專利名稱：半導(dǎo)體激光頭泵浦源用微通道熱沉結(jié)構(gòu)及制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于半導(dǎo)體光電子技術(shù)領(lǐng)域，涉及到新型半導(dǎo)體激光頭泵浦源用微通道熱沉結(jié)構(gòu)及其制備方法。
背景技術(shù)：
目前，半導(dǎo)體激光頭泵浦源用熱沉通常采用大通道結(jié)構(gòu)，此結(jié)構(gòu)熱阻高已經(jīng)不能滿足日益增長的散熱需要；而常規(guī)的微通道熱沉普遍采用五層具有不同內(nèi)部結(jié)構(gòu)的高導(dǎo)熱矩形薄片材料組合在一起的結(jié)構(gòu)，此結(jié)構(gòu)要求分別對五層高導(dǎo)熱矩形薄片材料精確加工，然后利用擴(kuò)散焊技術(shù)準(zhǔn)確緊密結(jié)合在一起，制作工藝難度大、成本高且和當(dāng)前廣泛使用的半導(dǎo)體激光頭泵浦源結(jié)構(gòu)不一致，直接運(yùn)用難度大。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決背景技術(shù)中大通道熱沉熱阻高，常規(guī)微通道熱沉制作工藝難度大，成本高且不能直接運(yùn)用于當(dāng)前廣泛使用的半導(dǎo)體激光頭泵浦源的技術(shù)難題，本發(fā)明的目的是將微通道技術(shù)直接引入半導(dǎo)體激光頭泵浦源熱沉中，在降低工藝難度和制作成本的同時提高熱沉整體性能，為了實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明要提供一種半導(dǎo)體激光頭泵浦源用微通道熱沉結(jié)構(gòu)及制備方法。
如實(shí)施例圖1，2，3，4，5，6，7所示，本發(fā)明采取的技術(shù)步驟是A.首先選取長度為X×Y×Z的矩形熱沉基體，在熱沉基體兩端面上分別加工出直徑為R1、深度為H的盲孔，如圖1和圖2；B.在步驟A中盲孔的底部加工出直徑為R2的通孔，且使R2＜R1，如圖3和圖4；C.利用線切割技術(shù)，在步驟B上按所需尺寸切割出所需數(shù)量的微通道形成微通道區(qū)，微通道的方向與通孔的方向一致，微通道的壁面與熱沉基體的上下表面垂直，微通道區(qū)橫截面在步驟A中盲孔內(nèi)部，如圖5；D.再選取與步驟A相同的材料加工出直徑為R3，R3＝R2，長度為X-2×H的圓柱，圓柱嵌入步驟D的通孔中，然后用焊接技術(shù)使之成為一個整體，如圖6；E.在步驟D的兩端盲孔壁上加工出螺紋，擰上通用水管接頭，如圖7，從而完成半導(dǎo)體激光頭泵浦源用微通道熱沉的制作。
本發(fā)明半導(dǎo)體激光頭泵浦源用微通道熱沉結(jié)構(gòu)包括熱沉基體、第一盲孔、第二盲孔、通孔、微通道區(qū)、圓柱體和水管接頭；熱沉結(jié)構(gòu)特征在于熱沉基體兩端有第一盲孔和第二盲孔且兩者中心軸線重合，第一盲孔和第二盲孔內(nèi)有通孔，通孔的中心軸線與第一盲孔和第二盲孔的中心軸線平行，通孔的下表面與第一盲孔和第二盲孔的下表面相切或通孔的上表面與第一盲孔和第二盲孔的上表面相切，微通道區(qū)的壁面與熱沉基體的上下表面垂直，微通道區(qū)的橫截面位于第一盲孔和第二盲孔內(nèi)部，圓柱體位于通孔內(nèi)部，兩個水管接頭分別與第一盲孔和第二盲孔連接。
本發(fā)明的工作時冷卻水由一側(cè)水管接頭進(jìn)入，依次流過第一盲孔、微通道區(qū)、第二盲孔、最后由另一側(cè)水管接頭流出。
本發(fā)明與傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)及制造方法相比具有以下優(yōu)點(diǎn)(1).由于微通道技術(shù)的引入大大降低了背景技術(shù)中大通道結(jié)構(gòu)的熱阻提高了熱沉整體散熱能力；(2).由于微通道結(jié)構(gòu)制作采用單一基體切割而成，避免了背景技術(shù)中微通道通過五層結(jié)構(gòu)的分別精密加工和焊接降低了制作成本和難度；(3).由于微通道熱沉結(jié)構(gòu)外型和進(jìn)出水方式與當(dāng)前采用的大通道熱沉結(jié)構(gòu)完全一致，可直接替換應(yīng)用，避免了周邊附屬設(shè)施結(jié)構(gòu)的改造，降低了成本。


圖1是本發(fā)明中加工出盲孔后的熱沉基體的正視2是圖1的右視3是本發(fā)明中加工出通孔后的熱沉基體的正視4是圖3的右視5是本發(fā)明中加工出微通道區(qū)后的熱沉基體的右視6是本發(fā)明中圓柱體嵌入通孔，焊接完畢后的右視7是本發(fā)明熱沉整體結(jié)構(gòu)的正視圖具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例詳細(xì)描述本發(fā)明，但本發(fā)明不限于這些實(shí)施例本發(fā)明的結(jié)構(gòu)如圖1，2，3，4，5，6，7所示，包括熱沉基體1、第一盲孔2、第二盲孔3、通孔4、微通道區(qū)5、圓柱體6和水管接頭7。
實(shí)施例1熱沉基體1和圓柱體6的材料可采用無氧銅或CuW合金或鋁等材料制作。水管接頭7采用兩個水管接頭。
A.選取熱沉矩形基體的尺寸X×Y×Z為58×8×12mm3，材料可采用無氧銅材料制作。熱沉基體1兩端面上加工出兩個孔徑R1為4mm，深度H為2mm的第一盲孔2和二盲孔3，第一盲孔2和第二盲孔3的軸心在熱沉基體1中8×12mm2的矩形截面上的坐標(biāo)為(4mm，6mm)，如圖1，圖2。
B.在步驟A上加工出一孔徑R2為1mm的通孔4，通孔4的軸心在熱沉基體1中8×12mm2矩形截面上的坐標(biāo)為(4mm，4.5mm)，如圖3，圖4。
C.利用精密線切割機(jī)由步驟B的通孔4進(jìn)入，按所需尺寸在第一盲孔2第二盲孔3之間切割出10條相互平行的微通道，微通道寬度和壁厚均為0.2mm，微通道區(qū)5底部與第一盲孔2第二盲孔3邊緣平齊，微通道方向與通孔4方向一致(如圖5)。微通道區(qū)5由多個微通道組成。
D.選取與步驟A相同的無氧銅材料，按需要切割、拋光、清洗，制成長度為54mm、直徑R3為1mm的圓柱體6，嵌入步驟C的通孔4內(nèi)部，然后將通孔4和圓柱體6放入擴(kuò)散爐焊接在一起，如圖6。
E在步驟D中第一盲孔2，第二盲孔3的內(nèi)表面分別加工出M4螺紋，在第一盲孔2、第二盲孔3內(nèi)分別擰上外徑為4mm的水管接頭7，則制作出半導(dǎo)體激光頭泵浦源用微通道熱沉。
實(shí)施例2A.根據(jù)實(shí)際需要選取熱沉矩形基體的尺寸X×Y×Z為60×10×14mm3，材料可采用CuW合金或鋁等材料制作。熱沉基體兩端面上加工出兩個孔徑R1為5mm，深度H為2.5mm的第一盲孔2，第二盲孔3，第一盲孔2，第二盲孔3的軸心在熱沉基體1中10×14mm2矩形截面上的坐標(biāo)為(5mm，7mm)，如圖1，圖2。
B.在步驟A上按實(shí)際需要加工出一孔徑R2為0.8mm的通孔4，通孔4的軸心在熱沉基體1中10×14mm2矩形截面上的坐標(biāo)為(5mm、4.9mm)，如圖3，圖4。
C.利用精密線切割機(jī)由步驟B的通孔4進(jìn)入，按實(shí)際需要在第一盲孔2和第二盲孔3之間切割出20條相互平行的微通道，微通道寬度和壁厚均為0.1mm，微通道底部與第一盲孔2和第二盲孔3的邊緣一致，微通道方向與通孔4方向一致，如圖5。
D.選取與步驟A相同的CuW合金或鋁材料按需要切割、拋光、清洗，制成長度為55mm，直徑為0.8mm的圓柱體6，嵌入步驟C的通孔4內(nèi)部，然后將通孔4和圓柱體6的整體放入擴(kuò)散爐焊接在一起，如圖6。
E在步驟D中第一盲孔2和第二盲孔3的內(nèi)表面加工出M4螺紋并擰上外徑為5mm的水管接頭7，則制作出半導(dǎo)體激光頭泵浦源用微通道熱沉。
權(quán)利要求
1.半導(dǎo)體激光頭泵浦源用微通道熱沉結(jié)構(gòu)的制備方法，其制備步驟如下A.首先選取長度為X×Y×Z的矩形熱沉基體，在熱沉基體兩端面上分別加工出直徑為R1、深度為H的盲孔；B.在步驟A中盲孔的底部加工出直徑為R2的通孔，且使R2＜R1；C.利用線切割技術(shù)，在步驟B上按所需尺寸切割出所需數(shù)量的微通道形成微通道區(qū)，微通道的方向與通孔的方向一致，微通道的壁面與熱沉基體的上下表面垂直，微通道區(qū)橫截面在步驟A中盲孔內(nèi)部；D.再選取與步驟A相同的材料加工出直徑為R3，R3＝R2，長度為X-2×H的圓柱，圓柱嵌入步驟D的通孔中，然后用焊接技術(shù)使之成為一個整體；E.在步驟D的兩端盲孔壁上加工出螺紋，擰上通用水管接頭，從而完成半導(dǎo)體激光頭泵浦源用微通道熱沉的制作。
2.半導(dǎo)體激光頭泵浦源用微通道熱沉結(jié)構(gòu)，熱沉基體(1)、水管接頭(7)，其特征在于第一盲孔(2)、第二盲孔(3)、通孔(4)、微通道區(qū)(5)、圓柱體(6)；熱沉基體(1)兩端有第一盲孔(2)和第二盲孔(3)且兩者中心軸線重合，第一盲孔(2)和第二盲孔(3)內(nèi)有通孔(4)，通孔(4)的中心軸線與第一盲孔(2)和第二盲孔(3)的中心軸線平行，通孔(4)的下表面與第一盲孔(2)和第二盲孔(3)的下表面相切或通孔(4)的上表面與第一盲孔(2)和第二盲孔(3)的上表面相切，微通道區(qū)(5)的壁面與熱沉基體(1)的上下表面垂直，微通道區(qū)(5)的橫截面位于第一盲孔(2)和第二盲孔(3)內(nèi)部，圓柱體(6)位于通孔(4)內(nèi)部，兩個水管接頭(7)分別與第一盲孔(2)和第二盲孔(3)連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體激光頭泵浦源用微通道熱沉結(jié)構(gòu)及其制備方法。在長度X的矩形熱沉基體兩端加工直徑R1、深度H的盲孔，在盲孔底部加工直徑R2的通孔，R2＜R1；按需要切割微通道形成微通道區(qū)，微通道的方向與通孔的方向一致，微通道的壁面與熱沉基體的上下表面垂直，微通道區(qū)的橫截面在盲孔內(nèi)部；選取與熱沉基體相同的材料直徑為R3的圓柱體，圓柱體嵌入通孔，盲孔與水管接頭連接，完成微通道熱沉的制作。結(jié)構(gòu)熱沉基體1、第一盲孔2、第二盲孔3、通孔4、微通道區(qū)5、圓柱體6、水管接頭7。本發(fā)明的微通道技術(shù)降低熱阻提高整體散熱能力；結(jié)構(gòu)簡單，避免了多層結(jié)構(gòu)的精密加工和焊接降低了制作成本和難度且外型與當(dāng)前大通道熱沉結(jié)構(gòu)一致，可直接替換。
文檔編號H01S5/00GK1688072SQ20051001671
公開日2005年10月26日 申請日期2005年4月18日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月18日
發(fā)明者堯舜, 王立軍, 劉云, 張彪, 姚迪, 王超 申請人:中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所