cuello de botella del diseño del microcanal del sustrato de barras láser de semiconductores, alcanzando un aumento de temperatura del chip ≤40 ℃ bajo condiciones de enfriamiento líquido 0.35 L/min a 20 ℃, y obtuvo un factor de llenado óptimo de 0.25 con un aumento de temperatura de 30.52 ℃ bajo alta densidad de flujo térmico de 1000 W/cm².

láser de semiconductores; enfriamiento líquido; microestructura de sustrato; disipación térmica integrada en chip