一种半导体激光器微通道热沉的制作方法

专利名称：一种半导体激光器微通道热沉的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种半导体激光器用微通道热沉结构，属于半导体光电 子技术领域。
背景技术：
目前，高功率半导体激光器微通道热沉普遍采用五层具有不同内部镂空 结构的高导热矩形薄片材料组合在一起构成微通热沉道的结构。这种结构要 求分别对五层高导热矩形薄片材料精确加工然后利用焊接技术准确紧密结合 在一起。这种结构由于微通道侧壁(散热肋片)和微通道顶壁(热载层)通
过焊接技术结合在一起引入了附加热阻，大大增加结构的整体热阻；整个结 构的组装过程中有四个界面涉及到焊接过程，使得焊接难度高；微通道热沉 组件均为平板结构，导微通道区内整个微通道壁高保持不变，不利于结构优 化和节省空间且整体机械强度差，导致微通道性能下降同时增加了高功率半 导体激光器微通道热沉组装的难度和制作成本。
实用新型内容
为了解决背景技术中由于微通道侧壁(散热肋片)与微通道顶壁(热载 层)通过焊接技术结合在一起引入附加热阻、整个微通道热沉制作焊接界面 多以及微通道组件均是平板结构导致的性能差、机械强度差、制作难度大、 成本高的问题，本实用新型提供了一种新型的半导体激光器微通道热沉，该 微通道热沉不仅降低了高功率半导体激光器微通道制作难度和制作成本，同 时还提高了器件的整体性能和机械强度。
为了实现上述目的，本实用新型采取了如下技术方案。
本实用新型中的半导体激光器微通道热沉，包括由上到下依次固连的盖 板、分水座和底板。盖板上设有第一进水孔，盖板下表面设有微通道壁，相 邻的微通道壁之间为用于冷却水流过的微通道；
所述分水座包括第二进水孔、第一出水孔和分流层，分流层将分水座隔 为上下两部分，上部分为入流区，下部分为回流区，入流区和回流区通过转折区相连通；入流区为一敞开空间，与第二进水孔相连通，入流区的形状与 盖板中微通道壁的形状相适应，微通道壁在入流区内，盖板与分水座之间密 封；回流区为一敞开空间且与第一出水孔相连通；
所述底板上设有第三进水孔和第二出水孔，第三进水孔、第二进水孔和 第一进水孔相连通，第二出水孔与第一出水孔相连通；所述底板与分水座之 间密封。
所述的微通道壁远离第一进水孔一侧的高度hl大于靠近第一进水孔一侧 的高度h2。
所述微通道壁由高度hl沿直线或曲线变化到高度h2。
所述的曲线为抛物线。 本实用新型与传统结构及制造方法相比具有以下优点1 )微通道壁即 散热肋片与微通道顶壁即盖板为一体化结构，避免背景技术中分层结构连接 时引入的附加热阻，提高了器件整体散热能力；2)本实用新型由三部分组 件构成，与五组件及其更为复杂结构的多界面相比，降低了连接难度和加工 成本，同时还增加了整体结构的机械强度；3)本实用新型中微通道壁根据热 源特点而改变了不同位置的壁高，相对背景结构中平板组件微通道壁受平板 组件厚度决定不能改变的情况，更利于优化获得高性能热沉，同时更为节省 空间。

图1是本实用新型的盖板俯视图
图2是图1的正视图
图3是本实用新型的分水座的俯视图
图4是图3的仰视图
图5是图3的正视图
图6是本实用新型中的底板俯视图
图7是图6的正视图
图8是本实用新型的整体结构俯视图
图9是图8的仰视图
4图10是图8的正视图
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例详细描述本实用新型，但本实用新型不限于
这些实施例
本实施例的结构如图8、图9和图10所示，包括盖板l、分水座2和底 板3，盖板1位于分水座2的上方，二者之间固连。底板3位于分水座2的下 方，二者之间也固连。
盖板l的结构如图l、图2所示，盖板l靠右设有第一进水孔4，在盖 板l的下表面靠左设有微通道壁5，相邻的两个微通道壁5之间为用于冷却 水流过的微通道，并且微通道壁5在远离第一进水孔4 一侧的高度hl大于靠 近第一进水孔4 一侧的高度h2。微通道壁5由高度hl沿直线或曲线变化到高 度h2。曲线可以为各种抛物线。微通道壁5与盖板1为一体式结构，减少了 一道焊接界面，同时还减少了热阻。
分水座2的结构如图3、图4和图5所示，包括第二进水孔6、第一出水 孔7、第一定位孔8和分流层14，第一进水孔4与第二进水孔6直径相等。 分流层14设在分水座2靠左部分，将分水座2隔为上下两部分，上部分为入 流区9，下部分为回流区12，入流区9和回流区12通过转折区IO相连通。 入流区9为一敞开空间，与第二进水孔6相连通，入流区9的形状与盖板中 微通道壁5的形状相适应，当二者连接时，微通道壁5设置在入流区内。下 部分为回流区12，回流区6也一敞开空间，与第一出水孔7相连通，在回流 区敞开空间的下部固定有底板，形成冷却水流出的通道。盖板1和分水座2 连接时，将第一进水孔4与第二进水孔6的外径精确对准，这样，微通道壁5 设在入流区9内，二者之间通过第一连接台11密封，形成冷却水流动的通道。
底板3的结构如图6、图7所示，其上设有第三进水孔15、第二出水孔 16和第二定位孔17。第三进水孔15与第二进水孔6、第二定位孔17与分水 座上的第一定位孔8、以及第二出水孔16与第一出水孔7直径分别相等。底 板3与分水座2连接时，第三进水孔15与第二进水孔6外径精确对准，第一 定位孔8与第二定位孔17外径精确对准，第一出水孔7与第二出水孔16外径精确对准。在底板3与分水座2连接的部位通过第二连接台13密封，形成 冷却水的出水通道。
本实施例中盖板1、底板3均采用无氧铜或CuW合金或表面金属化BeO 等，分水座2采用表面金属化塑料。盖板1与第一连接台11以及底板3与第 二连接台13连接方式采用导电胶粘接或焊接。
本实用新型工作时冷却水由第一进水孔4、第二进水孔6和第三进水孔 15共同构成的进水孔进入，先流入分水座2上的入流区9，再流入盖板l上 的微通道后经过分水座2上的转折区10流入回流区12，最后经过第一出水孔 7和第二出水孔16共同构成的出水孔流出。
权利要求1、一种半导体激光器微通道热沉，其特征在于包括由上到下依次固连的盖板(1)、分水座(2)和底板(3)；盖板(1)上设有第一进水孔(4)，盖板(1)下表面设有微通道壁(5)，相邻的微通道壁(5)之间为用于冷却水流过的微通道；所述分水座(2)包括第二进水孔(6)、第一出水孔(7)和分流层(14)，分流层(14)将分水座(2)隔为上下两部分，上部分为入流区(9)，下部分为回流区(12)，入流区(9)和回流区(12)通过转折区(10)相连通；入流区(9)为一敞开空间，与第二进水孔(6)相连通，入流区(9)的形状与盖板中微通道壁(5)的形状相适应，微通道壁(5)在入流区(9)内，盖板(1)与分水座(2)之间密封；回流区(12)为一敞开空间且与第一出水孔(7)相连通；所述底板(3)上设有第三进水孔(15)和第二出水孔(16)，第三进水孔(15)、第二进水孔(6)和第一进水孔(4)相连通，第二出水孔(16)与第一出水孔(7)相连通；所述底板(3)与分水座(2)之间密封。
2、 根据权利要求1所述的一种半导体激光器微通道热沉，其特征在于所述 的微通道壁远离第一进水孔(4) 一侧的高度hl大于靠近第一进水孔(4) 一 侧的高度h2。
3、 根据权利要求2所述的一种半导体激光器微通道热沉，其特征在于所述 微通道壁(5)由高度hl沿直线或曲线变化到高度h2。
4、 根据权利要求3所述的一种半导体激光器微通道热沉，其特征在于所述 的曲线为抛物线。
专利摘要本实用新型涉及到一种半导体激光器微通道热沉，属于半导体光电子技术领域。本实用新型包括由上到下依次固连的盖板(1)、分水座(2)和底板(3)。盖板(1)上设有第一进水孔(4)，盖板(1)下表面设有微通道壁(5)，相邻的微通道壁(5)之间为用于冷却水流过的微通道。本实用新型利用三层组件结构代替现有五层结构，进而降低制作难度和成本并提高机械强度，且利用微通道壁的高度变化提高整体散热性能。这种新型微通道热沉结构实用于当前任何半导体激光列阵和叠阵的制备。
文档编号H01S5/024GK201402913SQ200920105188
公开日2010年2月10日 申请日期2009年1月23日 优先权日2009年1月23日
发明者江 刘, 舜 尧, 王智勇 申请人:北京工业大学