La integración integrada de sustratos de chips y microcanales es un tema de investigación líder a nivel mundial, con ventajas revolucionarias en comparación con los disipadores térmicos de microcanales de enfriamiento líquido tradicionales, y 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 semiconductores en grandes instalaciones científicas y el sector industrial, la gestión térmica se convierte en un problema técnico clave. La investigación tradicional de enfriamiento de barras láser se centra principalmente en optimizar la estructura del disipador térmico de enfriamiento líquido, pero su capacidad de disipación está limitada por la resistencia térmica del camino de transferencia de calor. Para enfrentar este desafío, este estudio propone un diseño integrado de sustrato de chip y microcanales, presentando una nueva estructura de flujo distribuido para la disipación térmica eficiente de chips láser semiconductores. Este diseño acorta significativamente la trayectoria de transferencia de calor y reduce la resistencia térmica, reduciendo efectivamente la temperatura de la unión y el caudal de refrigeración, proporcionando soporte técnico importante para lograr una alta integración y alta capacidad de disipación térmica de chips láser. Los resultados muestran que la estructura de flujo distribuido propuesta supera el cuello de botella del diseño de microcanales en sustratos de barras láser semiconductores bajo condiciones de enfriamiento líquido de 0.35 L/min a 20 ℃, logrando un aumento de temperatura del chip ≤40 ℃, y bajo una alta densidad de flujo térmico de 1000 W/cm², se obtuvo un factor de llenado óptimo de 0.25 y una elevación de temperatura del chip de 30.52 ℃ en la simulación.

barras láser semiconductores; enfriamiento líquido; microestructura del sustrato; refrigeración integrada en chip