[发明专利]一种应用于高功率光源芯片的面阵喷射降压强化散热装置

说明书

本发明的目的是解决在满足现有散热装置的散热能力前提下，如何降低散热装置内部压强的问题，而提供一种应用于高功率光源芯片的面阵喷射降压强化散热装置。该散热装置包括自上而下相互层叠设置的上密封叠片、上冷却叠片、导流叠片、下冷却叠片和下密封叠片。导流叠片上设置有面阵喷射结构，面阵喷射结构由N×M个喷射孔组成，其中N为列，M为行；上冷却叠片的第四镂空微结构内，与面阵喷射结构相对应的位置设有热量导引片，热量导引片采用铜或金刚石或碳化硅制作，包括X个的筋条，X个的筋条构成X+1个微型通道，每个筋条与其相邻筋条的距离相等；最外侧微型通道的宽度大于内侧。面阵喷射结构用于降压，热量导引片用于补偿面阵喷射结构的温升。

技术领域

本发明涉及半导体光电子技术领域，具体涉及一种应用于高功率光源芯片的面阵喷射降压强化散热装置。

背景技术

半导体光源芯片应用广泛，例如科研，工业等行业，对光源产品的参数性能要求逐步提高。半导体光源芯片一般有20％-30％的电功率转换为热能，热量直接作用于芯片，增加温升，影响芯片的可靠性及寿命。而温升与效率形成负反馈，若降低光电转换效率，严重直接烧毁。

现有半导体光源芯片散热装置的设计，主要是通过更改微通道的结构，提升湍流流动状态，以增大换热系数，例如射流单孔的设计。现有散热装置的设计及原理见图1-3，该散热装置包括自上而下相互层叠设置的上密封叠片05、上冷却叠片04、导流叠片03、下冷却叠片02和下密封叠片01。下密封叠片01包括相互隔离的入水口06与出水口013；下冷却叠片02上设有与入水口06位置相对应的第一镂空微结构07，以及与出水口013位置相对应的第三镂空微结构012，且两者相互隔离，第一镂空微结构07内设有由若干个筋板构成宽度相同的若干个第一冷却通道08，第三镂空微结构012沿下冷却叠片02两侧延伸至第一冷却通道08，若干个第一冷却通道08的长度由中间区域向两边区域递减；导流叠片03上设有与第一冷却通道08位置相对应的若干个射流孔09、与第三镂空微结构012完全相同的第二镂空微结构011，以及与第一镂空微结构07位置相对应的第二入水口014，且三者相互隔离；上冷却叠片04包括相互隔离的第四镂空微结构015、第三入水口016和第二出水口017，第四镂空微结构015上设有由若干个筋板构成的第二冷却通道010，且与若干个射流孔09的位置相对应，第三入水口016和第二出水口017的位置分别对应于第二入水口014、第二镂空微结构011；上密封叠片05包括相互隔离的第四入水口018与第三出水口019。

冷却水的流动方向如图2所示，冷却水从下密封叠片01的入水口06进入第一镂空微结构07后经过第一冷却通道08，再通过射流孔09进入第二冷却通道010后，依次进入第四镂空微结构015、第二镂空微结构011与第三镂空微结构012，最终从出水口013流出。

上述散热装置主要通过提升内部冷却水湍流流动状态，增大换热系数。如图3所示，导流叠片03顶部设置0.20mm*1.00mm射流孔09，虽然增大了换热系数，提高了散热装置的散热能力，但冷却水流过的有效面积占比较小，使得换热装置内部的压强急剧增大，进而冷却水所需的驱动力变大，不仅造成能源浪费，而且对器件的耐压性能的要求较高，导致散热装置的可靠性变差，尤其将多个散热装置组装成叠阵时，对驱动压力以及密封性能的要求会更高。因此，如何在不降低散热装置的散热能力的情况下，降低散热装置内部的压强，进而降低冷却液的驱动压力，是一个急需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是解决在满足现有散热装置的散热能力前提下，如何降低散热装置内部压强的问题，而提供一种应用于高功率光源芯片的面阵喷射降压强化散热装置。

为实现上述目的，本发明所提供的技术方案如下：

一种应用于高功率光源芯片的面阵喷射降压强化散热装置，包括自上而下相互层叠设置的上密封叠片、上冷却叠片、导流叠片、下冷却叠片和下密封叠片；

所述下密封叠片上设置相互隔离的第一入水口和第一出水口；