CN220172578U - 散热壳体及半导体激光器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种散热壳体及半导体激光器，涉及半导体激光器技术领域，散热壳体包括基座和COS；COS包括芯片和热沉；基座包括安装面；安装面上设有介质流道；且安装面与热沉的第一端面密封连接，以使热沉能够覆盖介质流道；第一端面上与介质流道相对的区域设有凹槽流道；基座内设有供介流道和排介流道；供介流道连通介质流道和外界，排介流道连通介质流道和外界。由于第一端面上与介质流道相对的区域设有凹槽流道，冷却介质与凹槽流道接触后，能够起到扰流的作用，并且使冷却介质与热沉充分接触，增大热沉的散热面积，使冷却介质迅速将热量带走，增强冷却介质对COS的冷却效果，进而提升半导体激光器的散热效果。

Description

散热壳体及半导体激光器

技术领域

本实用新型涉及半导体激光器技术领域，尤其是涉及一种散热壳体及半导体激光器。

背景技术

半导体激光器具有体积小、效率高及寿命长等诸多优点，在国民经济的许多方面起着重要作用。半导体激光器工作时会产生较高的热量，为保证半导体激光器正常工作，需要将热量及时散出。

现有技术中，半导体激光器的壳体设有基座，基座的安装面上设有冷却介质流道，COS的热沉安装在安装面上并覆盖冷却介质流道，冷却介质与热沉接触后带走热量。

然而，冷却液的冷却效果有限，导致半导体激光器的散热效果不佳。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种散热壳体，以解决现有技术中的半导体激光器的散热效果不佳的技术问题。

本实用新型提供的散热壳体，包括基座和COS；

所述COS包括芯片和热沉；

所述基座包括安装面；所述安装面上设有介质流道；且所述安装面与所述热沉的第一端面密封连接，以使所述热沉能够覆盖所述介质流道；所述第一端面上与所述介质流道相对的区域设有凹槽流道；

所述基座内设有供介流道和排介流道；所述供介流道连通所述介质流道和外界，所述排介流道连通所述介质流道和外界。

进一步地，所述安装面具有支撑结构，所述支撑结构支撑所述芯片。

进一步地，所述介质流道围绕所述支撑结构设置。

进一步地，所述供介流道与所述介质流道的底面贯穿设置并形成供介孔，所述排介流道与所述介质流道的底面贯穿设置并形成排介孔。

进一步地，与所述介质流道相对的区域的凹槽流道为长腰形；

与所述供介孔相对的区域的凹槽流道和所述排介孔相对的区域的凹槽流道均为圆环形。

进一步地，所述介质流道的一端与所述供介流道连通，所述介质流道的另一端与所述排介流道连通。

进一步地，所述供介流道包括第一供介流道和第二供介流道；

所述第一供介流道与所述基座贯穿设置，所述第一供介流道与所述第二供介流道的一端连通，所述第二供介流道的另一端与所述介质流道连通。

进一步地，所述排介流道包括第一排介流道和第二排介流道；

所述第一排介流道与所述基座贯穿设置，所述第一排介流道与所述第二排介流道的一端连通，所述第二排介流道的另一端与所述介质流道连通。

进一步地，所述安装面为多个，多个所述安装面依次设置并形成阶梯状结构。

本实用新型的目的还在于提供一种半导体激光器，包括本实用新型提供的散热壳体。

本实用新型提供的散热壳体，包括基座和COS；所述COS包括芯片和热沉；所述基座包括安装面；所述安装面上设有介质流道；且所述安装面与所述热沉的第一端面密封连接，以使所述热沉能够覆盖所述介质流道；所述第一端面上与所述介质流道相对的区域设有凹槽流道；所述基座内设有供介流道和排介流道；所述供介流道连通所述介质流道和外界，所述排介流道连通所述介质流道和外界。冷却介质通过供介流道流入介质流道，冷却介质与热沉接触并进行换热，随后冷却介质由排介流道排出至基座外界，由于第一端面上与介质流道相对的区域设有凹槽流道，冷却介质与凹槽流道接触后，能够起到扰流的作用，并且使冷却介质与热沉充分接触，增大热沉的散热面积，使冷却介质迅速将热量带走，增强冷却介质对COS的冷却效果，进而提升半导体激光器的散热效果。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的散热壳体中热沉的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的散热壳体的散热原理图；

图3是本实用新型实施例提供的散热壳体的局部示意图；

图4是本实用新型实施例提供的散热壳体的主视图。

图标：1－热沉；11－第一端面；111－与介质流道相对的区域的凹槽流道；112－与排介孔相对的区域的凹槽流道；113－与供介孔相对的区域的凹槽流道；2－基座；21－安装面；22－支撑结构；23－介质流道；24－供介孔；25－排介孔；26－第二端面；3－芯片。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型提供了一种散热壳体及半导体激光器，下面给出多个实施例对本实用新型提供的散热壳体及半导体激光器进行详细描述。

实施例1

本实施例提供的散热壳体，如图1至图4所示，包括基座2和COS；COS包括芯片3和热沉1；基座2包括安装面21；安装面21上设有介质流道23；且安装面21与热沉1的第一端面11密封连接，以使热沉1能够覆盖介质流道23；第一端面11上与介质流道23相对的区域设有凹槽流道；基座2内设有供介流道和排介流道；供介流道连通介质流道23和外界，排介流道连通介质流道23和外界。

冷却介质通过供介流道由基座2外界流入介质流道23，冷却介质与热沉1接触并进行换热，随后冷却介质由排介流道排出至基座2外界；由于第一端面11上与介质流道23相对的区域设有凹槽流道，冷却介质与凹槽流道接触后，能够起到扰流的作用，并且使冷却介质与热沉1充分接触，增大热沉1的散热面积，使冷却介质迅速将热量带走，增强冷却介质对COS的冷却效果，进而提升半导体激光器的散热效果。

供介流道连通介质流道23和基座2外界，供介流道的端部或中部与介质流道23连通，供介流道的端部或中部与基座2贯穿设置；排介流道连通介质流道23和基座2外界，排介流道的端部或中部与介质流道23连通，排介流道的端部或中部与基座2贯穿设置。

COS包括芯片3和热沉1，芯片3固定在热沉1上。

安装面21上设有介质流道23，介质流道23与安装面21贯穿设置并形成开口，在热沉1的第一端面11与安装面21密封连接后，第一端面11能够覆盖介质流道23与安装面21形成的开口，以防止冷却介质溢出。本实施例中，热沉1与安装面21通过焊接的方式实现密封连接。

供介流道与基座2贯穿设置形成冷却介质进口，排介流道与基座2贯穿设置形成冷却介质出口，冷却介质通过冷却介质进口流入供介流道后进入介质流道23，随后由介质流道23流入排介流道，再由排介流道流出冷却介质出口。冷却介质在介质流道23的流动过程中，冷却介质与热沉1接触换热，芯片3发出的热量通过热沉1传递至冷却介质，从而实现散热功能。

冷却介质可以为液体，也可以为气体。

进一步地，安装面21具有支撑结构22，支撑结构22支撑芯片3。

芯片3设置在支撑结构22上方，支撑结构22能够支撑芯片3以及芯片3正下方的热沉1。冷却介质在介质流道23的流动过程中，冷却介质与热沉1以及支撑结构22的侧壁接触换热，芯片3发出的热量通过热沉1以及支撑结构22的侧壁传递至冷却介质，从而实现散热功能。

由于芯片3设置在支撑结构22上方，支撑结构22对芯片3起到支撑的作用，能够防止冷却介质冲击芯片3，进而防止芯片3变形及光路偏移。并且，由于支撑结构22对芯片3能够起到散热作用，能够增大散热面积，从而提升散热效果。

其中，介质流道23可以设置在支撑结构22的一侧，也可以围设在支撑结构22的外侧。

较佳地，介质流道23围绕支撑结构22设置。

芯片3发出的热量会传递至热沉1，部分热沉1与冷却介质接触，芯片3发出的热量会通过热沉1传递至冷却介质，部分热沉1与支撑结构22接触，芯片3发出的热量会通过热沉1传递至支撑结构22，支撑结构22的侧壁与冷却介质接触，从而使热量再通过支撑结构22传递至冷却介质。

介质流道23围绕支撑结构22设置，能够增大热沉1与冷却介质的接触面积以及支撑结构22的侧壁与冷却介质的接触面积，从而进一步增大散热面积，提升散热效果。

供介通道可以与介质流道23的侧壁连通，也可以与介质通道的底面连通，排介通道可以与介质流道23的侧壁连通，也可以与介质通道的底面连通。

较佳地，供介流道与介质流道23的底面贯穿设置并形成供介孔24，排介流道与介质流道23的底面贯穿设置并形成排介孔25。

上述设置方式，可以使介质流道23内冷却介质流动较为顺畅，并能较好地与热沉1接触，保证较好地散热效果。

与介质流道23相对的区域的凹槽流道111可以为矩形，也可以为长腰形等任意适合的形状，与供介孔24相对的区域的凹槽流道113和排介孔25相对的区域的凹槽流道可以为矩形，也可以为圆环形等任意适合的形状。

进一步地，与介质流道23相对的区域的凹槽流道111为长腰形；与供介孔24相对的区域的凹槽流道113和排介孔25相对的区域的凹槽流道均为圆环形。

其中，与介质流道23相对的区域的凹槽流道111为多个，多个与介质流道23相对的区域的凹槽流道111间隔设置，且多个与介质流道23相对的区域的凹槽流道111同中心设置。

与供介孔24相对的区域的凹槽流道113为多个，多个与供介孔24相对的区域的凹槽流道113间隔设置，且多个与供介孔24相对的区域的凹槽流道113同圆心设置。

与排介孔25相对的区域的凹槽流道112为多个，多个与排介孔25相对的区域的凹槽流道112间隔设置，且多个与排介孔25相对的区域的凹槽流道112同圆心设置。

上述设置，使凹槽流道的扰流效果较好，以提升半导体激光器的散热效果。

供介流道可以与介质流道23的端部连通，也可以与介质流道23的中部等任意适合的位置连通；排介流道可以与介质流道23的端部连通，也可以与介质流道23的中部等任意适合的位置连通。

较佳地，介质流道23的一端与供介流道连通，介质流道23的另一端与排介流道连通。

上述设置方式，可以使介质流道23内冷却介质流动较为顺畅，保证较好地散热效果。

进一步地，供介流道包括第一供介流道和第二供介流道；第一供介流道与基座2贯穿设置，第一供介流道与第二供介流道的一端连通，第二供介流道的另一端与介质流道23连通。

具体地，第一供介流道与基座2贯穿设置并形成冷却介质进口，第二供介通道的另一端与介质流道23的底面贯穿设置并形成供介孔24，冷却介质通过冷却介质进口进入第一供介流道后，流入第二供介流道，随后流入介质流道23内。

可以是第一供介流道的端部与基座2贯穿设置，也可以是第一供介流道的中部与基座2贯穿设置；可以是第一供介流道的端部与第二供介流道的一端连通，也可以是第一供介流道的中部与第二供介流道的一端连通。

第一供介流道和第二供介流道的外轮廓可以为直线状，也可以为曲线状等任意适合的形式。

第一供介流道和第二供介流道的外轮廓为直线状时，第一供介流道的延伸方向与第二供介流道的延伸方向倾斜设置，第一供介流道的延伸方向与第二供介流道的延伸方向之间的夹角可以为70°、80°或90度等任意适合的角度。

较佳地，第一供介流道的延伸方向与第二供介流道的延伸方向垂直，便于在基座2内布置第一供介流道和第二供介流道。

进一步地，排介流道包括第一排介流道和第二排介流道；第一排介流道与基座2贯穿设置，第一排介流道与第二排介流道的一端连通，第二排介流道的另一端与介质流道23连通。

具体地，第一排介流道与基座2贯穿设置并形成冷却介质出口，第二排介流道的另一端与介质流道23的底面贯穿设置并形成排介孔25，冷却介质由介质流道23流入第二排介流道后，随后流入第一排介流道，最终通过冷却介质出口流出基座2。

可以是第一排介流道的端部与基座2贯穿设置，也可以是第一排介流道的中部与基座2贯穿设置；可以是第一排介流道的端部与第二排介流道的一端连通，也可以是第一排介流道的中部与第二排介流道的一端连通。

第一排介流道和第二排介流道的外轮廓可以为直线状，也可以为曲线状等任意适合的形式。

第一排介流道和第二排介流道的外轮廓为直线状时，第一排介流道的延伸方向与第二排介流道的延伸方向倾斜设置，第一排介流道的延伸方向与第二排介流道的延伸方向之间的夹角可以为70°、80°或90度等任意适合的角度。

较佳地，第一排介流道的延伸方向与第二排介流道的延伸方向垂直，便于在基座2内布置第一排介流道和第二排介流道。

进一步地，安装面21为多个，多个安装面21依次设置并形成阶梯状结构。

具体地，安装面21为多个，每个安装面21上安装一个COS，多个安装面21依次设置并形成阶梯状结构，以使多个安装面21依次设置形成安装面组件。

安装面组件的数量可以为一个，也可以为多个。

本实施例中，基座2具有相背设置的第三端面和第二端面26。第三端面上设置两个安装面组件，两个安装面组件间隔设置，第二端面26上设置两个安装面组件，两个安装面组件间隔设置，并且多个安装面组件共用一个第一供介流道和第一排介流道，以使基座2保持相对较小的体积。

实施例2

本实施例提供的半导体激光器，包括实施例1提供的散热壳体。冷却介质通过供介流道流入介质流道23，冷却介质与热沉1接触并进行换热，随后冷却介质由排介流道排出至基座2外界，由于第一端面11上与介质流道23相对的区域设有凹槽流道，冷却介质与凹槽流道接触后，能够起到扰流的作用，并且使冷却介质与热沉1充分接触，增大热沉1的散热面积，使冷却介质迅速将热量带走，增强冷却介质对COS的冷却效果，进而提升半导体激光器的散热效果。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种散热壳体，其特征在于，包括基座和COS；

所述COS包括芯片和热沉；

所述基座包括安装面；所述安装面上设有介质流道；且所述安装面与所述热沉的第一端面密封连接，以使所述热沉能够覆盖所述介质流道；所述第一端面上与所述介质流道相对的区域设有凹槽流道；

所述基座内设有供介流道和排介流道；所述供介流道连通所述介质流道和外界，所述排介流道连通所述介质流道和外界。

2.根据权利要求1所述的散热壳体，其特征在于，所述安装面具有支撑结构，所述支撑结构支撑所述芯片。

3.根据权利要求2所述的散热壳体，其特征在于，所述介质流道围绕所述支撑结构设置。

4.根据权利要求3所述的散热壳体，其特征在于，所述供介流道与所述介质流道的底面贯穿设置并形成供介孔，所述排介流道与所述介质流道的底面贯穿设置并形成排介孔。

5.根据权利要求4所述的散热壳体，其特征在于，与所述介质流道相对的区域的凹槽流道为长腰形；

与所述供介孔相对的区域的凹槽流道和所述排介孔相对的区域的凹槽流道均为圆环形。

6.根据权利要求1所述的散热壳体，其特征在于，所述介质流道的一端与所述供介流道连通，所述介质流道的另一端与所述排介流道连通。

7.根据权利要求1所述的散热壳体，其特征在于，所述供介流道包括第一供介流道和第二供介流道；

所述第一供介流道与所述基座贯穿设置，所述第一供介流道与所述第二供介流道的一端连通，所述第二供介流道的另一端与所述介质流道连通。

8.根据权利要求1所述的散热壳体，其特征在于，所述排介流道包括第一排介流道和第二排介流道；

所述第一排介流道与所述基座贯穿设置，所述第一排介流道与所述第二排介流道的一端连通，所述第二排介流道的另一端与所述介质流道连通。

9.根据权利要求1所述的散热壳体，其特征在于，所述安装面为多个，多个所述安装面依次设置并形成阶梯状结构。

10.一种半导体激光器，其特征在于，包括权利要求1－9中任一项所述的散热壳体。