DE4315580A1 - Arrangement comprising laser diodes and a cooling system, and method for its production - Google Patents

Arrangement comprising laser diodes and a cooling system, and method for its production

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DE4315580A1
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cooling
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Hans-Georg Dr Treusch
Volker Dipl Ing Krause
Alexander Buechler
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Abstract

The subject-matter of the invention is arrangements comprising semiconductor laser diodes and a cooling system, and a method for their production. In particular, the invention relates to a component or an arrangement comprising one or more laser diodes, designed as horizontal or vertical emitters, and a thermally coupled cooling system in layer design, the cooling system including microchannels, feed channels and discharge channels as well as, if appropriate, distribution and collection channels, through which a coolant circulates. The method according to the invention for producing the cooling system is based on the concept of producing the channels by means of laser processing, punching or electrolytic technique (electroplating). In particualar, laser processing and electrolytic technique allow both three-dimensional or two-dimensional preparation or making of the individual cooling-channel layers. The invention allows simple production of microchannel heat sinks comprising 2, 3 and more layers, with virtually arbitrarily configured microchannels, in a multiplicity of materials such as, for example, copper and diamond. A preferred embodiment of the invention consists in that the cooling sytem has one or more large-area regions with microchannels, on each of which a multiplicity of laser diodes, or submounts with thermally coupled laser diodes, are arranged. The component may also consist of a plurality of modules with cooling channels and laser diodes which are arranged vertically stacked or adjacent to each other.

Description

Die Erfindung betrifft Anordnungen aus Hochleistungslaserdioden (HLD) und einem Kühlsystem sowie Verfahren zur Herstellung des Kühlsystems. The invention relates to arrays of high power laser diodes (HLD) and a cooling system and methods of making the cooling system. Diese Anordnungen kommen insbesondere für die Steigerung der Laserleistung bzw. der -Leistungsdichte der HLD zum Einsatz. These arrangements are particularly suitable for the increase of the laser power or the -Leistungsdichte the HLD used.

Hochleistungslaserdioden bestehen vorzugsweise aus einer epitaktischen Anordnung von Halbleiterschichten - wie z. High power laser diodes are preferably made of an epitaxial arrangement of semiconductor layers - such. B. GaAs/Al x Ga 1-x As-Systemen -, die einen pn-Übergang sowie einen Resonator aufweisen. B. GaAs / Al x Ga 1-x As system - having a pn junction and a resonator. Wird ein hinreichend starkes äußeres elektrisches Feld am pn-Übergang angelegt, so setzt Elektron- Loch Rekombination ein und Strahlung wird emittiert. If a sufficiently strong external electric field at the pn junction is applied, electron-hole recombination and uses radiation is emitted. Die Laserwellenlänge ist abhängig von der Bandstruktur des Halbleitermaterials sowie von der Dimen sionierung des Resonators. The laser wavelength is dependent dimensioning of the band structure of the semiconductor material as well as from the Dimen of the resonator.

HLD haben gegenüber herkömmlichen Lasern viele Vorteile. HLD have many advantages over conventional lasers. Sie sind klein in der Bauform, haben einen hohen elektrischen/optischen Wirkungsgrad (zwischen 30 und 50%) und sind gegenüber herkömmlichen Lasern bereits zu relativ niedrigen Preisen verfügbar. They are small in design, have high electrical / optical efficiency (between 30 and 50%) and are available at relatively low prices compared to conventional lasers. Hochleistungslaserdioden kommen für die verschiedensten Anwendungen zum Einsatz, z. High power laser diodes for various applications used for. B. in der Materialbearbeitung und zum Pumpen von Festkörperlasern. As in material processing and for pumping solid-state lasers.

Stand der Technik State of the art

Die Verlustleistung der Hochleistungslaserdioden (in Höhe von 50 bis 70%) muß als Wärme aus einem sehr kleinen Bereich der laseraktiven Halbleiter schicht abgeführt werden. The power loss of the high power laser diodes (in the amount of 50 to 70%) must be dissipated as heat layer made of a very small area of ​​the laser-active semiconductor. Eine gute Kühlung ist daher Grundvoraussetzung für den Betrieb von Laserdioden, da eine Temperaturerhöhung mit Effekten wie Wellenlängenverschiebung, reduziertem Wirkungsgrad, verkürzter Lebens dauer und im Extremfall mit einer Zerstörung der Laserdiode verbunden ist. An efficient cooling is therefore a prerequisite for the operation of laser diodes, since a temperature increase with effects such as wavelength shift, reduced efficiency, shorter life and is permanently connected in the extreme case with the destruction of the laser diode. Die Wärmeabfuhr erfolgt bei dem Großteil der derzeit üblichen HLD-Bauelementen durch Wärmeleitung in gut thermisch leitendes Material (z. B. in einen Kupfer block). The heat dissipation occurs at the majority of the presently usual HLD-components by heat conduction in good thermally conductive material (eg. As in a copper block). Das die Laserdiode und Wärmesenke umfassende Bauelement wird dann üblicherweise auf eine wassergekühlte Grundplatte montiert. The laser diode and the heat sink complete device is then usually mounted on a water-cooled base plate. Hierbei tritt ein großer thermischer Widerstand (Wärmeleitung, Übergangswiderstand, konvektiver Wärmewiderstand) von der laseraktiven Zone bis zum Kühlwasser auf. Here, a high thermal resistance (heat conduction, transfer resistance, convective heat resistance) occurs from the laser-active zone to the cooling water.

Für eine Reduzierung dieses Widerstandes ist zum einen eine Verkleinerung des Wärmeleitweges und zum anderen eine große Oberfläche der Kühlkanäle erforderlich. In order to reduce this resistance to a downsizing of the Wärmeleitweges and on the other a large surface area of ​​the cooling channels is required. Für eine effizientere Kühlung der Hochleistungslaserdioden existieren diverse Weiterentwicklungen. For more efficient cooling of the high power laser diodes various developments exist. Diese Weiterentwicklungen basieren auf der Anordnung einer Vielzahl schmaler Kanäle (Mikrokanäle) in der Wärmesenke, die von einer Kühlflüssigkeit durchströmt werden. These developments are based on the arrangement of a plurality of small channels (micro-channels) in the heat sink, which are flowed through by a cooling liquid. Die Integration der Kühlkanäle in das Bauelement trägt zu einer Reduzierung der Übergangswiderstände bei. The integration of the cooling channels in the component contributes to a reduction in contact resistance. Eine derartige Anordnung wird im folgenden als Mikrokanalwärmesenke (MKWS) bezeichnet. Such an arrangement is referred to as a microchannel heat sink (MKWS). Durch den Einsatz einer derartigen Wärmesenke kann der Wärmewiderstand vom aktiven Medium bis zur Kühlflüssigkeit um das 2- bis 5fache im Vergleich zu konventionellen Bauteilen reduziert werden. Through the use of such a heat sink, the thermal resistance can be up to the coolant is reduced by the active medium is 2 to 5 times in comparison to conventional components.

Gegenwärtig bestehen diese Mikrokanalwärmesenken ausnahmslos aus einer Folge strukturierter, von der LD baulich getrennter Schichten. Currently, these microchannel heat sinks consist exclusively of a series of structured, structurally separate from the LD layers. Die Anordnungen aus Hochleistungslaserdioden und MKWS zeichnen sich dadurch aus, daß auf der Deckschicht der abgeschlossenen MKWS jeweils eine Laserdiode aufgeklebt oder aufgelötet ist. The arrays of high power laser diodes and MKWS characterized by the fact that is glued onto the top layer of the completed MKWS each case a laser diode or soldered.

Im Konferenzbericht "Test Results of Wafer Thin Coolers at Heat Fluxes from 5 to 125 W/cm²" (MG Grote et al; SAE Paper *880997, 18th Intersociety Conference of Environment Systems; 1988) sind wassergekühlte MKWS aus Kupfer und Beryllium-Oxid für HLD-Arrays vorgestellt. In the Conference Report "Test Results of wafer thin Coolers at Heat Fluxes from 5 to 125 W / cm" (MG Grote et al, SAE Paper * 880997, 18th Intersociety Conference of Environment system; 1988) are water-cooled MKWS of copper and beryllium oxide for HLD arrays presented. MKWS aus Kupfer zeichnen sich durch ihre hohe thermische Leitfähigkeit und somit einen effektiven Abtransport der Verlustleistung aus der LD aus. MKWS of copper are notable for their high thermal conductivity and thus an effective removal of the loss of power from the LD from. Beryllium-Oxid hat einen wesentlich schlechteren thermischen Leitfähigkeitskoeffizienten als Kupfer, weist jedoch den Vorteil auf, daß es besser an den thermischen Ausdehnungskoeffizienten von GaAs angepaßt ist. Beryllium oxide has a much poorer thermal conductivity coefficient than copper, but has the advantage that it is better adapted to the thermal expansion coefficient of GaAs. Es besteht somit nicht die Gefahr des Abplatzens der LD von der MKWS bei einem Temperaturanstieg während des Betriebs. Thus, there is no danger of spalling of the LD of the MKWS at a temperature rise during operation. Die wassergekühlten Kanäle in den inzwischen weitverbreiteten Strukturen werden derzeit mittels mechanischer Mikrofräser oder Mikrotrennscheiben herausgearbeitet. The water-cooled channels in the now highly popular structures are currently being worked out by mechanical micro-milling or micro-blades. Diese Herstellungsverfahren sind aufwendig und somit relativ teuer. These production methods are complicated and therefore relatively expensive. Zudem erlauben sie, bedingt durch die mechanische Stabilität der Fräser bzw. Trennscheiben, nur eine Realisierung von Kanalbreiten bis herab zu ca. 100 µm bzw. 50 µm. In addition, they allow due to the mechanical stability of the milling cutter and cutting wheels, only for the implementation of channel widths down to about 100 microns and 50 microns. Dies wirkt sich, bei vorgegebener Größe der MKWS, in der durch die Zahl der Mikrokanäle limitierten höchstzulässigen Verlustleistung und somit nachteilhaft auf die maximale Strahlungsleistung der LD aus. This affects for a given size of MKWS, maximum permissible in the limited by the number of microchannels power loss and therefore disadvantageous to the maximum power of the LD from. Hinzukommt, daß mittels dieser Techniken nur stark eingeschränkte Kanalgeometrien realisierbar sind. In addition, by these techniques only very limited channel geometries are possible. So weisen die Kanäle, insbesondere die Mikrokanäle, im allgemeinen zueinander rechtwinklig stehende Formen sowie einheitliche Tiefen auf. Thus, the channels, in particular microchannels, in general, to each other at right angles and forms uniform depths.

Weitere Ausführungsformen für MKWS sind in den amerikanischen Patentschriften US 5105429 und US 5105430 aufgeführt. Further embodiments for MKWS are 5105429 in the American patents US and US 5105430 listed. Die MKWS bestehen hierbei entweder aus einer dreilagigen Schichtstruktur mit Deck-, Mittel-, und Grundschicht (US 5105429) oder aus einer Vielschichtstruktur, in der eine Vielzahl von Zu-, Abfuhr- und Verteilkanälen die Kühlflüssigkeit den Mikro kanälen zuführt (US 5105430). The MKWS in this case are either made of a three-layer structure with deck, middle, and base layer (US 5105429), or a multilayer structure in which a plurality of intake, Abfuhr- and distribution channels, the cooling liquid channels, the micro-feeds (US 5,105,430). Die letztgenannte Ausführungsform kommt insbesondere für Laserdiodenarrays zum Einsatz. The latter embodiment is particularly for laser diode arrays are used. Die Laserdiodenarrays bestehen dabei aus einer Vielzahl von vertikal gestapelten Modulen aus jeweils einer Laserdiode und einer mehrlagigen MKWS. The laser diode arrays consist of a plurality of vertically stacked modules each consisting of a laser diode and a multi-layer MKWS. Die HLD sind als Horizontalemitter (Kantenemitter) ausgeführt, bei denen die Laserstrahlung seitlich aus der HLD austritt. The HLD are designed as horizontal Mitter (edge ​​emitter), in which the laser radiation exits the HLD laterally. Die Herstellung dieser Anordnung aus Laserdioden und MKWS ist aufgrund der großen Zahl der einzelnen Bauelemente bzw. Schichten aufwendig und zudem mit Abdichtungsproblemen der Kühlkanäle verbunden. The preparation of these array of laser diodes and MKWS is complicated due to the large number of individual components or layers, and also connected to sealing problems of the cooling channels. Die MKWS, die überwiegend aus Halbleitermaterialien, insbesondere Si, aufgebaut sind, werden durch chemisches Ätzen strukturiert. The MKWS which are predominantly composed of semiconductor materials, in particular Si are patterned by chemical etching. Dieses Verfahren umfaßt jedoch viele Prozeßschritte - Belacken, Photolithographie, Ätzen - und ist somit ebenfalls relativ teuer. However, this process involves many process steps - lacquering, photolithography, etching - and is therefore also relatively expensive. Darüber hinaus können beim Einsatz von Ätzprozessen nur stark eingeschränkte Kanalgeometrien erzeugt werden. In addition, the use of etching processes only very limited channel geometries can be generated. Ferner besitzt Si einen schlechteren thermischen Leitfähigkeitskoeffizienten (Faktor 5) als Kupfer. Further, Si has a poorer thermal conductivity coefficients (factor 5) than copper.

Darstellung der Erfindung Summary of the Invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine geeignete Anordnung aus Laserdioden und MKWS zur aktiven Kühlung sowie ein einfaches und preiswertes Verfahren zu deren Herstellung zu entwickeln. The object underlying the invention is to develop a suitable arrangement of laser diodes and MKWS for active cooling as well as a simple and inexpensive method for producing them. Insbesondere soll mit dem Verfahren eine flexiblere Gestaltung der verschiedenen Kanäle ermöglicht werden. In particular, a more flexible design of the various channels to be made possible with the method.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. This object is solved by the characterizing features of claim 1. Bevorzugte Weiterentwicklungen sind in den Nebenansprüchen 9 und 15 sowie in den Unteransprüchen 2 bis 21 aufgeführt. Preferred further developments are set out in the independent claims 9 and 15 as well as in the dependent claims 2 to the 21st

Die Erfindung basiert auf der Idee die Kanäle mittels Laserstrahlbearbeitung und/oder Stanzen und/oder Galvanotechnik zu realisieren. The invention is based on realizing the channels by means of laser beam machining and / or stamping and / or electroplating on the idea. Insbesondere sind in Verbindung mit der Laserstrahlbearbeitung Prozesse wie Bohren, Schneiden, Abtragen und Oberflächenbehandlungen möglich. In particular, possible in combination with the laser beam machining processes such as drilling, cutting, ablation, and surface treatments. Als Material eignen sich alle Stoffe die gut wärmeleitend sind. As the material, all materials are suitable which are good heat conductors. Bevorzugt kommen bei dem erfindungsgemäßen Verfahren Werkstoffe hoher Wärmeleitfähigkeit wie Kupfer, T-cBN, Diamant, etc. zum Einsatz. Preferably come in the inventive method of high thermal conductivity materials such as copper, T-cBN, diamond, etc. are used.

Die Erfindung ermöglicht die einfache Realisierung von Mikrokanalwärme senken aus 2, 3 und mehr Schichten. The invention permits the simple implementation of microchannel heat sinks 2, 3 and more layers. Weiterhin erlaubt das erfindungsgemäße Verfahren sowohl eine 3-dimensionale als auch eine 2-dimensionale Bearbeitung beziehungsweise Anfertigung der einzelnen Schichten. Furthermore, the inventive method allows for both a 3-dimensional and 2-dimensional processing or fabrication of the individual layers. Unter 2- dimensional sind Prozesse zu verstehen, bei denen sich die Reliefstruktur in den einzelnen Schichten der MKWS durch die jeweilige Schicht erstreckt. From 2- dimensional processes are to be understood in which the relief structure extends into the individual layers of the MKWS by the respective layer. Beispiele hierfür sind das Stanzen und das Durchfräsen. Examples include stamping and milling through. Die Kanäle werden durch die zuvor genannten Bearbeitungs- bzw. Herstellungsverfahren derart in den Schichten angeordnet, daß durch das Zusammenfügen der einzelnen Schichten, die die Funktionen Abdeckung, Zufuhr, Abfuhr und Mikrokanalkühlung beinhalten, ein Kanalsystem entsteht. The channels are arranged by the aforementioned processing or manufacturing process in such a way in the layers that by joining the individual layers contain the functions cover, supply, removal and microchannel cooling, a channel system is formed. Die Verbindung der einzelnen Schichten erfolgt durch Verfahren wie Bonden, Schweißen, Löten, Kleben und ähnliches. The connection of the individual layers by methods such as bonding, welding, soldering, gluing and the like.

Bei der Laserstrahlbearbeitung wird die 2- oder 3-dimensionale Struktur der einzelnen Schichten der MKWS durch Laserschneiden, -abtragen und/oder - bohren realisiert. In the laser beam machining, the 2- or 3-dimensional structure of the individual layers of the MKWS by laser cutting, is ablating and / or - realized drill. Hierfür wird der Fokus des Laserstrahls und das Werkstück relativ zueinander bewegt. For this purpose, the focus of the laser beam and the workpiece is moved relative to each other.

Beim galvanotechnischen Verfahren kommt vorzugsweise die LIGA Technik (Lithographie, Galvanik und Abformen) zum Einsatz. When electroplating method, the LIGA technique is preferably used (lithography, electroplating, and molding) are used. Hierbei wird zunächst eine Form erzeugt, indem aus einem strahlungsempfindlichen Kunstoff mit energiereicher Strahlung mikrometerfeine reliefartige Strukturen herausge arbeitet werden. In this case, a form is first produced by micrometer fine relief structures herausge of radiation-sensitive plastic with high-energy radiation are working. Durch Auffüllen dieser Urform wird dann eine Negativkopie - üblicherwiese aus Metall - angefertigt. then by filling this original form a negative copy - usual erwiese metal - made. Die Hohlräume der Kunststoffstruktur werden dabei auf galvanischem Weg aufgefüllt. The cavities of the plastic structure are thereby filled by electrodeposition. Man erhält mit diesem Verfahren eine komplementäre Mikrostruktur aus Metall, die bereits das gewünschte Endprodukt sein kann oder als Formeinsatz für einen Mikrogießprozeß (beispielsweise für Stanzformen) dienen kann. with this method, a complementary microstructure of metal, which may be the desired final product already or as a mold insert for a Mikrogießprozeß can be used (for example for stamping dies).

Vorteile der Erfindung bestehen in der einfachen Herstellung der Kanäle, insbesondere der Mikrokanäle, mit nur wenigen Prozeßschritten. Advantages of the invention consist in the simple production of the channels, in particular the microchannels, with only a few process steps. Zudem lassen sich in einfacher Weise nahezu beliebige Kanalgeometrien realisieren. Also can be realized almost any channel geometries easily. So lassen sich speziell mittels der Laserstrahlbearbeitung und des galvano technischen Verfahren Mikrokanalbreiten im 10 µm-Bereich erzeugen. Thus can be created specifically micron range by means of the laser beam machining and electro technical process microchannel widths in the tenth Die herausgearbeiteten Wände können dabei sowohl rechtwinklig als auch unter einem beliebigen Winkel zur Oberfläche angeordnet sein. The worked out walls may also be arranged at an arbitrary angle to the surface both at right angles as well. Dadurch können beispielsweise rechtwinklige oder v-förmige Kühlkanäle erzeugt werden. Characterized rectangular or v-shaped cooling channels can for example be generated. Durch das erfindungsgemäße Verfahren sind zudem MKWS mit großflächigen Gebieten aus Mikrokanälen realisierbar, die die Anordnung einer Vielzahl von LD erlauben. The inventive method also MKWS be realized with large areas of micro-channels, which allow the arrangement of a plurality of LD. Ferner können die Kanäle, insbesondere die Mikrokanäle, beliebig in den MKWS angeordnet werden - z. Further, the channels, in particular the micro-channels can be arranged as desired in the MKWS - z. B. längs oder quer zum LD- Barren - was in bezug auf den Stand der Technik eine gleichmäßigere Kühlung der LD ermöglichen. B. longitudinally or transversely to the LD bars - which allow in respect to the prior art, a more uniform cooling of the LD.

Zudem ermöglicht die Laserstrahlbearbeitung die Realisierung von Mikrokanal wärmesenken aus Diamant, die mittels der bekannten Verfahren nach dem Stand der Technik nicht verwirklicht werden können. In addition, the laser beam machining enables the realization of microchannel heat sinks made of diamond, which can not be realized by means of the known methods of the prior art. Diamant weist neben seiner guten Wärmeleitfähigkeit (dreimal besser als Kupfer) einen thermischen Ausdehnungskoeffizient vergleichbar mit dem von GaAs auf und ist deshalb ein besonders geeignetes Material für MKWS. Diamond has, in addition to its good thermal conductivity (three times better than copper) has a thermal expansion coefficient comparable to that of GaAs and is therefore a particularly suitable material for MKWS.

Ein bevorzugtes Verfahren besteht in der Kombination der unterschiedlichen Herstellungstechniken. A preferred method is the combination of the different manufacturing techniques. So werden vorzugsweise die feinen Mikrokanäle durch Laserbearbeitung und die Kanäle mit größeren Querschnitten - wie beispiels weise Zu- und Ableitungskanäle - durch Stanzen, Galvanotechnik oder auch durch Ätzen herausgearbeitet bzw. angefertigt. Thus, preferably, the fine microchannels by laser machining, and the channels with larger cross-sections - as example as inlet and outlet channels - by stamping, electroplating or worked out by etching or customized.

Die HLD können bei der erfindungsgemäßen Anordnung als Horizontalemitter (Kantenemitter) und/oder Vertikalemitter (Oberflächenemitter) ausgeführt sein. The HLD may be embodied in the inventive arrangement as horizontal Mitter (edge ​​emitter) and / or vertical emitter (surface emitter). Während bei den Horizontalemittern die Laserstrahlung seitlich aus der Laserdiode austritt, tritt bei den Vertikalemittern die Strahlung senkrecht zur epitaxierten Fläche der Laserdiode aus. While the laser radiation emerges laterally at the horizontal emitters of the laser diode, the radiation occurs in the vertical emitters vertically from the epitaxial surface of the laser diode.

Ausführungsbeispiele embodiments

Nachfolgend werden unter Bezugnahme auf die Abb. 1 bis 10 bevorzugte Ausführungsbeispiele dargelegt. Subsequently, 1 to 10, preferred embodiments will be set forth with reference to fig.. Der Einfachheit halber sind - ohne Ein schränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens - nur MKWS dargestellt, die 2-dimensionale Bearbeitungsprozesse erfordern. For simplicity - only shown MKWS that require two-dimensional machining processes - without a limitation of the general inventive idea.

Es zeigen: Show it:

Fig. 1: Querschnittsdarstellung einer ersten Ausführungsform für eine fünflagige MKWS, bei der der LD-Barren mittig über dem Bereich der Mikrokanälen angeordnet ist. Fig. 1: Cross-sectional view of a first embodiment of a five-layer MKWS in which the LD bar is centered over the area of the microchannels.

Fig. 2: Querschnittsdarstellung einer zweiten Ausführungsform für eine fünflagige MKWS, bei der der LD-Barren mit einer zusätzlichen Mikrooptik versehen ist. Fig. 2: cross-sectional view of a second embodiment for a five-layer MKWS in which the LD bar is provided with an additional micro-optics.

Fig. 3: Querschnittsdarstellung einer dritten Ausführungsform für eine fünflagige MKWS, bei der der LD-Barren auf der Vorderkante der MKWS angeordnet ist. Fig. 3: cross sectional view of a third embodiment of a five-layer MKWS in which the LD bar is mounted on the front edge of MKWS.

Fig. 4: Querschnittsdarstellung einer Ausführungsform für eine mehr lagige MKWS, bei der mehrere LD-Barren auf der Vorderseite der MKWS angeordnet sind. Fig. 4: cross-sectional representation of one embodiment for a multi-ply MKWS, wherein a plurality of LD bars are arranged on the front of the MKWS.

Fig. 5a-e: Aufsichtsdarstellung der einzelnen Schichten einer fünflagigen MKWS mit einem Verteil- und einem Sammelkanal sowie parallel zum LD-Barren angeordneten Mikrokanälen. FIGS. 5a-e: top view of individual layers of a five-layer MKWS with a distributor and a collector duct and parallel to the LD bars arranged microchannels.

Fig. 6a-c: Aufsichtsdarstellung der einzelnen Schichten einer fünflagigen MKWS mit mehreren Verteil- und Sammelkanälen sowie senkrecht zum LD-Barren angeordneten Mikrokanälen. Figure 6a-c. Top view of individual layers of a five-layer MKWS with a plurality of distributing and collecting channels and perpendicular to the LD bars arranged microchannels.

Fig. 7: Querschnittsdarstellung einer gestapelte Anordnung von mehrlagigen MKWS in 2D-Plattenbauweise und LD. Fig. 7: cross-sectional view of a stacked array of multilayer MKWS in 2D bricks and LD.

Fig. 8: Querschnittsdarstellung einer Ausführungsform für eine mehr lagige MKWS mit großflächigen Mikrokanälen und mehreren vertikal abstrahlende Hochleistungslaserdioden. Fig. 8: cross-sectional representation of one embodiment for a multi-ply MKWS with large-area micro-channels and a plurality of vertical-high power laser diode.

Fig. 9: Querschnittsdarstellung einer Ausführungsform für eine mehr lagige MKWS mit großflächigen Mikrokanälen und mehreren horizontal abstrahlenden Hochleistungslaserdioden sowie Mikro prismen oder -Spiegeln. Fig. 9: cross-sectional representation of one embodiment for a multi-ply MKWS prisms with large-area micro-channels and a plurality of horizontal radiating high power laser diodes, as well as micro or -Spiegeln.

Fig. 10: Querschnittsdarstellung einer weiteren Ausführungsform für eine mehrlagige MKWS, bei der mehrere LD-Barren auf der Vorder seite der MKWS angeordnet sind. Fig. 10: cross section view of another embodiment for a multi-layer MKWS, wherein a plurality of LD bars are arranged on the front side of the MKWS.

Fig. 1 zeigt eine erste Ausführungsform für eine Anordnung aus einer Laserdiode ( 15 ) und einer MKWS ( 1 ), bestehend aus fünf Schichten - vorzugsweise dünnen Kupferblechen -, hergestellt nach dem erfindungs gemäßen Verfahren. Fig. 1 shows a first embodiment for an arrangement of a laser diode (15) and a MKWS (1), consisting of five layers - preferably thin copper sheets - prepared by the method according to Invention. Bestand dieser fünflagigen MKWS sind eine Deckplatte ( 2 ), eine Mikrokanal bzw. Verteilplatte ( 3 ), die eine Vielzahl von Mikrokanälen ( 4 ) und einen oder mehrere Verteilkanälen ( 5 ) enthält, eine Zwischenplatte ( 6 ), die einen Verbindungskanal ( 7 ) aufweist, eine Sammelplatte ( 8 ), die einen oder mehrere Sammelkanäle ( 9 ) beinhaltet sowie eine Grundplatte ( 10 ). Consisted of five-layer MKWS are a cover plate (2), a microchannel or distribution plate (3) having a plurality of micro channels (4) and contains one or more distribution ducts (5), an intermediate plate (6) comprising a connecting channel (7) comprises a collecting plate (8), which includes one or more collection channels (9) and a base plate (10). Der Durchstrom des Kühlmediums erfolgt dabei in der Reihenfolge: Einlauf ( 11 ), Verteilkanal/kanäle ( 5 ), Mikrokanäle ( 4 ), Verbindungskanal ( 7 ), Sammelkanal/kanäle ( 9 ) und Auslauf ( 12 ). The flow-through of the cooling medium takes place in the following order: the inlet (11), distribution channel / channels (5), micro channels (4), connecting channel (7), collecting channel / channels (9) and outlet (12). Prinzipiell ist aber auch eine umgekehrte Durchströmrichtung möglich. In principle, however, a reverse flow direction is possible. Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel passiert der Zu- ( 11 ) und Ablaufkanal ( 12 ) sowohl die Deckplatte ( 2 ) als auch die Grundplatte ( 10 ) und somit alle Lagen. In the illustrated embodiment, the inlet (11) and discharge channel (12) passes both the cover plate (2) and the base plate (10), and thus all of the layers. Diese Form wird insbesondere bei der vertikalen Stapelung von MKWS gewählt. This shape is selected in particular in the vertical stacking of MKWS. Für einlagige Bauelemente ist jeweils nur ein Zu- und Ablaufkanal in der Deck- bzw. Grundplatte notwendig. For single components only one inlet and outlet channel in the cover or base plate is necessary in each case.

Die einzelnen Schichten ( 2,3,6,8,10 ) der MKWS ( 1 ) sind durch Schweißen, Bonden, Löten oder Kleben zusammengefügt. The individual layers (2,3,6,8,10) of the MKWS (1) are joined together by welding, bonding, soldering or gluing.

Der Montagebereich der Laserdiode ( 15 ) befindet sich auf der Deckplatte ( 2 ) über den Mikrokanälen ( 4 ), wodurch eine effiziente Kühlung der LD gewährleistet ist. The mounting area of the laser diode (15) is located on the cover plate (2) via the micro-channels (4), thereby enabling an efficient cooling of the LD is ensured. Die Mikrokanäle sind bei dieser Anordnung längs zum LD- Barren durchströmt. The microchannels are flowed through in this arrangement lengthwise to the LD bars. Vorzugsweise ist die Montage mittig über dem Bereich der Mikrokanäle vorgenommen, da dies zur besten Wärmeabfuhr und gleichmäßigen Temperaturverteilung führt. Preferably, the assembly is carried out centrally over the area of ​​the microchannels, as this results in the best heat dissipation and uniform temperature distribution.

Der LD-Barren ( 15 ) ist vorzugsweise auf die MKWS aufgelötet, wobei zur Reduzierung von Verspannungen, aufgrund der unterschiedlichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten, elastische Lotmaterialien herangezogen werden. The LD bar (15) is preferably soldered to the MKWS, wherein used for the reduction of tension, due to the different coefficients of thermal expansion, elastic solder materials.

Eine Weiterentwicklung für die rückwärtige Montage der LD ist in Abb. 2 dargestellt, bei der zur Verbesserung der Laserauskopplung - dargestellt durch den Pfeil ( 17 ) - eine Mikrooptik ( 16 ) vor dem LD-Barren ( 15 ) zu positioniert ist. A further development of the rear mounting of the LD is shown in Figure 2, wherein the laser for improving the outcoupling -. Shown by the arrow (17) - a micro-optics (16) in front of the LD bar (15) is to be positioned. Eine Alternative besteht darin, diese Mikrooptik bereits in der LD ( 15 ) zu integrieren. An alternative is to integrate these micro-optics already in the LD (15).

Ebenfalls möglich ist, wie in Abb. 3 veranschaulicht, eine Montage des LD-Barren ( 15 ) in den Randbereichen der Mikrokanäle ( 4 ), z. It is also possible, as illustrated in Fig. 3, a mounting of the LD bars (15) in the edge regions of the micro-channels (4), for example. B. an der Kante der MKWS. B. at the edge of MKWS. Eine derartige Anordnung nimmt eine geringere Kühlung und eine ungleichmäßigere Temperaturverteilung in Kauf, um die seitlich aus dem LD- Barren austretende Strahlung ( 17 ) ungehindert über die Vorderseite der MKWS treten zu lassen. Such an arrangement takes less cooling and a more uneven temperature distribution in purchase, to make contact MKWS the laterally emerging from the LD bars radiation (17) freely over the front of.

Neben der Montage von einzelnen LD-Barren ist, wie in Abb. 4 gezeigt die Montage mehrerer, auf der Vorderseite nebeneinander angeordneter LD ( 15 ) möglich. As shown in fig the assembly of several, on the front of juxtaposed LD (15) is next to the assembly of each LD bar,. 4 possible. Der LD-Barren kann dabei - wie in den Abb. 1 bis 3 - entweder auf der Vorderseite der MKWS, mittig über den Mikrokanälen oder mit einer Mikrooptik versehen montiert werden. The LD bar may in this case - as shown in Figs 1 to 3 -. Either on the front of MKWS, centered over the micro-channels or with a micro-optics provided to be mounted.

Eine Aufsichtsdarstellung der einzelnen 2-dimensional strukturierten Schichten einer bevorzugten Ausführungsform der fünflagigen MKWS ist in 5a-e widergegeben. A plan view representation of each 2-dimensional patterned layers of a preferred embodiment of the five-layer MKWS is reproduced in 5a-e.

Bestand der MKWS sind eine Mikrokanal- bzw. Verteilplatte ( Fig. 5 b, (3)), die eine Vielzahl von kammartig (dh einseitig freistehend) gestalteten Mikrokanälen ( 4 ) - im Ausschnitt der Fig. 5b dargestellt - und einen Verteilkanal ( 5 ) enthält, eine Sammelplatte ( Fig. 5 d, (8)), die mittels eines Sammelkanals ( 9 ) die erwärmte Kühlflüssigkeit einem Ableitungskanal ( 12 ) zuführt, sowie eine Zwischenplatte ( Fig. 5 c, (6)) mit einem Verbindungskanal ( 7 ), die Verteil- ( 3 ) und Sammelplatte ( 8 ) voneinander separiert. Consisted of MKWS are a microchannel or distribution plate (Fig 5 b, (3).), A plurality of comb-like manner (ie, one-sided detached) designed microchannels (4) -. In the detail of FIG 5b - and a distribution channel (5 ) contains a collection plate (Fig. 5 d, (8)), by means of a collecting channel (feeds 9) the heated cooling liquid to a discharge channel (12), and an intermediate plate (Fig. 5 c, (6)) (with a connecting channel 7), the distribution (3) and collecting plate (8) separated from each other. Diese Anordnung wird von einer Grund- ( Fig. 5 a, (2)) und Deckplatte ( Fig. 5 e, (10)) eingeschlossen. This arrangement is supported by a base (Fig. 5 a, (2)) and cover plate (Fig. 5 e, (10)) included. Die Ausrichtung der Mikrokanäle quer zur LD ermöglicht eine gleichmäßige Kühlung der LD. The orientation of the micro-channels transversely to the LD enables uniform cooling of the LD. Die Bohrungen ( 20 ) dienen als Justierhilfe bei der Bearbeitung der einzelnen Schichten und können bei der späteren Stapelung Justagezwecken dienen. The bores (20) serving as an adjustment in the processing of the individual layers and can serve adjustment purposes during the subsequent stacking.

Eine alternative Ausführungsform für die Gestaltung der Kanäle einer MKWS mit mehreren Verteil- und Sammelkanälen zeigt Fig. 6 ac. Die Schichtfolge der MKWS entspricht der des Ausführungsbeispiels in Fig. 5. und beinhaltet eine Verteilplatte ( Fig. 6a, (3)), eine Sammelplatte ( Fig. 6c, (8)) sowie die zwischen der Verteil- ( 3 ) und Sammelplatte ( 8 ) angeordnete Zwischenplatte ( Fig. 6b, (6)). An alternative embodiment for the design of the channels of a MKWS with a plurality of distributing and collecting channels, Fig. 6a-c. The layer sequence of the MKWS corresponds to that of the embodiment in Fig. 5 and includes a distribution plate (Fig. 6a, (3)), a arranged collecting plate (Fig. 6c, (8)) as well as between the distribution (3) and collecting plate (8), intermediate plate (Fig. 6b, (6)). Diese Anordnung wird von Grund- ( 2 ) und Deckplatten ( 10 ) eingeschlossen, wie sie in Fig. 5 dargestellt sind. This arrangement of ground (2) and cover plates (10) are included, as shown in Fig. 5. Zur Veranschaulichung der Flexibilität des erfindungsgemäßen Verfahrens, insbesondere in der Gestaltung der Kanalgeometrien, sind bei dieser Variante die Mikrokanäle längs zur LD ausgerichtet. To illustrate the flexibility of the method according to the invention, in particular in the design of the channel geometries, the microchannels are longitudinally aligned with the LD in this variant. Bei dieser Ausführungsform sind die Mikrokanäle ( 4 ) beidseitig eingespannt - wie im Ausschnitt der Fig 6 a vergrößert dargestellt - und somit relativ stabil, was hohe Drücke bzw. Durchströmgeschwindigkeiten des Kühlmediums und somit eine besonders effektive Kühlung gestattet. In this embodiment, the micro-channels (4) are clamped on both sides - as shown in the detail of FIG 6 a magnified - and thus relatively stable, allowing high pressures or flow velocities of the cooling medium and thus a particularly effective cooling.

Eine gleichmäßige Kühlung der LD ( 15 ) ist bei der Ausführungsform nach Fig. 6 dadurch gewährleistet, daß die Mikrokanäle ( 4 ) in einzelne unabhängige Segmente unterteilt sind. A uniform cooling of the LD (15) is ensured in the embodiment according to Fig. 6 in that the micro-channels (4) are divided into individual independent segments. Im Gegensatz zur vorigen Ausführungsform ( Fig. 5) besteht zwischen den Mikrokanälen ( 4 ) und den Verteilkanälen ( 5 ) auf der Verteilplatte ( 3 ) keine direkte Verbindung. In contrast to the previous embodiment (Fig. 5) between the micro-channels (4) and the distributing channels (5) on the distribution plate (3) no direct connection. Das Kühlmedium gelangt von den Verteilkanälen ( 5 ) über mehrere Verbindungskanäle ( 7 ) auf der Zwischenplatte ( 6 ) in die Mikrokanäle ( 4 ). The cooling medium passes from the distribution channels (5) via a plurality of connecting channels (7) on the intermediate plate (6) in the micro-channels (4). Nach Durchströmen der Mikrokanäle ( 4 ) wird das Kühlmedium über weitere, auf der Zwischenplatte ( 6 ) angeordnete Verbin dungskanäle ( 7 ′) den vier Sammelkanälen ( 9 ) der Sammelplatte ( 8 ) zugeführt. After flowing through the micro-channels (4) is supplied to the cooling medium on another, on the intermediate plate (6) arranged Verbin dung channels (7 ') of the four collection channels (9) of the collecting plate (8).

Die MKWS und LD können sowohl als einlagiges Bauelement als auch in Stapeln betrieben werden. The MKWS and LD can also be operated in batches both as single-layer component as well. Eine bevorzugte Ausführungsform für eine Stapelanordnung der MKWS zeigt Abb. 7. Die einzelnen Module der MKWS ( 1 ) werden durch Isolationsschichten ( 30 ), die idealerweise die gleiche Höhe wie die LD-Barren ( 15 ) aufweisen, separiert. A preferred embodiment for a stacked arrangement of MKWS. Are shown in Fig 7. The individual modules of the MKWS (1) are insulating layers (30) (15) have ideally the same height as the LD bars, separated. Vorzugsweise liegt innerhalb des Stapels eine elektrische Reihenschaltung der Diodenbarren vor. Preferably, there is an electrical series connection of the diode bars within the stack. Die MKWS ( 1 ) der einzelnen Lagen werden parallel angeströmt, um den Strömungswiderstand der ganzen Anordnung gering zu halten. The MKWS (1) of the individual layers are parallel flows in order to keep the flow resistance of the entire arrangement low. Somit verfügen die gestapelten MKWS über einen gemeinsamen Ein- ( 11 ) und Auslauf ( 12 ). Thus, the stacked MKWS have a common input (11) and outlet (12). Stapelfähig sind neben den in dieser Abbildung verwendeten Modulen aus Abb. 3 auch die Module aus den Abb. 1, 2 und 4. The modules from the Fig. 1, 2 and 4 are stackable next used in this imager modules of FIG. 3.

Anstelle der Technik des Stapelns der einzelnen Module aus MKWS und LD, kann alternativ der mit den Mikrokanälen versehene Bereich der Wärmesenken vergrößert werden und eine Vielzahl von Laserdioden in diesem Bereich montiert werden. Instead the technique of stacking the individual modules from MKWS and LD, alternatively provided with the microchannels of heat sink can be enlarged and a variety of laser diodes in this field to be mounted. Bei dieser Vorrichtung erübrigt sich die Abdichtung zwischen den MKWS. In this apparatus, the seal between the MKWS unnecessary. Ein weiterer Vorteil dieser Anordnung besteht darin, daß nur ein Kühler zum Einsatz kommt und sich somit die Anzahl der Herstellungsschritte stark reduzieren läßt. A further advantage of this arrangement is that only one cooler is used, and can thus reduce the number of manufacturing steps greatly.

Ausführungsbeispiele hierfür sind in den Abb. 8, 9 und 10 dargestellt. Exemplary embodiments thereof are shown in Figs. 8, 9 and 10. Die Mikrokanäle werden in den großflächigen Mikrokanalgebieten ( 4 ) zur Verbesserung der Stabilität vorzugsweise in Segmente aufgeteilt, wie bereits in Abb. 6a veranschaulicht. The micro-channels are in the large-area micro-channel regions (4) is preferably divided into segments to improve the stability, as in Fig. 6a illustrates.

Bei der Ausführungsform nach Abb. 8 wird eine Bauform mit einem Submount ( 25 ) (Zwischenaufsatz) aus einem gut wärmeleitfähigen Material (z. B. Kupfer) verwendet, der eine Montage des Laserdiodenbarrens ( 15 ) senkrecht zur MKWS Montageoberfläche ermöglicht. In the embodiment of Fig. 8 shows a design with a submount (25) (intermediate attachment) of a good heat conductive material (eg., Copper) is used, which allows mounting of the laser diode bar (15) perpendicular to the MKWS mounting surface.

In Abb. 9 und 10 ist die Bauform dargestellt, bei der die LD-Barren in der Ebene der MKWS-Oberfläche montiert sind. In fig. 9 and 10 the construction is shown in which the LD bars are mounted in the plane of MKWS surface. Bei der Verwendung von Horizontalemitter (Kantenemitter) wird die Strahlung über Mikroprismen ( 30 ) oder -spiegel um 90 umgelenkt wie in Fig. 9 dargestellt, während bei Vertikal emittern (Oberflächenemittern) die Strahlung ohne weitere Hilfsmittel senkrecht zur Oberfläche der MKWS austritt ( Fig. 10). When using horizontal Mitter (edge emitter) the radiation with micro prisms (30) or is represented mirrors deflected as shown in Fig. 9 through 90, while vertical (surface emitters) emitters radiation without further aids perpendicular to the surface of the MKWS emerges (Fig. 10).

Zudem ist eine Montage mehrerer LD-Barren nebeneinander für die Anordnungen in Abb. 8, 9 und 10 möglich. In addition, an assembly of several LD bars side by side for the arrangements in Fig. 8, 9 and 10 possible. Alternative Ausführungsformen bestehen darin die MKWS mit mehreren Zu- und Ableitungskanälen auszustatten. Alternative embodiments are to equip the MKWS with a plurality of inlet and outlet channels. Die Anordnung aus großflächigen MKWS mit mehreren LD- Barren, wie in den Ausführungsbeispielen nach Abb. 8 bis 10 dargestellt, ist nicht nur auf das erfindungsgemäße Verfahren beschränkt, sondern läßt sich auch mittels konventionellen Verfahren, z. The arrangement of large MKWS with a plurality of LD bars, as in the embodiments shown in Fig. Represented 8 to 10 is not limited only to the present process, but can also be produced by conventional methods, for. B. Ätzen, realisieren. As etching realize.

Claims (21)

  1. 1. Verfahren zur Herstellung einer Anordnung aus einer oder mehreren Dioden und einem Kühlsystem in Schichtbauweise, bei welchem einzelne Schichten des Kühlsystems zumindest teilweise mittels Laserbearbeitung und/oder Stanzen strukturiert und/oder mittels galvanotechnischer Prozesse angefertigt und anschließend aneinandergefügt werden, wobei die Strukturierung bzw. die Anfertigung derart erfolgt, daß nach dem Aufeinanderfügen der Schichten abgeschlossene Kanäle entstehen, durch die ein Kühlmedium strömt, und daß die Diode oder die Dioden thermisch und/oder elektrisch mit dem Kühlsystem verbunden werden. 1. A method for manufacturing an array of one or more diodes and a cooling system in layer construction, in which individual layers of the cooling system at least partially structured by means of laser processing and / or punching and / or prepared by means of electroplating processes, and are then joined together, wherein the structuring or carried out the preparation such that, after the joining of the layers succession closed channels are formed, through which a cooling medium, and that the diode or diodes are thermally and / or electrically connected to the cooling system.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine 2-dimensionale und/oder eine 3-dimensionale Bearbeitung der einzelnen Schichten erfolgt. 2. The method according to claim 1, characterized in that a 2-dimensional and / or 3-dimensional processing of the individual layers.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Laserstrahlbearbeitung Prozesse wie Bohren, Schneiden, Abtragen und Oberflächenbehandlungen zum Einsatz kommen. 3. The method of claim 1 or 2, characterized in that are used for the laser beam machining processes such as drilling, cutting, ablation, and surface treatments.
  4. 4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Herstellung des Kühlsystems zusätzlich Ätzprozesse zum Einsatz kommen. 4. The method according to one or more of claims 1 to 3, characterized in that in addition etching processes are used in the manufacture of the cooling system.
  5. 5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die feinen Kanäle, insbesondere die Mikrokanäle, mit Laserbearbei tung und die Kanäle mit größeren Querschnitten - wie beispielsweise Zu- und Ableitungskanäle - durch Ätzen und/oder Stanzen angefertigt werden. 5. The method according to one or more of claims 1 to 4, characterized in that the fine channels, in particular microchannels, with Laserbearbei tung, and channels with large cross-sections - such as inlet and outlet channels - by etching and / or stamping are made ,
  6. 6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Aneinanderfügen der einzelnen Schichten des Kühlsystems durch Schweißen und/oder Bonden und/oder Löten und/oder Kleben vorge nommen wird. 6. The method according to one or more of claims 1 to 5, characterized in that the joining of the individual layers of the cooling system by means of welding and / or bonding and / or soldering and / or gluing is provided accepted.
  7. 7. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, das Kühlsystem zumindest teilweise aus gut wärmeleitenden Werkstoffen besteht. 7. The method according to one or more of claims 1 to 6, characterized in that the cooling system at least partly consists of highly thermally conductive materials.
  8. 8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, das Kühlsystem zumindest teilweise aus Kupfer und/oder Diamant besteht. 8. The method according to claim 7, characterized in that the cooling system at least partially consists of copper and / or diamond.
  9. 9. Anordnung aus einer oder mehreren Dioden und einem Kühlsystem, hergestellt mit einem Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlsystem folgende Kanäle beinhaltet: 9. The arrangement of one or more diodes and a refrigeration system, prepared by a process according to one or more of claims 1 to 8, characterized in that the cooling system includes the following channels:
    • - einen oder mehreren Mikrokanäle, - one or more microchannels,
    • - einen oder mehrere Verteilkanäle die den Mikrokanälen das Kühlme dium zuführen, - one or more distribution channels that feed the microchannels the Kühlme dium,
    • - einen oder mehrere Sammelkanäle die das Kühlmedium aus den Mikrokanälen abführen, - one or more collecting channels which discharge the coolant from the microchannels,
    • - mindestens einen Zulaufkanal über den die Anordnung mit dem Kühlmedium versorgt wird, - at least one inlet channel over the is supplied with the cooling medium, the arrangement,
    • - mindestens einen Ablaufkanal der das Kühlmedium aus der Anordnung abfördert. - abfördert at least one outlet channel of the cooling medium from the arrangement.
  10. 10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnungen folgende fünf Schichten beinhaltet: 10. Apparatus according to claim 9, characterized in that the arrangement includes the following five layers:
    • - eine Deckplatte ( 2 ), - a cover plate (2)
    • - eine Mikrokanalplatte ( 3 ), die eine Vielzahl von Mikrokanälen ( 4 ) und einen oder mehrere Verteilkanäle ( 5 ) aufweist, - a microchannel plate (3) having a plurality of micro channels (4) and one or more distribution ducts (5),
    • - eine Zwischenplatte ( 6 ), die einen oder mehrere Verbindungskanäle ( 7 ) besitzt, - an intermediate plate (6) having one or more connecting channels (7),
    • - eine Sammelplatte ( 8 ), die einen oder mehrerer Sammelkanäle ( 9 ) beinhaltet, sowie - a collecting plate (8), the one or more collection channels (9) includes, as well as
    • - eine Grundplatte ( 10 ). - a base plate (10).
  11. 11. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Mikrokanäle längs und/oder quer zu dem/den LD-Barren ausge richtet sind. 11. The device according to one or more of claims 9 or 10, characterized in that the microchannels oriented longitudinally and / or transversely to the / the LD bars are.
  12. 12. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Diode mittig über dem Gebiet der Mikrokanäle angeordnet ist. 12. The device according to one or more of claims 9 to 11, characterized in that at least one diode is arranged centrally over the area of ​​the microchannels.
  13. 13. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Diode an der Kante des Kühlsystems angeordnet ist. 13. The device according to one or more of claims 9 to 12, characterized in that at least one diode at the edge of the cooling system is disposed.
  14. 14. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Diode mit einer Mikrooptik versehen ist. 14. The device according to one or more of claims 9 to 13, characterized in that at least one diode with a micro-optics is provided.
  15. 15. Anordnung aus mehreren Dioden und einem Kühlsystem in Schicht bauweise zu deren aktiven Kühlung, herstellbar insbesondere mit einem Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlsystem ein oder mehrere großflächige Gebiete mit Mikrokanälen aufweist, durch die ein Kühlmedium strömt, und daß die Dioden mit diesem Gebiet thermisch und/oder elektrisch verbunden sind. 15. The arrangement of a plurality of diodes and a cooling system in layer construction to the active cooling that can be produced in particular by a method according to one or more of claims 1 to 8, characterized in that the cooling system comprises one or more large areas with micro-channels through which a cooling medium flows, and in that the diodes are connected thermally and / or electrically connected to this field.
  16. 16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlsystem oberhalb der Mikrokanäle eine planare Deckschicht aufweist, auf der die Dioden aufgebracht sind. 16. The apparatus according to claim 15, characterized in that the cooling system above the microchannels having a planar cover layer on which the diodes are applied.
  17. 17. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlung der Dioden über eine Mikrooptik (Spiegel und/oder Prismen) umgelenkt ist. 17. The apparatus according to claim 15, characterized in that the radiation of the diodes is deflected by a micro-optics (mirrors and / or prisms).
  18. 18. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß eine oder mehrere Dioden planar auf den Seitenwänden von Submounts (Zwischenaufsatz) aus gut thermisch leitendem Material befestigt sind, die auf der Deckschicht des Kühlsystems angeordnet sind. 18. The device according to one or more of claims 15 to 17, characterized in that one or more diodes are planar mounted on the side walls of submounts (intermediate article) made of good thermal conductive material disposed on the outer layer of the cooling system.
  19. 19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Submounts (Zwischenaufsatz) derart gestaltet sind, daß eine vertikale Abstrahlung der Strahlung zur Kühlfläche erreicht ist. 19. Device according to claim 18, characterized in that the submounts (intermediate attachment) are designed such that there is achieved a vertical beam width of the radiation to the cooling surface.
  20. 20. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 15 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Dioden Horizontal-(Kanten-) und/oder Vertikalemitter (Ober flächenemitter) sind. 20. A device are 15 to 19, characterized in that the diodes horizontal (edge) and / or vertical emitter (upper face emitter) according to one or more of the claims.
  21. 21. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 15 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlsystemsystem aus mehreren Modulen mit Mikrokanälen und Dioden besteht und die einzelnen Module vertikal gestapelt und/oder nebeneinander angeordnet sind. 21. The device according to one or more of claims 15 to 20, characterized in that the cooling system consists of several modules System with micro-channels and diodes and the individual modules stacked vertically and / or are arranged side by side.
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