WO1997030494A1 - Heat sink including a surface on which an electronic component can be mounted - Google Patents

Heat sink including a surface on which an electronic component can be mounted Download PDF

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WO1997030494A1
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Jens Biesenbach
Thomas Ebert
Georg Treusch
Guido Bonati
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Definitions

  • the present invention relates to a heat sink with a mounting surface for an electronic component, in particular for a semiconductor component, a component being mountable in the region of its mounting surface using a solder layer of a solder connection that is thinner than 100 ⁇ m, the heat sink in is essentially made of copper, has a layer structure and has a small height in comparison to its surface dimensions.
  • Optimal heat dissipation is an essential criterion for the performance and the service life of electronic components, in particular of optoelectronic components with high heat dissipation losses.
  • Heat dissipation is in particular a problem in the operation of high-power diode lasers with diode laser bars or fields composed of individual laser diodes. Approximately 60-70% of the electrical power introduced is converted into heat in such diode laser bars and has to be dissipated, so that a heat dissipation of more than 1 KW / cm 2 is required.
  • Heat dissipation from the components, in particular with respect to diode laser bars, is possible both by conductance and by convection.
  • DE-A1 43 15 581 describes, for example, an arrangement of laser diodes with a cooling system in a layered construction, in which one layer is a substrate that contains one or more laser diodes, and at least one layer is constructed in this way, that after the layers have been joined together, closed channels are formed through which a cooling medium flows and the substrate is in direct contact with the cooling medium.
  • This direct contact of the cooling medium with the substrate or the laser diode chip is intended to greatly reduce the thermal resistance from the laser-active zone to the cooling medium.
  • DE-A1 45 15 580 discloses a laser diode arrangement with cooling system which is comparable with the arrangement according to DE-A1 43 15 581 and which is essentially concerned with the production of such a cooling arrangement.
  • the heat sink is constructed from individual layers which are structured in such a way that the cutouts formed in the individual layers of the heat sink add to cooling channel structures which extend horizontally and vertically through the heat sink.
  • DE-A1 15 14 055 a cooling device for a semiconductor component with at least two cooling plates running parallel to one another is known, wherein the cooling plates can consist of indium or tin.
  • DE-A1 43 28 353 discloses a multilayer substrate for electrical circuits or components, consisting of a multiplicity of ceramic layers and metallizations, from which heat sinks with improved heat dissipation are built up.
  • the heat sink itself consists of a zigzag-shaped heat sink.
  • the heat sink can be constructed from a layer structure, copper or a copper-tungsten alloy being used as the thermally highly conductive material.
  • thermo-mechanical stresses which occur in the carrier substrate and in the heat sink with its cooling structures and which damage the electronic components to be cooled , such as diode laser bars, can lead.
  • the heat sink heats up during operation of the component, the expansion of the heat sink being greater than that of the electronic component with its substrate carrier. This effect occurs increasingly in diode laser bars due to the high heat dissipation.
  • the heat sink in the form of the heat sink is heated to approximately 180 ° C. by means of a soldering process, and the diode is then attached. The assembly then cools down to ambient temperature again within seconds.
  • the component to be mounted on the heat sink is not cooled during this process. Due to the different thermal expansion coefficients of the heat sink, predominantly made of copper, and of the semiconductor material, for example gallium arsenide (diode laser bars), these two components have expanded to different extents.
  • CVD diamond as material for the heat sink, which is used in conjunction with diode laser bars
  • CVD diamond entail the problem that CVD diamond cannot be soldered; the coefficients of thermal expansion differ by a factor of ten compared to factor 6 to GaAs and the stresses that arise after the solder solidifies can lead to detachment and destruction of the components.
  • the present invention is based on the object of developing a heat sink with a mounting surface for an electronic component of the type described at the outset in such a way that during the operation of the component , in particular a diode laser bar, the stresses occurring, in particular in the area of the boundary layer between the substrate or the semiconductor material and the heat sink or the heat sink, are reduced and the stresses during the connection process between the component and the heat sink after solidification and Cooling can be minimized by the soldering process.
  • the object is achieved in relation to a heat sink with a mounting surface for an electronic component of the type specified in that an intermediate layer is interposed at least between two copper layers, which essentially consists of one or more of the material (s) molybdenum, tungsten, aluminum nitride, pyrolytic graphite, which has a thermal conductivity ( ⁇ ) greater than 100 W / m ⁇ K, the thickness (es) of the intermediate layer (s) being (are) chosen so that a thermal expansion coefficient is set on the mounting surface, so that Coefficient of thermal expansion of the mounting surface of a component to be assembled is adapted so that it does not deviate from this by more than 10%.
  • the material (s) molybdenum, tungsten, aluminum nitride, pyrolytic graphite which has a thermal conductivity ( ⁇ ) greater than 100 W / m ⁇ K
  • the thickness (es) of the intermediate layer (s) being (are) chosen so that a thermal expansion coefficient is set on the mounting surface
  • the heat sink according to the invention makes use, on the one hand, of the good thermal conductivity of known copper coolers, and on the other hand, the at least one intermediate layer between two copper layers makes of a material which essentially consists of one or more of the materials (molybdenum) , Wolf ram, aluminum nitride, pyrolytic graphite, which has a thermal conductivity ( ⁇ ) greater than 100 W / m • K, and a suitable coefficient of intermediate layer structures is used to set a coefficient of thermal expansion which is based on the solder layer on the mounting surface adjusts connected component.
  • the stresses resulting from the soldering process during the assembly of the component particularly with regard to the assembly of diode laser bars, due to widely differing thermal expansions are eliminated.
  • the cooler can still be constructed from electrically conductive material, which is present in the form of copper layers, no thick metallizations on the contacts and connecting surfaces are required. There is no risk of whisker and hillock formation, as is the case with electrically insulating materials such as silicon.
  • the stresses that may build up in the heat sink or between the heat sink and the component are reduced to such an extent that failures can largely be excluded.
  • a layer with the structure for example three copper layers and two intermediate layers made of the materials molybdenum, tungsten, aluminum nitride, pyrolytic graphite with a thermal conductivity ( ⁇ ) greater than 100 W / m • K, the coefficient of thermal expansion should be on the mounting area of the component does not differ by more than 10% from that of the component to be assembled.
  • the intermediate layer between the at least two copper layers is preferably formed from a pyrolytic graphite with a high thermal conductivity when the highest optical output powers of the diode lasers are required by the most effective heat dissipation.
  • Interlayers made of molybdenum are to be preferred if especially flat emitter lines are required for the optical beam shaping of diode laser radiation.
  • the intermediate layers can be structured in order to form cooling channels through which a cooling fluid is optionally passed.
  • Cooling channels of this type particularly in the intermediate layers, have the advantage that, in the case of pyrolytic graphite, the suitable resistance means that the thermal resistance is reduced and the maximum power and service life of diode lasers are increased, in particular when this structuring to the respective copper layers is formed or is open to the copper layers, so that one side of the cooling channel is closed by the adjacent copper layer.
  • intermediate layers should have a thickness of 50 ⁇ m to 700 ⁇ m, but with the proviso that the thickness of an intermediate layer is a maximum of 50% of the total thickness of the heat sink.
  • thin thicknesses of the intermediate layers in the lower part of the specified range are to be preferred, in which case the number of layers should also preferably be increased accordingly in order to achieve a sufficiently graded adaptation of the thermal expansion coefficients.
  • the cover layer of the heat sink which carries the solder layer, via which the electronic component is attached to the heat sink, is formed from oxygen-free copper.
  • a surface of the heat sink is provided which both enables surface finishing by means of diamond processing and also serves as the basis for the deposition of pinholes (post-stitch pores) free metallization layers.
  • the thickness of the cover layer is 50 to 600 ⁇ m, preferably about 100 ⁇ m. The cover layer should therefore be kept very thin in order to keep the influence of its own thermal expansion low; with thicker cover layers it can happen that the thermal expansion on the mounting surface increases.
  • an outer layer is applied on the side opposite the mounting surface, which consists of a Material is formed according to the intermediate layers. In this way, laying or bulging of the heat sink due to different expansions on the top and bottom by this layer can be counteracted, so that an extremely dimensionally stable heat sink is achieved with such an outer layer on the side opposite the mounting surface.
  • a symmetrical structure around a central plane of the layer structure is therefore preferred.
  • the entire heat sink may have a closed copper surface.
  • the intermediate layers are made slightly shorter in their lateral direction than the copper layers, so that grooves with the set-back edges of the intermediate layers are formed between the end edges of the copper layers . These remaining gaps can then be filled with copper, preferably by galvanic deposition.
  • the individual layers that form the heat sink are preferably connected by a diffusion welding process. This creates a very durable connection
  • FIG. 1 shows a schematic illustration of a heat sink according to the invention with an intermediate layer and an indicated diode laser bar for mounting on the heat sink,
  • FIG. 2 the heat sink of FIG. 1 with further layers on its underside
  • FIG. 3 schematically shows a copper heat sink with a semiconductor component arranged thereon to explain the possible pressure stresses that occur
  • FIG. 4 shows a structure corresponding to FIG. 3 to explain the bending stresses that occur
  • Figure 5 is a schematic sectional view of a multi-layer heat sink with an additional copper coating in the region of the shortened intermediate layers.
  • the heat sink as shown in FIG. 1, has an upper copper layer 2, an intermediate layer 3 and a lower copper layer 4. While the two copper layers 2, 4 have a thickness d ⁇ of approximately 50 ⁇ m in this exemplary embodiment, the inserted intermediate layer 3 is implemented in a thickness d z of approximately 300 ⁇ m.
  • the material for the intermediate layer 3 can be molybdenum, tungsten, aluminum nitride or a pyrolytic graphite, which has a thermal conductivity ( ⁇ ) greater than 100 W / m • K. As in the example shown in FIG.
  • the intermediate layer 3 is preferably formed from molybdenum or pyrolytic graphite with a high thermal conductivity, since high optical output powers of the diode lasers are thereby achieved through the effective heat dissipation.
  • a mounting surface 5 is provided which carries a solder layer for a component to be soldered. The size of this mounting surface 5 corresponds to the base surface of the component 6, which in the illustration in FIG. 1 is a diode laser bar 6, which is indicated schematically above the mounting surface 5 in FIG. 1.
  • a cover layer made of oxygen-free copper is additionally provided below the solder layer forming the mounting surface 5.
  • This cover layer serves to enable diamond ultra-precision machining and is also the basis for the chemo-galvanic machining processes.
  • This cover layer serves to enable diamond ultra-precision machining and is also the basis for the chemo-galvanic machining processes.
  • In the rear area of the heat sink 1 there are two recesses 7, each of which forms an inlet and outlet opening for an inner channel structure, not shown, through which a fluid, for example water, is passed for active cooling. These recesses or the channel structure also extend through the intermediate layer 3, as can be seen in FIG. 1.
  • the laser diode bar 6 mounted on the mounting surface 5 with a heat emission during operation of up to 1 KW / cm 2 can thus be held and cooled reliably.
  • thermomechanical stresses arise which affect the semiconductor component can damage.
  • These voltages are caused on the one hand by the heating of the heat sink, which is between 30 ° C and 50 ° C during operation, and on the other hand during the soldering process, in which the heat sink is briefly heated up to about 180 ° C, but after that the Diode cools down to ambient temperature again within seconds.
  • the semiconductor component is usually not actively cooled during such a soldering process.
  • the components then expanded to different extents and then contract again accordingly during cooling with solder that has already solidified. This creates a stress state in the connection plane between the semiconductor component 9 and the copper heat sink 8, as is to be indicated by the arrows 10.
  • the semiconductor component or the diode laser ingot is further stressed due to the different expansion or contraction of the two components, in particular due to the strong temperature fluctuations during the soldering process for mounting the semiconductor component 9 on the heat sink 8, as shown in FIG. 4.
  • the coefficient of thermal expansion on the mounting surface 5 of the heat sink is set such that it is dependent on the thermal expansion coefficient of the mounting surface of a building to be assembled ⁇ partly deviates no more than 10%.
  • the intermediate layer 3 in turn has a 50 ⁇ m thick copper layer on its underside 4.
  • FIG. 2 shows a structure of the heat sink 11, in which on the A further copper layer 12 is provided on the underside, which carries on its underside a further cooling body part 13 which corresponds in its structure to the upper heat sink part 1, which supports the mounting surface 5, again from an upper copper layer 2, an intermediate layer 3 and a lower copper layer 4 is formed.
  • This symmetrical structure of the cooling body 11 around the central, further copper layer 12 counteracts a curvature of the body 11, in particular during the soldering step for fastening the charger diode bar 6 on the mounting surface 5. While the layer structure is shown schematically in FIG.
  • the lower, thin copper layer 4 or the upper, thin copper layer 2 of the heat sink part 13 can be formed in one piece together with the further copper layer 12.
  • the structural structure shown in the form that the two intermediate layers 3 each carry the thin copper layers 4 which face the further copper layer 12 has the advantage that the diffusion welding can be carried out more easily with the further copper layer 12
  • Structures from which the heat sink 11 is constructed can each be produced as preliminary products in the form of the intermediate layers 3 with the upper and lower copper layers 2, 4 applied thereon, which serve for the connection and can be applied, for example, by electroplating. They can then simply be structured with one another before the connection in order to form the cooling channels.
  • the heat sink 21 in this embodiment is made up of two intermediate layers 3, for example made of molybdenum, between a copper layer 22 in each case, the Heatsink 21 ends on its underside with a copper layer 22, likewise on his Top, which is directed towards the semiconductor element 9, closes with a copper layer 22.
  • This uppermost copper layer 22 is a cover layer made of oxygen-free copper with a thickness of approximately 5 ⁇ m, which carries the solder layer 23, via which the component 9 is soldered.
  • the individual intermediate layers 3 have a shorter lateral extension than the respective copper layers 22, so that a type of channel is formed in each case.
  • This channel or depression is filled with copper 24, which is, for example, electrodeposited, so that a closed copper layer results on the outside of the heat sink 21.
  • copper 24 is, for example, electrodeposited, so that a closed copper layer results on the outside of the heat sink 21.
  • Such a copper coating of the entire heat sink 21 may be necessary if machining of the outer surfaces is necessary and if the intermediate layers are not electrically conductive.
  • the above-mentioned layer of oxygen-free copper, which carries the solder layer 23, serves to enable good processing and serves as a layer for the deposition of metallization layers, free of pinholes.
  • the intermediate layers 3 can, for example, be metallized with copper in order to facilitate the connection to the copper layers 22.

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Abstract

Described is a heat sink including a surface on which an electronic component, in particular a semiconductor component, can be mounted, the component being mounted in the surface zone by means of a soldered joint in which the solder-film thickness is less than 100 νm. The heat sink is made essentially of copper, has a layered structure and has large length and width dimensions compared with its height. The heat sink is characterized in that, located between at least two copper layers, is an intermediate layer made essentially of one or more of the materials molybdenum, tungsten, aluminium nitride or pyrolytic graphite with a thermal conductivity greater than 100 W/m.K, the thickness(es) of the intermediate layer(s) being such that the coefficient of thermal expansion of the component-mounting surface does not differ from the coefficient of thermal expansion of the contact surface of the component by more than 10 %.

Description

Patentanmeldung Patent application
"Kühlkörper mit einer Montagefläche für ein elektronisches Bauteil""Heatsink with a mounting surface for an electronic component"
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Kühlkörper mit einer Montageflä¬ che für ein elektronisches Bauteil, insbesondere für ein Halbleiterbauelement, wobei im Bereich dessen Montagefläche mitteis einer Lotschicht einer Lotverbindung, die dünner als 100 μm ist, ein Bauteil montierbar ist, wobei der Kühlkörper im wesentli¬ chen aus Kupfer gefertigt ist, eine Schichtstruktur aufweist und eine im Vergleich zu seinen Flächenabmessungeπ geringe Höhe aufweist.The present invention relates to a heat sink with a mounting surface for an electronic component, in particular for a semiconductor component, a component being mountable in the region of its mounting surface using a solder layer of a solder connection that is thinner than 100 μm, the heat sink in is essentially made of copper, has a layer structure and has a small height in comparison to its surface dimensions.
Für die Leistung und die Lebensdauer elektronischer Bauteile, insbesondere von op¬ toelektronischen Bauelementen mit hohen Wärmeverlustleistungen, ist eine optimale Wärmeabfuhr ein wesentliches Kriterium. Die Wärmeabfuhr ist insbesondere ein Problem bei dem Betrieb von Hochleistungsdiodenlasern mit aus einzelnen Laserdi¬ oden zusammengesetzten Diodenlaserbarren bzw. -feldern. Ungefähr 60 - 70 % der eingebrachten elektrischen Leistung wird bei solchen Diodenlaserbarren in Wärme umgewandelt und muß abgeführt werden, so daß eine Wärmeabfuhr von mehr als 1 KW/cm2 erforderlich ist.Optimal heat dissipation is an essential criterion for the performance and the service life of electronic components, in particular of optoelectronic components with high heat dissipation losses. Heat dissipation is in particular a problem in the operation of high-power diode lasers with diode laser bars or fields composed of individual laser diodes. Approximately 60-70% of the electrical power introduced is converted into heat in such diode laser bars and has to be dissipated, so that a heat dissipation of more than 1 KW / cm 2 is required.
Eine Wärmeabführung von den Bauteilen, insbesondere in Bezug auf Diodenlaser¬ barren, ist sowohl auf konduktivem als auch auf konvektivem Wege möglich.Heat dissipation from the components, in particular with respect to diode laser bars, is possible both by conductance and by convection.
Nach dem Stand der Technik werden hierzu unterschiedliche Maßnahmen ergriffen, um den Wärmeproblemen zu entgegnen. In der DE-A1 43 15 581 ist beispielsweise eine Anordnung aus Laserdioden mit ei¬ nem Kühlsystem in Schichtbauweise beschrieben, bei dem eine Schicht ein Substrat ist, das eine oder mehrere Laserdiode(n) beinhaltet, und wobei wenigstens eine Schicht derart konstruiert ist, daß nach Aneinanderfügen der Schichten abge¬ schlossene Kanäle entstehen, durch die ein Kühlmedium strömt, und das Substrat in unmittelbarem Kontakt zum Kühlmedium steht. Durch diesen direkten Kontakt des Kühlmediums mit dem Substrat bzw. dem Laserdioden-Chip soll der thermische Wi¬ derstand von der laseraktiven Zone bis zum Kühlmedium stark reduziert werden.According to the state of the art, various measures are taken to counteract the heat problems. DE-A1 43 15 581 describes, for example, an arrangement of laser diodes with a cooling system in a layered construction, in which one layer is a substrate that contains one or more laser diodes, and at least one layer is constructed in this way, that after the layers have been joined together, closed channels are formed through which a cooling medium flows and the substrate is in direct contact with the cooling medium. This direct contact of the cooling medium with the substrate or the laser diode chip is intended to greatly reduce the thermal resistance from the laser-active zone to the cooling medium.
Aus der DE-A1 45 15 580 ist eine mit der Anordnung nach der DE-A1 43 15 581 ver¬ gleichbare Laserdiodenanordnung mit Kühlsystem bekannt, die sich im wesentlichen mit der Herstellung einer solchen Kühlanordnung befaßt. Der Kühlkörper ist aus ein¬ zelnen Schichten aufgebaut, die derart strukturiert sind, daß sich die in den einzel¬ nen Schichten des Kühlkörpers gebildeten Ausschnitte zu Kühlkanalstrukturen er¬ gänzen, die sich durch den Kühlkörper horizontal und vertikal erstrecken.DE-A1 45 15 580 discloses a laser diode arrangement with cooling system which is comparable with the arrangement according to DE-A1 43 15 581 and which is essentially concerned with the production of such a cooling arrangement. The heat sink is constructed from individual layers which are structured in such a way that the cutouts formed in the individual layers of the heat sink add to cooling channel structures which extend horizontally and vertically through the heat sink.
Aus der DE-A1 15 14 055 ist eine Kühlvorrichtung für ein Halbleiterbauelement mit mindestens zwei zueinander parallel verlaufenden Kühlblechen bekannt, wobei die Kühlbleche aus Indium oder aus Zinn bestehen können. Weiterhin ist aus der DE-A1 43 28 353 ein Mehrschicht-Substrat für elektrische Schaltkreise oder Bauele¬ mente, bestehend aus einer Vielzahl von Keramikschichten und Metallisierungen, bekannt, aus denen Kühlkörper mit einer verbesserten Wärmeableitung aufgebaut werden. Der Kühlkörper selbst besteht aus einem zickzackförmigen Kühlblech.From DE-A1 15 14 055 a cooling device for a semiconductor component with at least two cooling plates running parallel to one another is known, wherein the cooling plates can consist of indium or tin. Furthermore, DE-A1 43 28 353 discloses a multilayer substrate for electrical circuits or components, consisting of a multiplicity of ceramic layers and metallizations, from which heat sinks with improved heat dissipation are built up. The heat sink itself consists of a zigzag-shaped heat sink.
In der US-PS 5,105,429 ist ein modularer Aufbau einer Kühleiπrichtung für ein La- serdiodenarray beschrieben. Der Kühlkörper kann aus einer Schichtstruktur aufge¬ baut sein, wobei als thermisch gut leitendes Material Kupfer oder eine Kupfer-Wolf¬ ram-Legierung eingesetzt werden soll.A modular design of a cooling device for a laser diode array is described in US Pat. No. 5,105,429. The heat sink can be constructed from a layer structure, copper or a copper-tungsten alloy being used as the thermally highly conductive material.
Schließlich ist in der PCT7WO92/19027 eine Anordnung eines Laserdiodenarrays mit einer Mikrokanal-Kühlstruktur aus Silizium bekannt. Die Kühlkörper sind aus ho¬ mogenem Material aufgebaut. Umfangreiche Untersuchungen haben gezeigt, daß ein wesentliches Problem in Be¬ zug auf die Lebensdauer von Hochleistungslaserdioden die in dem Trägersubstrat sowie die in dem Kühlkörper mit dessen Kühlstrukturen auftretenden thermo-mecha- nische Spannungen darstellen, die zu einer Schädigung der zu kühlenden elektroni¬ schen Bauteile, wie beispielsweise Diodenlaserbarren, führen können. Zum einen erwärmt sich der Kühlkörper während des Betriebs des Bauteils, wobei die Ausdeh¬ nung des Kühlkörpers größer als diejenige des elektronischen Bauteils mit seinem Substrat-Träger ist. Dieser Effekt tritt verstärkt bei Diodenlaserbarren aufgrund der hohen Wärmeverlustleistung auf. Zum anderen wird bei der Montage beispielsweise eines Diodenlaserbarrens mittels eines Lötprozesses die Wärmesenke in Form des Kühlkörpers auf ca. 180°C erhitzt und dann die Diode aufgesetzt. Der Verbund kühlt sich innerhalb von Sekunden dann wieder auf Umgebungstemperatur ab. Üblicher¬ weise wird während dieses Vorgangs das an dem Kühlkörper zu montierende Bau¬ teil nicht gekühlt. Durch die unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten des Kühlkörpers, überwiegend aus Kupfer, und des Halbleitermaterials, beispielsweise Galliumarsenid (Diodenlaserbarren), haben sich diese beiden Komponenten unter¬ schiedlich stark ausgedehnt. Nach Erstarren des Lotes und bedingt durch die Ab¬ kühlung ziehen sich die Komponenten wieder zusammen und durch die stoffschlüs¬ sige Lötverbindung zwischen Kühlkörper und Diodenlaserbarren entstehen Span¬ nungen in dem Bauteil, die insbesondere im späteren Betrieb zu Ablösungen oder Versetzungen und damit zu einem Ausfall des Bauteils führen können.Finally, an arrangement of a laser diode array with a microchannel cooling structure made of silicon is known in PCT7WO92 / 19027. The heat sinks are made of homogeneous material. Extensive investigations have shown that a major problem with regard to the service life of high-power laser diodes is the thermo-mechanical stresses which occur in the carrier substrate and in the heat sink with its cooling structures and which damage the electronic components to be cooled , such as diode laser bars, can lead. On the one hand, the heat sink heats up during operation of the component, the expansion of the heat sink being greater than that of the electronic component with its substrate carrier. This effect occurs increasingly in diode laser bars due to the high heat dissipation. On the other hand, when assembling a diode laser bar, for example, the heat sink in the form of the heat sink is heated to approximately 180 ° C. by means of a soldering process, and the diode is then attached. The assembly then cools down to ambient temperature again within seconds. Usually, the component to be mounted on the heat sink is not cooled during this process. Due to the different thermal expansion coefficients of the heat sink, predominantly made of copper, and of the semiconductor material, for example gallium arsenide (diode laser bars), these two components have expanded to different extents. After the solder solidifies and due to the cooling, the components contract again and the material-to-material solder connection between the heat sink and the diode laser bar creates stresses in the component, which in particular in later operation lead to detachments or dislocations and thus to failure of the component can lead.
Wie bereits vorstehend erwähnt ist, sind gegenwärtig im wesentlichen aktive Kühl¬ körper, d. h. mit Kühlkanälen für ein Kühlfluid durchzogene Kühlkörper, mit einem sehr geringen Wärmewiderstand verfügbar, die jedoch aufgrund der zu dem elektro¬ nischen Bauteil stark abweichenden Wärmeausdehnungen zu massiven Problemen beim Lötprozeß und zu eingeschränkten Lebensdauern der Bauteile führen; dies ist besonders gravierend in Bezug auf Diodenlaserbarren aufgrund des erheblichen Wärmegradienten zwischen Dioden und Kühlkörper.As already mentioned above, essentially active heat sinks, ie. H. with cooling channels for a cooling fluid drawn heat sink, available with a very low thermal resistance, which, however, lead to massive problems in the soldering process and to a limited lifespan of the components due to the thermal expansions that deviate greatly from the electronic component; this is particularly serious with regard to diode laser bars due to the considerable thermal gradient between the diodes and the heat sink.
Lösungsmöglichkeiten, wie zum Beispiel CVD-Diamant als Material für den Kühlkör¬ per, der in Verbindung mit Diodenlaserbarren eingesetzt wird, bringen das Problem mit sich, daß CVD-Diamant nicht lötbar ist; die Wärmedehnungskoeffizienten differieren um eine Zehnerpotenz gegenüber Faktor 6 zu GaAs und die nach dem Erstarren des Lotes entstehenden Spannungen können zu einer Ablösung und Zer¬ störung der Bauteile führen.Possible solutions, such as, for example, CVD diamond as material for the heat sink, which is used in conjunction with diode laser bars, entail the problem that CVD diamond cannot be soldered; the coefficients of thermal expansion differ by a factor of ten compared to factor 6 to GaAs and the stresses that arise after the solder solidifies can lead to detachment and destruction of the components.
Eine alternative Möglichkeit, die sich bei dem Aufbau und der Kühlung von Dioden¬ laserbarren bietet, sind aktive Mikrokühler aus Silizium. Die Wärmedehnung von Si¬ lizium liegt im Bereich der Wärmedehnung des Diodenlaserbarrenmaterials, aller¬ dings stellt sich das Problem, daß die Wärmeleitfähigkeit nur bei etwa 20% derjeni¬ gen von Kupfer liegt. Darüberhinaus liegen die Herstellkosten solcher Kühlkörper um den Faktor 2 höher als diejenigen eines Kupferkühlers. Schließlich erfordert die elektrisch isolierende Eigenschaft von Silizium eine Metallisierung der Kühler in Schichtdicken größer 20 μm. Aufgrund der sehr hohen Stromdichten in den elek¬ trisch leitenden Schichten, die bei einem Betrieb von Diodenlaserbarren benötigt werden, besteht die Gefahr einer sogenannten "Whisker-" und "Hillock-" Bildung, die durch Elektro-Migration bei hohen Stromdichten verursacht wird, und dies führt da¬ mit zu einem Totalausfall des Diodenlasers üblicherweise nach einigen 1000 Betriebsstunden.An alternative option that is available in the construction and cooling of diode laser bars is active microcoolers made of silicon. The thermal expansion of silicon is in the range of the thermal expansion of the diode laser bar material, but the problem arises that the thermal conductivity is only about 20% of that of copper. In addition, the manufacturing costs of such heat sinks are two times higher than those of a copper cooler. Finally, the electrically insulating property of silicon requires the cooler to be metallized in layer thicknesses greater than 20 μm. Due to the very high current densities in the electrically conductive layers, which are required when operating diode laser bars, there is a risk of so-called "whisker" and "hillock" formation, which is caused by electro-migration at high current densities, and this leads to a total failure of the diode laser usually after a few 1000 hours of operation.
Ausgehend von dem eingangs beschriebenen Stand der Technik und den aus um¬ fangreichen Versuchen gewonnenen Erkenntnissen liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Kühlkörper mit einer Montagefläche für ein elektroni¬ sches Bauteil der eingangs beschriebenen Art so weiterzubilden, daß die während des Betriebs des Bauelements, insbesondere eines Diodenlaserbarrens, auftreten¬ den Spannungen, insbesondere im Bereich der Grenzschicht zwischen dem Substrat bzw. dem Halbleitermaterial und dem Kühlkörper bzw. der Wärmesenke, reduziert sind und die Beanspruchungen während des Verbindungsprozesses zwi¬ schen dem Bauelement und der Wärmesenke nach der Erstarrung und Erkaltung durch den Lötvorgang minimiert werden.On the basis of the prior art described at the outset and the knowledge gained from extensive tests, the present invention is based on the object of developing a heat sink with a mounting surface for an electronic component of the type described at the outset in such a way that during the operation of the component , in particular a diode laser bar, the stresses occurring, in particular in the area of the boundary layer between the substrate or the semiconductor material and the heat sink or the heat sink, are reduced and the stresses during the connection process between the component and the heat sink after solidification and Cooling can be minimized by the soldering process.
Gelöst wird die Aufgabe in Bezug auf einen Kühlkörper mit einer Montagefläche für ein elektronisches Bauteil der angegebenen Art dadurch, daß mindestens zwischen zwei Kupferschichten eine Zwischenschicht zwischengelegt ist, die im wesentlichen aus einem oder mehreren der Material(ien) Molybdän, Wolfram, Aluminiumnitrid, pyrolytisches Graphit, das eine Wärmeleitfähigkeit (λ) größer 100 W/m ♦ K besitzt, wobei die Dicke(n) der Zwischenschicht(en) so gewählt ist (sind), daß an der Monta- gefiäche ein Wärmeausdehnungskoeffizient eingestellt wird, der so dem Wärmeaus¬ dehnungskoeffizient der Montagefläche eines zu montierenden Bauteils angepaßt ist, daß er von diesem nicht mehr als 10% abweicht.The object is achieved in relation to a heat sink with a mounting surface for an electronic component of the type specified in that an intermediate layer is interposed at least between two copper layers, which essentially consists of one or more of the material (s) molybdenum, tungsten, aluminum nitride, pyrolytic graphite, which has a thermal conductivity (λ) greater than 100 W / m ♦ K, the thickness (es) of the intermediate layer (s) being (are) chosen so that a thermal expansion coefficient is set on the mounting surface, so that Coefficient of thermal expansion of the mounting surface of a component to be assembled is adapted so that it does not deviate from this by more than 10%.
Durch den erfindungsgemäßen Kühlkörper wird zum einen von der guten Wärmeleit¬ fähigkeit bekannter Kupfer-Kühler Gebrauch gemacht, zum anderen wird durch die mindestens eine Zwischenschicht zwischen zwei Kupferschichten aus einem Materi¬ al, das im wesentlichen aus einem oder mehreren der Matehal(ien) Molybdän, Wolf¬ ram, Aluminiumnitrid, pyrolytisches Graphit, das eine Wärmeleitfähigkeit (λ) größer 100 W/m • K besitzt, besteht, und durch die geeignete Wahl der Zwischen¬ schichtstrukturen ein Wärmeausdehnungskoeffizient eingestellt, der sich an das über die Lotschicht an der Montagefläche verbundene Bauteil anpaßt. Insbesondere werden die durch den Lötprozeß beim Montieren des Bauteils, gerade im Hinblick auch auf die Montage von Diodenlaserbarren, entstehenden Spannungen aufgrund stark unterschiedlicher Wärmeausdehnungen eliminiert. Da der Kühler nach wie vor aus elektrisch leitendem Material aufgebaut werden kann, das in Form von Kupfer¬ schichten vorhanden ist, sind keine dicken Metallisierungen an Kontakten und Ver¬ bindungsflächen erforderlich. Es besteht nicht die Gefahr der Whisker- und Hillock- Bildung, wie dies bei elektrisch isolierenden Materialien, wie Silizium, der Fall ist.The heat sink according to the invention makes use, on the one hand, of the good thermal conductivity of known copper coolers, and on the other hand, the at least one intermediate layer between two copper layers makes of a material which essentially consists of one or more of the materials (molybdenum) , Wolf ram, aluminum nitride, pyrolytic graphite, which has a thermal conductivity (λ) greater than 100 W / m • K, and a suitable coefficient of intermediate layer structures is used to set a coefficient of thermal expansion which is based on the solder layer on the mounting surface adjusts connected component. In particular, the stresses resulting from the soldering process during the assembly of the component, particularly with regard to the assembly of diode laser bars, due to widely differing thermal expansions are eliminated. Since the cooler can still be constructed from electrically conductive material, which is present in the form of copper layers, no thick metallizations on the contacts and connecting surfaces are required. There is no risk of whisker and hillock formation, as is the case with electrically insulating materials such as silicon.
Die durchgeführten Untersuchungen haben auch gezeigt, daß aufgrund der unter¬ schiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten von Kupfer-Kühlkörpern und den Halbleitermaterialien der Diodenlaser eine stark unterschiedliche Ausdehnung wäh¬ rend des Montageprozesses entsteht. Nach dem Abkühlen wird ein Streßzustand quasi in dem Bereich der Verbindungsebene zwischen Diodenbarren und Wärme¬ senke "eingefroren"; die Kräfte, die dadurch entstehen, wirken idealisiert als äußere Druckkräfte auf das befestigte Bauteil. Zusätzlich zu den induzierten Druckspannun¬ gen tritt eine weitere Belastung durch eine unterschiedliche Ausdehnung während des Lötens bzw. der Kontraktion der beiden Komponenten während und nach dem Abkühlen auf, so daß zu den Druckspannungen eine Beanspruchung aufgrund einer Durchbiegung auftritt. Mit dem erfindungsgemäßen Aufbau des Kühlkörpers werden diese Druck- und Biegebeanspruchungen weitgehendst vermieden und es kann eine im Vergleich zu Kupferkühlern verbesserte Ebenheit durch die Verringerung der auf¬ tretenden Biegungen der Montagefläche von 4 μm/cm auf etwa 2,5 μm/cm erreicht werden. Desweiteren werden Risse, die bisher durch spannungsbedingte Überla¬ stung das Lot schädigen und damit die Wärmeabfuhr und die Verbindungskräfte re¬ duzieren, eliminiert. Es ist ersichtlich, daß natürlich die Zwischenschichten aus den angegebenen Materialien in Bezug auf die Wärmeleitfähigkeit des gesamten Kühl¬ körpers einen Kompromiß darstellen. Diese Kompromisse kompensieren allerdings um ein Vielfaches die Nachteile, die ein Kühlkörper aus einem Kupfermaterial oder ein Kühlkörper aus einer Keramik mit sich bringt, abgesehen davon, daß vollständi¬ ge Ausfälle des gesamten Bauteils vermieden werden können; dies trifft insbesonde¬ re in Bezug auf Diodenlaser oder Hochleistungs-Diodenlaser zu. Eine wesentliche Maßnahme zur Erzielung der angestrebten Effekte ist diejenige, daß die Dicke der Zwischenschicht oder die Dicken der Zwischenschichten so eingestellt werden, daß der Wärmeausdehnungskoeffizient des Kühlkörpers an der Montagefläche des Kühl¬ körpers dem Wärmeausdehnungskoeffizienten der Montagefläche eines zu montie¬ renden Bauteils so angepaßt ist, daß sie nicht mehr als 10% voneinander abwei¬ chen. Mit einer solchen Maßnahme werden die sich eventuell aufbauenden Bean¬ spruchungen in dem Kühlkörper bzw. zwischen dem Kühlkörper und dem Bauteil so weit reduziert, daß Ausfälle weitgehend ausgeschlossen werden können. In Bezug auf eine Schicht mit dem Aufbau, beispielsweise drei Kupferschichten und zwei Zwi¬ schenschichten aus den Materialien Molybdän, Wolfram, Aiumiπiumnitrid, pyrolyti- sches Graphit mit einer Wärmeleitfähigkeit (λ) größer 100 W/m • K, sollte der Wär¬ meausdehnungskoeffizient an der Montagefläche des Bauteils nicht mehr als 10% von demjenigen des zu montierenden Bauteils abweichen.The investigations carried out have also shown that, due to the different thermal expansion coefficients of copper heat sinks and the semiconductor materials of the diode lasers, there is a very different expansion during the assembly process. After cooling, a stress state is "frozen" in the area of the connection level between the diode bar and the heat sink; the resulting forces act ideally as external compressive forces on the attached component. In addition to the induced compressive stresses, a further stress occurs due to a different expansion during the soldering or the contraction of the two components during and after cooling, so that stress due to deflection occurs in addition to the compressive stresses. With the structure of the heat sink according to the invention these pressure and bending stresses are largely avoided and an improved flatness compared to copper coolers can be achieved by reducing the bending of the mounting surface from 4 μm / cm to approximately 2.5 μm / cm. Furthermore, cracks, which previously damage the solder due to voltage-related overloading and thus reduce the heat dissipation and the connecting forces, are eliminated. It can be seen that, of course, the intermediate layers made of the specified materials represent a compromise with regard to the thermal conductivity of the entire heat sink. However, these compromises compensate many times for the disadvantages that a heat sink made of a copper material or a heat sink made of a ceramic entails, apart from the fact that complete failures of the entire component can be avoided; this applies in particular to diode lasers or high-power diode lasers. An essential measure for achieving the desired effects is that the thickness of the intermediate layer or the thicknesses of the intermediate layers are adjusted in such a way that the thermal expansion coefficient of the heat sink on the mounting surface of the heat sink is matched to the thermal expansion coefficient of the mounting surface of a component to be assembled that they do not deviate from each other by more than 10%. With such a measure, the stresses that may build up in the heat sink or between the heat sink and the component are reduced to such an extent that failures can largely be excluded. With regard to a layer with the structure, for example three copper layers and two intermediate layers made of the materials molybdenum, tungsten, aluminum nitride, pyrolytic graphite with a thermal conductivity (λ) greater than 100 W / m • K, the coefficient of thermal expansion should be on the mounting area of the component does not differ by more than 10% from that of the component to be assembled.
Bevorzugt wird die Zwischenschicht zwischen den mindestens zwei Kupferschichten aus einem pyrolytischen Graphit mit einer hohen Wärmeleitfähigkeit dann gebildet, wenn höchste optische Ausgangsleistungen der Diodenlaser durch effektivste Wär¬ meabfuhr gefordert werden. Zwischenschichten aus Molybdän sind dann zu bevorzugen, wenn besonders ebe¬ ne Emitterlinien für die optische Strahlformung von Diodenlaserstrahlung gefordert werden.The intermediate layer between the at least two copper layers is preferably formed from a pyrolytic graphite with a high thermal conductivity when the highest optical output powers of the diode lasers are required by the most effective heat dissipation. Interlayers made of molybdenum are to be preferred if especially flat emitter lines are required for the optical beam shaping of diode laser radiation.
Die Zwischenschichten können strukturiert sein, um Kύhlkanäle zu bilden, durch die gegebenenfalls ein Kühlfluid hindurchgeführt wird. Solche Kühlkanäle gerade in den Zwischenschichten besitzen den Vorteil, daß durch den geeigneten konduktiven Wi¬ derstand im Falle von pyrolythischen Graphit der thermische Widerstand reduziert und damit die maximale Leistung und Lebensdauer von Diodenlasern gesteigert werden, insbesondere dann, wenn diese Strukturierung zu den jeweiligen Kupfer¬ schichten hin gebildet ist bzw. zu den Kupferschichten hin offen ist, so daß eine Sei¬ te des Kühlkanals durch die angrenzende Kupferschicht abgeschlossen wird.The intermediate layers can be structured in order to form cooling channels through which a cooling fluid is optionally passed. Cooling channels of this type, particularly in the intermediate layers, have the advantage that, in the case of pyrolytic graphite, the suitable resistance means that the thermal resistance is reduced and the maximum power and service life of diode lasers are increased, in particular when this structuring to the respective copper layers is formed or is open to the copper layers, so that one side of the cooling channel is closed by the adjacent copper layer.
Es hat sich gezeigt, daß Zwischenschichten eine Dicke von 50 μm bis 700 μm haben sollten, allerdings mit der Maßgabe, daß die Dicke einer Zwischenschicht maximal 50% der Gesamtdicke des Kühlkörpers beträgt. In diesem Dimensionierungsbereich sind dünne Dicken der Zwischenschichten in dem unteren Teil des angegebenen Bereichs zu bevorzugen, wobei dann auch vorzugsweise die Anzahl der Schichten entsprechend erhöht werden sollte, um eine ausreichend abgestufte Anpassung der Wärmeausdehnungskoeffizienten zu erzielen.It has been shown that intermediate layers should have a thickness of 50 μm to 700 μm, but with the proviso that the thickness of an intermediate layer is a maximum of 50% of the total thickness of the heat sink. In this dimensioning range, thin thicknesses of the intermediate layers in the lower part of the specified range are to be preferred, in which case the number of layers should also preferably be increased accordingly in order to achieve a sufficiently graded adaptation of the thermal expansion coefficients.
In einer weiteren, bevorzugten Ausführungsvarianten wird die Deckschicht des Kühl¬ körpers, die die Lotschicht trägt, über die das elektronische Bauteil an dem Kühlkör¬ per befestigt wird, aus Sauerstoff-freiem Kupfer gebildet. Hierdurch wird erreicht, daß eine Oberfläche des Kühlkörpers bereitgestellt wird, die sowohl eine Oberflä- chenendbearbeitung mittels Diamantbearbeitung ermöglicht als auch als Grundlage zur Abscheidung von Pinholes (Nachstichporen) freien Metallisierungsschichten dient. Die Dicke der Deckschicht beträgt hierbei 50 bis 600 μm, vorzugsweise etwa 100 μm. Die Deckschicht sollte demnach sehr dünn gehalten werden, um den Ein¬ fluß ihrer eigenen Wärmeausdehnung gering zu halten; bei dickeren Deckschichten kann es dazu kommen, daß die Wärmeausdehnung an der Montagefläche zunimmt.In a further preferred embodiment variant, the cover layer of the heat sink, which carries the solder layer, via which the electronic component is attached to the heat sink, is formed from oxygen-free copper. The result of this is that a surface of the heat sink is provided which both enables surface finishing by means of diamond processing and also serves as the basis for the deposition of pinholes (post-stitch pores) free metallization layers. The thickness of the cover layer is 50 to 600 μm, preferably about 100 μm. The cover layer should therefore be kept very thin in order to keep the influence of its own thermal expansion low; with thicker cover layers it can happen that the thermal expansion on the mounting surface increases.
In einem besonders bevorzugten Aufbau des Kühlkörpers wird auf der der Montage¬ fläche gegenüberliegenden Seite eine Außenschicht aufgebracht, die aus einem Material entsprechend der Zwischenschichten gebildet ist. Hierdurch kann einer Ver¬ legung bzw. Aufwölbung des Kühlkörpers durch unterschiedliche Ausdehnungen an Unter- und Oberseite durch diese Schicht entgegengewirkt werden, so daß gera¬ de mit einer solchen Außenschicht auf der der Montagefläche gegenüberliegenden Seite ein äußerst formstabiler Kühlkörper erzielt wird. Ein symmetrischer Aufbau um eine Mittelebene der Schichtstruktur ist demnach zu bevorzugen.In a particularly preferred construction of the heat sink, an outer layer is applied on the side opposite the mounting surface, which consists of a Material is formed according to the intermediate layers. In this way, laying or bulging of the heat sink due to different expansions on the top and bottom by this layer can be counteracted, so that an extremely dimensionally stable heat sink is achieved with such an outer layer on the side opposite the mounting surface. A symmetrical structure around a central plane of the layer structure is therefore preferred.
Für einige Anwendungen, wie beispielsweise bei Einsazt nicht elektrisch leitfähiger Zwischenschichten und als Voraussetzung für die Diamantbearbeitung der Montage¬ fläche und -kante, kann es erforderlich sein, daß der gesamte Kühlkörper eine ge¬ schlossene Kupferoberfläche besitzt. Um eine haltbare Kupferbeschichtung gerade im Bereich der Zwischenschichten auf den nach außen hin freiliegenden Stirnkanten zu erzielen, werden die Zwischenschichten in ihrer lateralen Richtung geringfügig kürzer als die Kupferschichten ausgeführt, so daß jeweils zwischen den Stirnkanten der Kupferschichten Nuten mit den zurückversetzten Kanten der Zwischenschichten gebildet werden. Diese verbleibenden Spalte können dann, vorzugsweise durch gal¬ vanische Abscheidung, mit Kupfer gefüllt werden.For some applications, for example when using non-electrically conductive intermediate layers and as a prerequisite for diamond machining of the mounting surface and edge, it may be necessary for the entire heat sink to have a closed copper surface. In order to achieve a durable copper coating in the area of the intermediate layers on the front edges exposed to the outside, the intermediate layers are made slightly shorter in their lateral direction than the copper layers, so that grooves with the set-back edges of the intermediate layers are formed between the end edges of the copper layers . These remaining gaps can then be filled with copper, preferably by galvanic deposition.
Vorzugsweise erfolgt die Verbindung der einzelnen Schichten, die den Kühlkörper ergeben, durch einen Diffusionsschweißprozeß. Hierdurch wird eine sehr haltbare Verbindung geschaffenThe individual layers that form the heat sink are preferably connected by a diffusion welding process. This creates a very durable connection
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgen¬ den Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen.Further details and advantages of the invention result from the following description of exemplary embodiments with reference to the drawings.
In den Zeichnungen zeigenShow in the drawings
Figur 1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Kühlkörpers mit einer Zwischenschicht und einem angedeuteten Diodenlaserbarren zur Montage auf dem Kühlkörper,FIG. 1 shows a schematic illustration of a heat sink according to the invention with an intermediate layer and an indicated diode laser bar for mounting on the heat sink,
Figur 2 den Kühlkörper der Figur 1 mit weiteren Schichten auf seiner Unterseite, Figur 3 schematisch einen Kupferkühlkörper mit einem darauf angeordneten Halbleiterbauteil zur Erläuterung der möglichen, auftretenden Druck¬ spannungen,FIG. 2 the heat sink of FIG. 1 with further layers on its underside, FIG. 3 schematically shows a copper heat sink with a semiconductor component arranged thereon to explain the possible pressure stresses that occur,
Figur 4 einen Aufbau entsprechend der Figur 3 zur Erläuterung der auftretenden Biegespannungen,FIG. 4 shows a structure corresponding to FIG. 3 to explain the bending stresses that occur,
Figur 5 eine schematische Schnittansicht eines mehrschichtigen Kühlkörpers mit einer zusätzlichen Kupferbeschichtung im Bereich der verkürzt ausgebildeten Zwischenschichten.Figure 5 is a schematic sectional view of a multi-layer heat sink with an additional copper coating in the region of the shortened intermediate layers.
Der Kühlkörper, wie ihn die Figur 1 zeigt, weist eine obere Kupferschicht 2, eine Zwi¬ schenschicht 3 und eine untere Kupferschicht 4 auf. Während die beiden Kupfer¬ schichten 2, 4 in diesem Ausführungsbeispiel eine Dicke dκ von etwa 50 μm besit¬ zen, ist die eingefügte Zwischenschicht 3 in einer Dicke dz von etwa 300 μm ausge¬ führt. Bei dem Material für die Zwischenschicht 3 kann es sich um Molybdän, Wolf¬ ram, Aluminiumnitrid oder ein pyrolytisches Graphit, das eine Wärmeleitfähigkeit (λ) größer 100 W/m • K besitzt, handeln. Bevorzugt wird, wie in dem in Figur 1 gezeig¬ ten Beispiel, die Zwischenschicht 3 aus Molybdän oder pyrolytischem Graphit mit ei¬ ner hohen Wärmeleitfähigkeit gebildet, da hierdurch hohe optische Ausgangsleistun¬ gen der Diodenlaser durch die effektive Wärmeabfuhr erzielt werden. Auf der Ober¬ seite der oberen Kupferschicht 2, und zwar an dem in Figur 1 vorderen Randbereich, ist eine Montagefläche 5, die eine Lotschicht für ein anzulötendes Bauteil trägt, vor¬ gesehen. Die Größe dieser Montagefiäche 5 entspricht der Grundfläche des Bauteils 6, bei dem es sich in der Darstellung der Figur 1 um einen Diodenlaserbar¬ ren 6 handelt, der oberhalb der Montagefläche 5 in Figur 1 schematisch angedeutet ist. Unterhalb der die Montagefläche 5 bildenden Lotschicht ist zusätzlich eine Deck¬ schicht aus Sauerstoff-freiem Kupfer vorgesehen. Diese Deckschicht dient dazu, ei¬ ne Diamant-Ultrapräzisions-Bearbeitung zu ermöglichen und ist zugleich Basis für die chemo-galvanischen Bearbeitungsverfahren. Im hinteren Bereich des Kühlkörpes 1 sind zwei Ausnehmungen 7 vorhanden, die je¬ weils eine Eintritts- und Austrittsöffnung für eine innere, nicht näher dargestellte Ka¬ nalstruktur bilden, durch die für eine aktive Kühlung ein Fluid, beispielsweise Was¬ ser, geleitet wird. Diese Ausnehmungen bzw. die Kanalstruktur erstreckt sich auch durch die Zwischenschicht 3, wie in Figur 1 zu erkennen ist.The heat sink, as shown in FIG. 1, has an upper copper layer 2, an intermediate layer 3 and a lower copper layer 4. While the two copper layers 2, 4 have a thickness d κ of approximately 50 μm in this exemplary embodiment, the inserted intermediate layer 3 is implemented in a thickness d z of approximately 300 μm. The material for the intermediate layer 3 can be molybdenum, tungsten, aluminum nitride or a pyrolytic graphite, which has a thermal conductivity (λ) greater than 100 W / m • K. As in the example shown in FIG. 1, the intermediate layer 3 is preferably formed from molybdenum or pyrolytic graphite with a high thermal conductivity, since high optical output powers of the diode lasers are thereby achieved through the effective heat dissipation. On the upper side of the upper copper layer 2, specifically at the front edge area in FIG. 1, a mounting surface 5 is provided which carries a solder layer for a component to be soldered. The size of this mounting surface 5 corresponds to the base surface of the component 6, which in the illustration in FIG. 1 is a diode laser bar 6, which is indicated schematically above the mounting surface 5 in FIG. 1. A cover layer made of oxygen-free copper is additionally provided below the solder layer forming the mounting surface 5. This cover layer serves to enable diamond ultra-precision machining and is also the basis for the chemo-galvanic machining processes. In the rear area of the heat sink 1 there are two recesses 7, each of which forms an inlet and outlet opening for an inner channel structure, not shown, through which a fluid, for example water, is passed for active cooling. These recesses or the channel structure also extend through the intermediate layer 3, as can be seen in FIG. 1.
Aufgrund der Zwischenschicht 3, durch die das Kupfermaterial des Kühlkörpers sub¬ stituiert ist, wird eine stabile, sich nicht verwölbende oder mit starken inneren Span¬ nungen behaftete Struktur erzielt; der auf der Montagefläche 5 montierte Laserdiodenbarren 6 mit einer Wärmeabgabe im Betrieb von bis zu 1 KW/cm2 kann somit betriebssicher gehalten und gekühlt werden.Due to the intermediate layer 3, through which the copper material of the heat sink is substituted, a stable structure that does not bulge or is subject to strong internal stresses is achieved; The laser diode bar 6 mounted on the mounting surface 5 with a heat emission during operation of up to 1 KW / cm 2 can thus be held and cooled reliably.
Anhand der Figuren 3 und 4 können die üblicherweise mit einem vollständig aus Kupfer gebildeten Kühlkörper 8, auf dem ein Halbleiterbauteil 9, beispielsweise aus Galliumarsenid, montiert ist, auftretenden Probleme erläutert werden.The problems that usually occur with a heat sink 8 made entirely of copper, on which a semiconductor component 9, for example made of gallium arsenide, is mounted, can be explained with reference to FIGS. 3 and 4.
Eine Erwärmung der Wärmesenken in Form des Kühlkörpers 8 aus Kupfer, wie dies die Figur 3 zeigt, führt zu einer größeren Ausdehnung des Kühlkörpers 8 als derjeni¬ gen des Galliumarsenid-Halbleiterbauelements (Diodenlaserbarren) 9. Dadurch ent¬ stehen thermomechanische Spannungen, die das Halbleiterbauelement schädigen können. Diese Spannungen werden zum einen durch die Erwärmung der Wärme¬ senke, die zwischen 30°C und 50°C im Betrieb liegt, zum anderen während des Auflötvorgangs, bei dem die Wärmesenke bis auf etwa 180°C kurzzeitig erhitzt wird, sich danach allerdings die Diode innerhalb von Sekunden wieder auf Umge¬ bungstemperatur abkühlt, hervorgerufen. Üblicherweise wird während eines solchen Lötvorgangs das Halbleiterbauelement nicht aktiv gekühlt. Aufgrund der unterschied¬ lichen Wärmeausdehnungskoeffizienten von Kupfer und Galliumarsenid haben sich die Komponenten dann zunächst unterschiedlich stark ausgedehnt und ziehen sich danach entsprechend wieder während der Abkühlung bei bereits erstarrtem Lot zu¬ sammen. Dadurch entsteht ein Streßzustand in der Verbindungsebene zwischen dem Halbleiterbauelement 9 und dem Kupfer-Kühlkörper 8, wie durch die Pfeile 10 angedeutet werden soll. Zusätzlich zu den vorstehend angeführten Druckspannungen tritt eine weitere Bela¬ stung des Halbleiterbauelements bzw. des Diodenlaserbarrens aufgrund der unter¬ schiedlichen Ausdehnung bzw. der Kontraktion der beiden Komponenten, insbeson¬ dere aufgrund der starken Temperaturschwankungen während des Lötvorgangs zur Montage des Halbleiterbauelements 9 auf dem Kühlkörper 8, auf, wie in Figur 4 ge¬ zeigt ist. Da das Halbleiterbauelement nach der Erwärmung durch seine geringere Kontraktion der stärkeren Kontraktion der Wärmesenke 8 entgegenwirkt, die an der Unterseite des Kühlkörpers 8 nicht vorhanden ist, folgt eine Durchbiegung des Kühl¬ körpers, wie dies dargestellt ist, die nach der Abkühlung durch die verschobenen Verbindungsflächen verbleibt. Wie bereits vorstehend erläutert ist, wird durch die Anpassung der Wärmeausdehnungskoeffizienten zwischen dem Laserdiodenbarren 6 (Figur 1 ) und dem Kühlköφer 1 aufgrund der mindestens einen Zwischenschicht 3 der Möglichkeit des Auftretens sowohl der Druckspannungen, die sich bei der Ver¬ bindung eines Halbleiterbauelements mit einem reinem Kupferkörper entsprechend der Erläuterungen anhand der Figur 3 aufbauen, als auch der Wölbung des Kupfer¬ körpers, wie dies anhand der Figur 4 erläutert wurde, entgegengetreten. Wesentlich dafür, daß innerhalb des Kühlkörpers die anhand der Figuren 3 und 4 erläuterten Druck- und Biegespannungen nicht auftreten, ist, daß der Wärmeausdehnungskoef¬ fizient an der Montagefläche 5 des Kühlkörpers so eingestellt wird, daß er von dem Wärmeausdehnungskoeffizienten der Montagefläche eines zu montierenden Bau¬ teils nicht mehr als 10% abweicht. In der Ausführung, wie sie in Figur 1 dargestellt ist, beträgt beispielsweise der Wärmeausdehnungskoeffizient α des Laserdioden¬ barrens, mit dem Bezugszeichen 6 bezeichnet, etwa 6,5 • lO^/K , so daß an der Oberseite der Montagefläche 5 ein entsprechender Wärmeausdehnungskoeffizient von etwa α = 6,5 • 10"*/K einzustellen ist. Dies wird dadurch erreicht, daß die darun¬ terliegende Kupferschicht 2, die einen Wärmeausdehnungskoeffizienten von α = 16,5 • 10^/K aufweist, mit einer Dicke dκ von 50 μm, auf einer Zwischenschicht aus Molybdän getragen wird, die eine Dicke dz von 500 μm mit einem Wärmeaus¬ dehnungskoeffizienten im Beispiel von α = 4 • lO^/K besitzt. Die Zwischenschicht 3 trägt wiederum auf ihrer Unterseite eine 50 μm dicke Kupferschicht 4. Durch diesen Aufbau wird der Wärmeausdehnungskoeffizient des Kühlköφers 1 graduell von der Unterseite, d.h. der unteren Kupferschicht 4, zu der Montagefläche 5 hin geändert, so daß kein Übergang in Bezug auf den Wärmeausdehnungskoeffizienten α zwi¬ schen der Montagefläche und den einzelnen Schichten 2, 3 und 4 zum montieren¬ den Bereich vorhanden ist.A heating of the heat sinks in the form of the heat sink 8 made of copper, as shown in FIG. 3, leads to a greater expansion of the heat sink 8 than that of the gallium arsenide semiconductor component (diode laser bar) 9. Thereby, thermomechanical stresses arise which affect the semiconductor component can damage. These voltages are caused on the one hand by the heating of the heat sink, which is between 30 ° C and 50 ° C during operation, and on the other hand during the soldering process, in which the heat sink is briefly heated up to about 180 ° C, but after that the Diode cools down to ambient temperature again within seconds. The semiconductor component is usually not actively cooled during such a soldering process. Because of the different coefficients of thermal expansion of copper and gallium arsenide, the components then expanded to different extents and then contract again accordingly during cooling with solder that has already solidified. This creates a stress state in the connection plane between the semiconductor component 9 and the copper heat sink 8, as is to be indicated by the arrows 10. In addition to the compressive stresses mentioned above, the semiconductor component or the diode laser ingot is further stressed due to the different expansion or contraction of the two components, in particular due to the strong temperature fluctuations during the soldering process for mounting the semiconductor component 9 on the heat sink 8, as shown in FIG. 4. Since the semiconductor component counteracts the stronger contraction of the heat sink 8, which is not present on the underside of the heat sink 8, due to its lower contraction after heating, the heat sink bends, as shown, after cooling through the shifted connecting surfaces remains. As already explained above, the adaptation of the thermal expansion coefficients between the laser diode bar 6 (FIG. 1) and the cooling body 1, due to the at least one intermediate layer 3, makes it possible for both the compressive stresses that occur when a semiconductor component to be connected to a pure one to occur Build copper body according to the explanations with reference to Figure 3, as well as counter the curvature of the copper body, as was explained with reference to Figure 4. It is essential that the compressive and bending stresses explained with reference to FIGS. 3 and 4 do not occur within the heat sink, that the coefficient of thermal expansion on the mounting surface 5 of the heat sink is set such that it is dependent on the thermal expansion coefficient of the mounting surface of a building to be assembled ¬ partly deviates no more than 10%. In the embodiment as shown in FIG. 1, the coefficient of thermal expansion α of the laser diode bar, denoted by reference numeral 6, is approximately 6.5 * 10 ^ / K, so that a corresponding coefficient of thermal expansion of 5 on the upper side of the mounting surface 5 about α = 6.5 • 10 "* / K. This is achieved in that the underlying copper layer 2, which has a thermal expansion coefficient of α = 16.5 • 10 ^ / K, with a thickness d κ of 50 μm, is carried on an intermediate layer made of molybdenum, which has a thickness d z of 500 μm with a coefficient of thermal expansion in the example of α = 4 · 10 ^ / K. The intermediate layer 3 in turn has a 50 μm thick copper layer on its underside 4. With this construction, the coefficient of thermal expansion of the cooling body 1 is gradually changed from the underside, ie the lower copper layer 4, to the mounting surface 5, so that there is no transition with respect to the coefficient of thermal expansion α between the mounting surface and the individual layers 2, 3 and 4 to the mounting area.
Während in Figur 1 ein einfacher Strukturaufbau dargestellt ist, der im wesentlichen nur zur Veranschaulichung der Substitution eines Bereichs eines Kupfer-Kühlkör¬ pers durch eine Zwischenschicht 3 dienen soll, ist in Figur 2 ein Aufbau des Kühlkör¬ pers 11 gezeigt, bei dem auf der Unterseite eine weitere Kupferschicht 12 vorgese¬ hen ist, die auf ihrer Unterseite einen weiteren Kühlköφerteil 13 trägt, der in seinem Aufbau dem oberen Kühlkörperteil 1 , der die Montagefläche 5 trägt, entspricht, und zwar wiederum aus einer oberen Kupferschicht 2, einer Zwischenschicht 3 und einer unteren Kupferschicht 4 gebildet. Durch diesen in der Schichtstruktur symmetrischen Aufbau des Kühlkörpers 11 um die mittlere, weitere Kupferschicht 12 herum wird ei¬ ner Wölbung des Körpers 11 , insbesondere bei dem Lötschritt zum Befestigen des Laderdiodenbarrens 6 auf der Montagefläche 5, entgegengewirkt. Während in Figur 2 der Schichtaufbau schematisch dargestellt ist, wird verständlich werden, daß die untere, dünne Kupferschicht 4 bzw. die obere, dünne Kupferschicht 2 des Kühlkör¬ perteils 13 zusammen mit der weiteren Kupferschicht 12 einteilig ausgebildet werden kann. Der dargestellte strukturelle Aufbau in der Form, daß die beiden Zwischen¬ schichten 3 jeweils die dünnen Kupferschichten 4, die der weiteren Kupferschicht 12 zugewandt sind, tragen, hat den Vorteil, daß ein einfacheres Diffusionsverschwei- ßen mit der weiteren Kupferschicht 12 erfolgen kann Die jeweiligen Baukörper, aus denen der Kühlkörper 11 aufgebaut wird, können jeweils in Form der Zwischen¬ schichten 3 mit den darauf aufgebrachten oberen und unteren Kupferschichten 2, 4, die zur Verbindung dienen und beispielsweise galvanisch aufgebracht sein können, als Vorprodukte hergestellt werden. Sie können dann einfach vor der Verbindung miteinander strukturiert werden , um die Kühlkanäle zu bilden.While a simple structure is shown in FIG. 1, which is essentially only intended to illustrate the substitution of an area of a copper heat sink by an intermediate layer 3, FIG. 2 shows a structure of the heat sink 11, in which on the A further copper layer 12 is provided on the underside, which carries on its underside a further cooling body part 13 which corresponds in its structure to the upper heat sink part 1, which supports the mounting surface 5, again from an upper copper layer 2, an intermediate layer 3 and a lower copper layer 4 is formed. This symmetrical structure of the cooling body 11 around the central, further copper layer 12 counteracts a curvature of the body 11, in particular during the soldering step for fastening the charger diode bar 6 on the mounting surface 5. While the layer structure is shown schematically in FIG. 2, it will be understood that the lower, thin copper layer 4 or the upper, thin copper layer 2 of the heat sink part 13 can be formed in one piece together with the further copper layer 12. The structural structure shown in the form that the two intermediate layers 3 each carry the thin copper layers 4 which face the further copper layer 12 has the advantage that the diffusion welding can be carried out more easily with the further copper layer 12 Structures from which the heat sink 11 is constructed can each be produced as preliminary products in the form of the intermediate layers 3 with the upper and lower copper layers 2, 4 applied thereon, which serve for the connection and can be applied, for example, by electroplating. They can then simply be structured with one another before the connection in order to form the cooling channels.
In Figur 5 ist eine weitere Ausführungsform schematisch (nicht maßstabsgetreu) im Schnitt dargestellt, mit einem Bauteil 9 und einem Kühlkörper 21. Der Kühlkörper 21 in dieser Ausführungsform ist aus zwei Zwischenschichten 3, beispielsweise aus Molybdän, zwischen jeweils einer Kupferschicht 22 aufgebaut, wobei der Kühlkörper 21 an seiner Unterseite mit einer Kupferschicht 22 endet, ebenso auf seiner Oberseite, die zu dem Halbleiterbäuelement 9 hin gerichtet ist, mit einer Kupfer¬ schicht 22 abschließt. Diese oberste Kupferschicht 22 ist eine Deckschicht aus Sau¬ erstoff-freiem Kupfer mit einer Dicke von etwa 5 μm, die die Lotschicht 23 trägt, über die das Bauelement 9 angelötet ist. Wie in der Schnittdarstellung der Figur 5 zu er¬ kennen ist, sind die einzelnen Zwischenschichten 3 in ihrer seitlichen Erstreckung kürzer ausgebildet als die jeweiligen Kupferschichten 22, so daß eine Art Kanal je¬ weils gebildet ist. Dieser Kanal bzw. diese Vertiefung ist mit Kupfer 24 gefüllt, das beispielsweise galvanisch abgeschieden ist, so daß sich auf der Außenseite des Kühlkörpers 21 eine geschlossene Kupferschicht ergibt. Ein solcher Kupferüberzug des gesamten Kühlkörpers 21 kann dann erforderlich sein, wenn eine spanabheben¬ de Bearbeitung der Außenflächen notwendig ist und wenn die Zwischenschichten nicht elektrisch leitfähig sind. Die vorstehend erwähnte Schicht aus Sauerstoff-frei¬ em Kupfer, die die Lotschicht 23 trägt, dient dazu, eine gute Bearbeitung zu ermögli¬ chen, und dient als Schicht für die Abscheidung von Metallisierungsschichten, frei von Nadelstichporen. Vor dem Zusammenbau des Kühlkörpers 21 können die Zwi¬ schenschichten 3 beispielsweise mit Kupfer metallisiert werden, um die Verbindung mit den Kupferschichten 22 zu erleichtern. 5 shows a further embodiment schematically (not to scale) in section, with a component 9 and a heat sink 21. The heat sink 21 in this embodiment is made up of two intermediate layers 3, for example made of molybdenum, between a copper layer 22 in each case, the Heatsink 21 ends on its underside with a copper layer 22, likewise on his Top, which is directed towards the semiconductor element 9, closes with a copper layer 22. This uppermost copper layer 22 is a cover layer made of oxygen-free copper with a thickness of approximately 5 μm, which carries the solder layer 23, via which the component 9 is soldered. As can be seen in the sectional view in FIG. 5, the individual intermediate layers 3 have a shorter lateral extension than the respective copper layers 22, so that a type of channel is formed in each case. This channel or depression is filled with copper 24, which is, for example, electrodeposited, so that a closed copper layer results on the outside of the heat sink 21. Such a copper coating of the entire heat sink 21 may be necessary if machining of the outer surfaces is necessary and if the intermediate layers are not electrically conductive. The above-mentioned layer of oxygen-free copper, which carries the solder layer 23, serves to enable good processing and serves as a layer for the deposition of metallization layers, free of pinholes. Before the heat sink 21 is assembled, the intermediate layers 3 can, for example, be metallized with copper in order to facilitate the connection to the copper layers 22.

Claims

"Kühlkörper mit einer Montagefläche für ein elektronisches Bauteil"Patentansprüche "Heatsink with a mounting surface for an electronic component" claims
1. Kühlköφer mit einer Montagefläche für ein elektronisches Bauteil, insbesonde¬ re für ein Halbleiterbauelement, wobei im Bereich dessen Montagefiäche mit¬ tels einer Lotschicht einer Lotverbindung, die dünner als 100 μm ist, ein Bauteil montierbar ist, wobei der Kühlkörper im wesentlichen aus Kupfer gefertigt ist, eine Schichtstruktur aufweist und eine im Vergleich zu seinen Flächenabmes¬ sungen geringe Höhe aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwi¬ schen zwei Kupferschichten (2, 4; 12; 22) eine Zwischenschicht (3) zwischen¬ gelegt ist, die im wesentlichen aus einem oder mehreren der Material(ien) Mo¬ lybdän, Wolfram, Aluminiumnitrid, pyrolytisches Graphit, das eine Wärmeleitfä¬ higkeit (λ) größer 100 W/m • K besitzt, wobei die Dicke(n) der Zwischen¬ schichten) (3) so gewählt ist (sind), daß an der Montagefläche (5) ein Wärme¬ ausdehnungskoeffizient eingestellt wird, der so dem Wärmeausdehnungskoef¬ fizient der Montagefläche (5) eines zu montierenden Bauteils (6) angepaßt ist, daß er von diesem nicht mehr als 10% abweicht.1. cooling body with a mounting surface for an electronic component, in particular for a semiconductor component, a component being mountable in the area of its mounting surface by means of a solder layer of a solder connection that is thinner than 100 μm, the cooling body being essentially made of copper is produced, has a layer structure and has a low height in comparison to its surface dimensions, characterized in that at least between two copper layers (2, 4; 12; 22) an intermediate layer (3) is interposed, which in the essentially of one or more of the material (s) molybdenum, tungsten, aluminum nitride, pyrolytic graphite, which has a thermal conductivity (λ) greater than 100 W / m • K, the thickness (s) of the intermediate layers) ( 3) is (are) selected so that a coefficient of thermal expansion is set on the mounting surface (5), which thus corresponds to the coefficient of thermal expansion of the mounting surface (5) component to be assembled (6) is adapted so that it does not deviate from this by more than 10%.
2. Kühlkörper nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischen¬ schicht (3) aus pyrolytischem Graphit mit einer hohen Wärmeleitfähigkeit gebil¬ det ist. 2. Heat sink according to claim 1, characterized in that the intermediate layer (3) made of pyrolytic graphite is formed with a high thermal conductivity.
3. Kühlköφer nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischen¬ schicht (3) aus Molybdän gebildet ist.3. Kühlköφer according to claim 1, characterized in that the intermediate layer (3) is formed from molybdenum.
4. Kühlkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenschicht (3) strukturiert ist.4. Heat sink according to one of claims 1 to 3, characterized in that the intermediate layer (3) is structured.
5. Kühlkörper nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Strukturierung in der Zwischenschicht (3) zumindest zu dem Kupfer hin gebildet ist.5. Heat sink according to claim 4, characterized in that the structuring in the intermediate layer (3) is formed at least towards the copper.
6. Kühlkörper nach Anspruch 4 oder Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Strukturierung in Form von Kanälen (17) gebildet ist.6. Heat sink according to claim 4 or claim 5, characterized in that the structuring is in the form of channels (17).
7. Kühlkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenschicht (3) eine Dicke (dz) zwischen 50 μm und 700 μm beträgt, wobei die Dicke maximal 50% der Dicke des Kupfer-Kühlkörpers (1 , 11 ) ist.7. Heat sink according to one of claims 1 to 6, characterized in that the intermediate layer (3) has a thickness (d z ) between 50 microns and 700 microns, the thickness being at most 50% of the thickness of the copper heat sink (1, 11th ) is.
8. Kühlkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Deckschicht, die die Lotschicht (23) trägt, aus Sauerstoff-freiem Kupfer vorgesehen ist.8. Heat sink according to one of claims 1 to 6, characterized in that a cover layer, which carries the solder layer (23), is provided from oxygen-free copper.
9. Kühlkörper nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckschicht eine Dicke von 50 bis 600 μm, vorzugsweise etwa 100 μm, aufweist.9. Heat sink according to claim 8, characterized in that the cover layer has a thickness of 50 to 600 microns, preferably about 100 microns.
10. Kühlkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß auf der der Montagefläche (5) gegenüberliegenden Seite eine Außeπschicht aus einem Material gebildet ist, die im wesentlichen aus einem oder mehreren der Material(ien) Molybdän, Wolfram, Aluminiumnitrid, pyrolytisches Graphit, das eine Wärmeleitfähigkeit (λ) größer 100 W/m • K besitzt, gebildet ist.10. Heat sink according to one of claims 1 to 9, characterized in that on the side opposite the mounting surface (5) an outer layer is formed from a material which essentially consists of one or more of the material (s) molybdenum, tungsten, aluminum nitride, pyrolytic graphite, which has a thermal conductivity (λ) greater than 100 W / m • K, is formed.
11. Kühlkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenschichten (3) in ihrer longitudinalen Richtung geringfügig kürzer als die Kupferschichten (22) ausgeführt sind, wobei die sich ergebenden Spalte mit Kupfer gefüllt sind.11. Heat sink according to one of claims 1 to 10, characterized in that the intermediate layers (3) in their longitudinal direction are slightly shorter than the copper layers (22), the resulting gaps being filled with copper.
12. Kühlkörper nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, daß die Spalte durch galvanische Abscheidung von Kupfer (24) gefüllt sind. 12. Heatsink according to claim 11, characterized in that the gaps are filled by electrodeposition of copper (24).
13. Kühlkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichten mittels Diffusionsschweißen verbunden sind. 13. Heat sink according to one of claims 1 to 12, characterized in that the layers are connected by means of diffusion welding.
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6240116B1 (en) 1997-08-14 2001-05-29 Sdl, Inc. Laser diode array assemblies with optimized brightness conservation
US7369589B2 (en) 2003-12-22 2008-05-06 Jenoptik Laserdiode Gmbh Diode laser subelement and arrangements with such diode laser subelement
JP2008518383A (en) * 2004-10-21 2008-05-29 松下電器産業株式会社 Lighting device
US7567597B2 (en) 2002-07-30 2009-07-28 Osram Gmbh Semiconductor device with a cooling element
CN111149264A (en) * 2017-09-28 2020-05-12 罗杰斯德国有限公司 Cooling device for cooling an electrical component and method for producing a cooling device
CN114552370A (en) * 2022-02-21 2022-05-27 桂林市啄木鸟医疗器械有限公司 Semiconductor laser and method for manufacturing semiconductor laser

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19821544A1 (en) * 1998-05-14 1999-12-16 Jenoptik Jena Gmbh Diode laser component with heat sink providing less thermal expansion stress
DE19956565B4 (en) * 1999-11-24 2006-03-30 Laserline Gesellschaft für Entwicklung und Vertrieb von Diodenlasern mbH Method for producing a heat sink for electrical components
DE10011892A1 (en) 2000-03-03 2001-09-20 Jenoptik Jena Gmbh Mounting substrate and heat sink for high-performance diode laser bars
AT5972U1 (en) * 2002-03-22 2003-02-25 Plansee Ag PACKAGE WITH SUBSTRATE HIGH HEAT-CONDUCTIVITY
DE102004015446B4 (en) * 2003-12-30 2010-08-05 Osram Opto Semiconductors Gmbh Heat sink for a discrete semiconductor device and method for its production and electronic component
JP3862737B1 (en) * 2005-10-18 2006-12-27 栄樹 津島 Cladding material and manufacturing method thereof, cladding material molding method, and heat dissipation substrate using cladding material
JP4558012B2 (en) 2007-07-05 2010-10-06 株式会社東芝 Semiconductor package heat dissipation plate and semiconductor device
AT513520A1 (en) * 2012-10-24 2014-05-15 F & S Vermögensverwaltungs Gmbh Cooling device semiconductor device
JP6659863B2 (en) * 2015-11-03 2020-03-04 アーデーエー フォトネクサ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング LED lighting module and LED lamp
DE102018210141A1 (en) 2018-06-21 2019-12-24 Trumpf Photonics, Inc. Diode laser arrangement and method for producing a diode laser arrangement
US11527456B2 (en) * 2019-10-31 2022-12-13 Ut-Battelle, Llc Power module with organic layers

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6016431A (en) * 1983-07-08 1985-01-28 Hitachi Cable Ltd Semiconductor device
JPS63141355A (en) * 1986-12-03 1988-06-13 Hitachi Ltd High-power hybrid integrated circuit device
JPH01165147A (en) * 1987-12-21 1989-06-29 Mitsubishi Electric Corp Ceramic substrate
JPH04162756A (en) * 1990-10-26 1992-06-08 Toshiba Corp Semiconductor module
EP0508717A1 (en) * 1991-04-08 1992-10-14 General Electric Company Integrated heat sink for semiconductor modules
WO1992019027A1 (en) * 1991-04-09 1992-10-29 The United States Department Of Energy Thin planer package for cooling an array of edge-emitting laser diodes
DE19506093A1 (en) * 1995-02-22 1996-08-29 Dilas Diodenlaser Gmbh Diode laser device

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE7238237U (en) * 1973-08-02 Siemens Ag Semiconductor diode for generating microwaves
JPS5116302B2 (en) * 1973-10-22 1976-05-22
JPS603776B2 (en) * 1977-06-03 1985-01-30 株式会社日立製作所 semiconductor element
US5105429A (en) * 1990-07-06 1992-04-14 The United States Of America As Represented By The Department Of Energy Modular package for cooling a laser diode array
JP2777464B2 (en) * 1990-07-18 1998-07-16 株式会社日立製作所 Electronic device and engine ignition device using the same
DE4240843A1 (en) * 1992-12-04 1994-06-09 Bosch Gmbh Robert Power semiconductor component heat sink arrangement - has silicon chip on upper copper or molybdenum layer with arrangement fixed to base plate by lower copper or molybdenum layer
US5324987A (en) * 1993-04-14 1994-06-28 General Electric Company Electronic apparatus with improved thermal expansion match
DE4315580A1 (en) * 1993-05-11 1994-11-17 Fraunhofer Ges Forschung Arrangement comprising laser diodes and a cooling system, and method for its production

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6016431A (en) * 1983-07-08 1985-01-28 Hitachi Cable Ltd Semiconductor device
JPS63141355A (en) * 1986-12-03 1988-06-13 Hitachi Ltd High-power hybrid integrated circuit device
JPH01165147A (en) * 1987-12-21 1989-06-29 Mitsubishi Electric Corp Ceramic substrate
JPH04162756A (en) * 1990-10-26 1992-06-08 Toshiba Corp Semiconductor module
EP0508717A1 (en) * 1991-04-08 1992-10-14 General Electric Company Integrated heat sink for semiconductor modules
WO1992019027A1 (en) * 1991-04-09 1992-10-29 The United States Department Of Energy Thin planer package for cooling an array of edge-emitting laser diodes
DE19506093A1 (en) * 1995-02-22 1996-08-29 Dilas Diodenlaser Gmbh Diode laser device

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 009, no. 131 (E - 319) 6 June 1985 (1985-06-06) *
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 012, no. 402 (E - 673) 25 October 1988 (1988-10-25) *
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 013, no. 437 (E - 826) 29 September 1989 (1989-09-29) *
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 016, no. 462 (E - 1269) 25 September 1992 (1992-09-25) *

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6240116B1 (en) 1997-08-14 2001-05-29 Sdl, Inc. Laser diode array assemblies with optimized brightness conservation
US7567597B2 (en) 2002-07-30 2009-07-28 Osram Gmbh Semiconductor device with a cooling element
US7369589B2 (en) 2003-12-22 2008-05-06 Jenoptik Laserdiode Gmbh Diode laser subelement and arrangements with such diode laser subelement
JP2008518383A (en) * 2004-10-21 2008-05-29 松下電器産業株式会社 Lighting device
JP4919488B2 (en) * 2004-10-21 2012-04-18 パナソニック株式会社 Lighting device
CN111149264A (en) * 2017-09-28 2020-05-12 罗杰斯德国有限公司 Cooling device for cooling an electrical component and method for producing a cooling device
US11552446B2 (en) 2017-09-28 2023-01-10 Rogers Germany Gmbh Cooling device for cooling an electrical component and method for producing a cooling device
CN114552370A (en) * 2022-02-21 2022-05-27 桂林市啄木鸟医疗器械有限公司 Semiconductor laser and method for manufacturing semiconductor laser

Also Published As

Publication number Publication date
DE19605302A1 (en) 1997-08-21

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