WO2004076952A1

WO2004076952A1 - ヒートシンク、レーザモジュール、レーザ装置及びレーザ加工装置

Info

Publication number: WO2004076952A1
Application number: PCT/JP2004/001782
Authority: WO
Inventors: Hikaru Kouta; Hisaya Takahashi; Kazuyuki Mikubo; Hideyuki Ono; Masaki Tunekane; Toshinori Ishida; Keiichi Kubota
Original assignee: Laserfront Technologies, Inc.
Priority date: 2003-02-27
Filing date: 2004-02-18
Publication date: 2004-09-10
Also published as: US20060215715A1; JPWO2004076952A1; EP1605220B1; DE602004024042D1; JP4326525B2; EP1605220A4; EP1605220A1

Abstract

冷媒の導入口及び排出口として１対の開口部を有し、一方の開口部から他方の開口部に向かって冷媒流路が平面視で左右対称に形成されている。この冷媒流路における発熱体と熱的に接続される領域に整合する領域に、冷媒流路の底面から上方に向かって又は上面から下方に向かって横断面が小さくなる末広がりの形状を有する突起が形成されている。この突起が形成された放熱板と、平板状の他の放熱板とを接合してヒートシンクを組み立てる。これにより、熱効率及び信頼性が優れ、低コストのヒートシンクと、それを使用したレーザモジュール、レーザ装置及びレーザ加工装置が得られる。

Description

明細書

ヒートシンク、レーザモジュール、レーザ装置及びレーザ加工装置技術分野

本発明は、冷媒を流動することにより発熱体を冷却するヒートシンク、レーザモジュール、レーザ装置及びレーザ加工装置に関し、特に、レーザダイオードを冷却するのに適したヒートシンク、レーザモジュール、レーザ装置及びレーザ加ェ装置に関する。

背景技術

N d ： YAGレーザの励起用又は直接加工用の光源として使用されているレーザダイォードは、電気から光への変換効率が 5 0 %程度であり、 N d ： YAGレ一ザの光源として使用した場合、レーザ光の出力と同等以上の熱が発生する。一般に、レーザダイオードは、温度が上昇すると耐久性及ぴ変換効率が低下する等の問題が生じるため、令却性能が高いヒートシンクを取り付けて温度上昇を抑制している。また、近時、金属の溶接又は切断加工用として高出力のレーザが求められており、それに伴い、レーザダイオードの高出力化が進められ、レーザ光を発生する活性領域を横方向にァレイ状に形成したタィプのレーザダイォード等が開発されている。このようなレーザダイオードアレイの大きさは、通常、幅が 1 O mm、共振器の長さが 1 . 0乃至 1 . 5 mm、厚さが 1 0 0乃至 1 5 0 m程度であり、出力が 2 0乃至 6 O W程度である。このレーザダイォードアレイから出力されるレーザ光の波長は温度によって変化するため、より均一な波長の光を発生するためには、横方向の温度を一定に保たなければならない。また、レーザダイォードの寿命を延ばすためには、より低温に冷却することが望ましい。そこで、高出力化されたレーザダイォードアレイを、効率よく均一な温度に冷却するためのヒートシンクが検討されている。前記レーザダイオードアレイ用のヒートシンクとしては、従来、冷媒を流すタイプのものが使用されており、例えば、同一平面上に夫々独立した導入口及び排出口を有する 2本の流路が設けられたヒートシンクが提案されている（例えば、特開平 8—1 3 9 4 7 8号公報（第 2— 3頁、第 1図）参照。）。このヒートシンクは、レーザダイオードアレイと接触する面の下部領域における流路に屈曲部を形成することにより、この領域の熱変換効率を向上し、温度を均一化している。

また、熱伝導性の高い金属材料からなる放熱板を 3乃至 5枚積層し、それらを夫々接合することにより、冷媒が流れる流路を上下 2層構造にしたヒートシンクが提案されている（例えば、米国特許第 5 1 0 5 4 2 9号明細書、米国特許第 5

1 0 5 4 3 0号明細書、独国特許出願公開第 4 3 1 5 5 8 0号明細書参照)。この上下に形成された流路は、レーザダイォードアレイと接触する面の下部領域に形成された複数個の孔又はマイクロチヤンネルにより連結されて、 1本の流路になっている。更に、下部に位置する流路から冷媒を供給し、上部に位置する流路から冷媒を排出する 2層構造の流路を有し、レーザダイォードアレイと接触する領域において下部に位置する流路から上部位置する流路へ冷媒が噴出する構造のヒートシンクも提案されている（例えば、特開平 8—1 3 9 4 7 9号公報（第

2— 3頁、第 1一 2図) 参照。）。

前記積層構造のヒートシンクにおいては、導入口から注入された冷媒を複数の流路に分けて均一な温度及び流速でレーザダイォードアレイと接触する面の下部領域まで導き、その領域に形成されている上下方向に通じる流路を介して上層の放熱板に形成されている複数の流路に導き、その上層の流路から排出口に導く構造にしたヒートシンクが提案されている (例えば、特開平 1 0— 2 0 9 5 3 1号公報参照。）。この従来技術においては、化学エッチングにより流路を形成する方法についても考案されている。また、導入口から注入された冷媒を均等の圧力で上下を結ぶ流路に導くためのフィンを設けたヒートシンクも提案されている（例えば、国際公開第 0 0ノ 1 1 9 2 2号パンフレット（第 5— 7頁、第 2 A—2 C 図）参照。）。更にまた、各放熱板を積層することによる圧力損失や低流速度の問題を解決するための中間層を設けたヒートシンクも提案されている（例えば、特開 2 0 0 1— 1 6 0 6 4 9号公報（第 3— 5頁、第 1図）参照。）。

しかしながら、高出力レーザへのニーズが高まり、それらに使用されるレーザダイォードの数も増加しており、前記レーザダイォードを冷却するヒートシンクの低コスト化及ぴ高信頼性化への要望が高まっている力従来のヒートシンクには以下に示すような問題がある。

従来のヒートシンクにおける流路は、冷媒の流れの方向を急峻に変化させたり、又は径が急激に細くなったりするものであるため、冷媒が流路を通過する際の圧力損失が大きいという問題がある。特に、 2層構造の流路を上下に結ぶ流路がマイク口チャンネル、マイクロスリット、又は細管アレイの部分においては、冷媒の圧力損失が大きくなる。冷媒の圧力損失が大きいと、流路内にかかる圧力の負荷が大きくなるため、液漏れ等が発生する可能性が高くなる。また、複数個のヒートシンクを使用する用途においては、冷媒を送り出すために高性能なポンプが必要になるため、コストが増加する。更に、流路の形状が複雑であると、流路の幅が広がったり、何本かの流路に分岐したりする部分では流速が遅くなり、冷却性能が低下するという問題もある。流路を細くして流速を向上させる手段があるが、そうすると前述の圧力損失が大きくなってしまう。更にまた、分岐及ぴ合流の部分が多く形状が複雑な流路は、各層の接合面における接合不良により冷媒が漏洩する危険があり、設計も複雑になるため好ましくない。

また、従来のヒートシンクは、上層、下層及びそれらの間に配置される中間層に溶媒が通過するための流路が形成されている積層構造が主流である。積層構造のヒートシンクを製造する際は、 3乃至 5枚の放熱板を積層して、それらを接合しなければならないため、単層構造のものに比べコストが高くなる。しかしながら、単層構造で流路を形成すると、十分な冷却性能を持ったヒートシンクが得られない。そこで、特許文献 1では、同一平面上に 2つの独立した屈曲流路を設けたヒートシンクが提案されているが、このヒートシンクは注水口とお水口が夫々設けられているため、冷媒を供給する手段が複雑になってしまう。また、流路が屈曲しているために、溶媒の圧力損失が大きくなつてしまうという問題点もある。更に、冷媒として水を使用する場合、流路中に腐食が生じるという問題もある。金属材料によりヒートシンクを形成した場合、冷媒である水の中に酸素が混入すると腐食の原因になる。また、ヒ^"トシンクが発熱体を駆動させる電極も兼ねている場合には、ヒートシンク中に大電流が流れることになり、電触に対しても耐久性が必要になる。しかしながら、従来のヒートシンクにおいては、腐食については考慮されていないのが現状である。発明の開示

本発明の目的は、熱効率及び信頼性に優れ、低コストで製造可能なヒートシンク、レーザモジュール、レーザ装置及ぴレーザ加工装置を提供することにある。本願第 1発明に係るヒートシンクは、 2つの放熱板を重ねて構成されるヒートシンクにおいて、一方の放熱板には、他方の放熱板との重ね合わせ面に形成された凹部又は溝からなる冷媒流路と、この冷媒流路の特定の領域に点在するように設けられた 1又は複数個の突起と、を有し、前記一方の放熱板及ぴ他方の放熱板のうち少なくとも一方には冷媒の導入口及び排出口となる 1対の開口部を有し、前記突起により前記冷媒の流れが乱されることを特徴とする。

本発明においては、冷媒が前記突起に接触することより前記流路を流動する冷媒の流れに乱流が生じる。冷媒の流れに乱流が生じると、渦運動により冷媒の混合が行われて放熱板から冷媒への熱量の移動が促進されるため、層流に比べて冷却効率が増加する。また、本発明のヒートシンクは、 2枚の放熱板により構成されており、接合部が少ないため、接合不良による冷媒の漏れ等の発生率を低減することができ、更に製造コストも低減することができる。

前記特定の領域は、冷却すべき発熱体が熱的に接続される領域に整合する位置に設けられていることが好ましい。前記突起は、前記流路の底面から上方に向かって又は前記流路の上面から下方に向かって横断面が小さくなることが好ましい。本発明においては、前記突起を流路の上面又は底面に向かうに従い横断面が小さくなる形状にすることにより、前記流路を流動する冷媒が上下方向に撹拌される効果が高くなり、冷却効率を向上することができる。

また、前記突起の横断面の外縁の一部は曲線により形成されていることが好ましい。更に、前記突起の横断面の形状は、円、楕円又は前記溶媒の流れに対して流線形であることが好ましい。本発明においては、前記突起の形状を円、楕円又は前記溶媒の流れに対して流線形にすることにより、横断面が矩形又は多角形である場合に比べて突起により生じる乱流に起因する圧力損失を抑制することがで含る。

前記突起は、他方の放熱板に接触していることが好ましい。本発明においては、前記突起を他方の放熱板に接触させることにより、この突起を介して 2枚の放熱板に熱を拡散させることが可能になり、また冷媒の撹拌効果を向上させることも可能になるため、冷却効率を向上させることができる。

前記一方の放熱板は、前記導入口から導入された冷媒が夫々の流路に分離して前記特定の領域を通過した後前記排出口から排出される形状の一対の流路を有し、前記特定の領域には前記冷媒が合流するのを防ぐ分離部材が設けられていることが好ましい。本発明においては、前記分離部材を設けることにより、前記発熱体により加熱された冷媒が前記特定の領域において混ざり合い、熱変換効率が低下するのを防ぐことができる。

前記流路は、前記導入口に接する第 1の領域と、前記第 1の領域と前記特定の領域との間の第 2の領域と、を有し、前記第 2の領域の幅は前記第 1の幅よりも狭いことが好ましい。本宪明においては、前記特定の領域に接する流路の幅をその上流の流路ょり狭くすることで、前記特定の領域に流れ込む冷媒の流速を加速することができ、それにより冷却効率を向上させることができる。前記流路の内面の少なくとも一部は曲面により形成されていることが好ましい。本発明においては、前記流路の内面を曲面により形成することで、前記特定の領域以外で生じる乱流を抑制し、流速の低下及び圧力損失を防ぐことができる。前記一方の放熱板に形成された冷媒流路と特定領域のうち、冷媒流路の少なくても一部と同じパターンの冷媒流路を他方の放熱板にも形成して流路の断面積を大きくすることで、流路の圧力損失を低減して冷却効率を向上させることができる。

また、前記流路は化学ェッチング法により形成されたものであることが好ましい。本発明においては、化学ェツチング法を使用することにより、例えば、放熱板にマスキングをしてエツチング液に浸漬することにより、一度に同じ深さの流路を形成することができる。その結果、流路の内面を曲面にすることが容易になる。

前記放熱板が銅又は銅合金からなり、前記流路における冷媒が接触する面には少なくとも 7 0質量。 /₀以上のニッケルを含有するエッケノ^有層が形成されていることが好ましい。本発明においては、前記ェッケル層を形成することにより、前記放熱板の腐食を防止し、信頼性を向上することができる。また、前記ニッケル含有層はめつき法により形成することができる。

前記放熱板が銅又は銅合金からなり、前記流路における冷媒が接触する面には少なくても厚さ 5 0 n m以上の銅の酸化膜が形成されていることにより、前記放熱板の腐食を抑制し、信頼性を向上することができる。また、前記銅の酸化膜は、酸素を含む雰囲気中でヒートシンクを加熱することで形成してもよい。

前記発熱体は例えばレーザダイォードである。

本願第 2発明に係るレーザモジュールは、前記ヒートシンクと、このヒートシンクに固定された固定治具と、このヒートシンクの一方の放熱板に固定されたレ一ザダイオードと、を有することを特徴とする。本発明においては、接合部が少ない前記ヒートシンクを使用することにより、冷媒漏れの発生率が少なく、信頼性の高いレーザモジュールを低コストで製造することができる。

前記レーザモジュールは、 1又は複数個のヒートシンクを有し、前記ヒートシンクにおける前記流路が形成されていない領域には 1又は複数個のヒートシンクを揷通する貫通孔が設けられており、前記貫通孔に揷通されたネジが前記固定治具に螺合されることにより前記ヒートシンクが前記固定治具に固定されていることが好ましい。

また、前記固定治具には、前記ヒートシンクに冷媒を供給する流路が形成されていることが好ましい。

本願第 3発明に係るレーザ装置は、前記レーザモジュールと、前記レーザモジユールが発振するレーザ光により励起されてレーザ光を発振するレーザ口ッドと、を有することを特徴とする。本発明においては、前記レーザモジュールを使用することにより、信頼性が高いレーザ装置を低コストで製造することができる。本願第 4発明に係るレーザ加工機は、前記レーザモジュールを有することを特徴とする。本発明においては、前記レーザモジュールを使用することにより、信頼性が高いレーザ加工機を製造することができる。

本願第 5発明に係るレーザ加工機は、前記レーザ装置を有することを特徴とする。本明においては、前記レーザ装置を使用することにより、長期間安定してレーザダイォードを冷却することができるため、ランニングコストを低減することができる。図面の簡単な説明

図 1 ( a ) は本発明の第 1の実施形態に係るヒートシンクの第 1の放熱扳を示す平面図であり、図 1 ( b ) は第 2の放熱板を示す平面図である。

図 2は本発明の第 1の実施形態に係るヒートシンクを示す斜視図である。図 3は図 2に示す A— A線による断面図である。

図 4は本発明の第 1の実施形態に係るヒートシンクの第 1の放熱板に形成される突起を示す断面図である。

図 5 ( a ) 乃至（c ) は、本発明の第 1の実施形態に係るヒートシンクの第 1 の放熱板に形成される突起の形状を示す断面図であり、図 4に示す B— B線による断面図に相当する。

図 6は本発明のヒートシンクにおける流路の第 1の変形例を示す平面図である。図 7は本発明のヒートシンクにおける流路の第 2の変形例を示す平面図である。図 8は本発明のヒートシンクにおける流路の第 3の変形例を示す平面図である。図 9は本発明のヒートシンクにおける流路の第 4の変形例を示す平面図である。図 1 0 ( a ) は本発明の第 2の実施形態に係るヒートシンクの第 1の放熱板を示す平面図であり、図 1 0 ( b ) は第 2の放熱板を示す平面図である。

図 1 1は本発明の第 2の実施形態に係るヒートシンクを示す斜視図である。図 1 2 ( a ) は本発明の第 3の実施形態に係るヒートシンクの第 1の放熱板を示す平面図であり、図 1 2 ( b ) は第 2の放熱板を示す平面図である。

図 1 3は本発明の第 3の実施形態に係るヒートシンクを示す斜視図である。図 1 4は本発明の第 3の実施形態に係るヒートシンクを縦方向に積層する場合の構成を示す斜視図である。

図 1 5は本発明の第 3の実施形態に係るヒートシンクを 5段積層した場合の構造を示す斜視図である。

図 1 6は本発明の第 ⁴の実施形態に係るレーザモジュールを示す断面図である。図 1 7は本発明の第 5の実施形態に係るレーザ装置の構成を示す模式図である。図 1 8は本発明の第 6の実施形態に係るレーザ加工装置の構成を示す模式図である。

図 1 9は本発明の第 1実施例のヒートシンクに形成された突起を示す断面図である。

図 2 0は特許文献 7で提案された従来のヒートシンクの構成を示す斜視図である。図 2 1は特許文献 8で提案された従来のヒートシンクの構成を示す斜視図である。

図 2 2 ( a ) は特許文献 4で提案された従来のヒートシンクを示す断面図であり、図 2 2 ( b ) はその A— A線による断面図である。

図 2 3は第 1の実施形態に係るヒートシンクの第 2の放熱板に流路を形成したものを示す平面図である。発明を実施するための最良の形態

以下、本発明の実施の形態に係るヒートシンクについて添付の図面を参照して具体的に説明する。先ず、本発明の第 1の実施形態に係るヒートシンクについて説明する。図 1 ( a ) は本発明の第 1の実施形態に係るヒートシンクの第 1の放熱板を示す平面図であり、図 1 ( b ) は第 2の放熱板を示す平面図である。また、図 2は本発明の第 1の実施形態に係るヒートシンクを示す斜視図であり、図 3は図 1 ( a ) 及ぴ図 2に示す A— A線による断面図である。更に、図 4は本発明の第 1の実施形態に係るヒートシンクに形成された突起の形状を示す断面図であり、図 5 ( a ) 乃至（c ) は図 4に示す B— B線による断面図である。本発明の第 1 の実施形態に係るヒートシンクは、図 1 ( a ) 及び（b ) に示すように、冷媒が流動する流路 2が形成された第 1の放熱板 1と、この第 1の放熱板 1に接合される第 2の放熱板 6とカゝらなる。この第 2の放熱板 6は平板状であり、流路は形成されていない。

第 1の放熱板 1には、冷媒を注入する導入口及び溶媒を排出する排出口となる 2つの開口部 3 a及ぴ開口部 3 bが第 1の放熱板 1の長手方向に並ぶように形成されている。また、第 1の放熱板 1には、開口部 3 bから開口部 3 bに向かって一対の流路 2が形成されている。流路 2は、開口部 3 bから第 1の放熱板 1の長辺方向に分離し、第 1の放熱板 1の長辺に沿って夫々開口部 3 b方向に延び、短辺付近で開口部 3 b方向に折り返して開口部 3 bに達している。この流路 2は、図 3に示すように、断面が半円状である溝形状を有するものである。

更に、流路 2の折り返し部付近には突起 4が左右夫々 5個ずつ形成されている。この突起 4における第 2の放熱板 6及び第 1の放熱板 1に対して垂直方向の断面は、図 4に示すように、第 1の放熱板 1側から第 2の放熱板 6側になるに従レ、細くなる末広がりの形状であることが好ましい。突起 4における第 2の放熱板 6及ぴ第 1の放熱板 1に対して平行方向の断面（図 4に示す B— B線による断面）は、例えば、円形（図 5 ( a ) 参照）、楕円形（図 5 ( b ) 参照）又は流線形（図 5 ( c ) 参照）である。更にまた、第 1の放熱板 1には、この第 1の放熱板 1の開口部 3 b側の短辺の中央部から第 1の放熱板 1の長手方向に延びるセパレート棒 5が設けられている。

なお、第 1の放熱板 1に形成された流路 2と同様の形状のパターンが、図 2 3 に示すように第 2の放熱板 6に形成されていてもよい。

次に、本実施形態のヒートシンクの製造方法について説明する。本実施形態のヒートシンクを構成する放熱板 1及び放熱板 2の材料としては、銅等の熱伝導性の高い板状の金属材料に、流路 2、突起 4及びセパレート棒 5等を形成し、第 1 の放熱板 1とする。その形成方法としては、例えば、銅板を流路 2、突起 4及ぴセパレート棒 5の形状にマスキングした後、等方的な化学ェツチングを施す等の方法を適用することができる。次に、図 1 ( a ) に示す第 1の放熱板 1の上部に図 1 ( b ) に示す平板状の第 2の放熱板 6を接合して、図 2に示すヒートシンクを組み立てる。

次に、上述の如く構成された本実施形態のヒートシンクの動作について説明する。本実施形態のヒートシンクにおいては、レーザダイォードアレイ等の発熱体 8は、第 2の放熱板 6の発熱体接合部 7の位置に接合される。この発熱体接合部 7は、第 1の放熱板 1上の突起 4が形成されている領域に整合する。また、発熱体 8を冷却する際は、例えば、開口部 3 aを導入口とし、開口部 3 bを排出口とし、開口部 3 aから水等の冷媒を注入する。注入された冷媒は、左右に分かれて流路 2に流れ込み、突起 4の直前の流路が細くなる部分で流速が加速される。その後、突起 4にぶつかることにより乱流が生じ、冷媒の流速は局所的に加速されるとともに、渦運動により冷媒が混合され、放熱板から冷媒への熱量の移動が促進される。このように、突起により冷媒の混合効果を高めることにより、流路 2 に接する放熱板から効率的に熱を奪うことができる。また、セパレート棒 5は左右の流路を流れる冷媒を整流する役目を担う。突起 4が形成された領域を通り過ぎた冷媒は、セパレート棒 5により整流されて、流路 2に続く開口部 3 bから排出される。本実施形態のヒートシンクにおいては、開口部 3 aを導入口、開口部 3 bを排出口としているが、これに限定するものではなく、開口部 3 bを導入口とし、開口部 3 aを排出口にしてもよい。

本実施形態のヒートシンクにおいては、開口部 3 bから流路 2が左右に分かれて形成されており、この左右の流路が発熱体 8との熱的接続領域である発熱体接合領域 7の下部領域において合流することを妨げるセパレート棒 5が設けられている。このような水路構造とすることにより、左右の流路に分かれた冷媒は、発熱体接合領域 7を通過する際に温度が上昇する力混ざり合うことなく開口部 3 bから排出されるため、ヒートシンク内の冷媒の熱交換効率が向上し、冷却性能を向上させることができる。

また、本実施形態のヒートシンクにおいては、発熱体接合領域 7の下部領域に相当する流路に複数個の突起 4を形成し、更にこのこの突起 4の断面形状を末広がりの形状とすることで、流路を流れる冷媒の上下方向の攪拌効果を促進することができ、冷却性能を向上させることができる。この末広がりになっている突起構造の先端部は流路壁面に接触しているため、流路断面積の減少による流速の低下を防ぎ、流路の上下方向の攪拌効果をさらに促進させて冷却効果を高めることができる。更にまた、冷媒を注入する孔に続く流路の断面積を一度小さくしてから突起を形成している領域に冷媒を流し込むような形状にすることで、冷媒の流速を加速することができ、冷却効率が向上する。更に、本実施形態のヒートシンクにおいては、第 1の放熱板 1に形成される流路 2を上述の構成にすることで、流路 2が形成された第 1の放熱板 1及び平板状の第 2の放熱板 6の 2枚の放熱板を接合するだけでヒートシンクを製造することができるため、従来の複数層にわたって流路が形成されているヒートシンクの製造工程に比べ接合工程が少なくなり、製造コストを低減することができる。また、従来のヒートシンクに比べ、接合箇所が少なくなるため、接合不良により漏水する可能性も低減することができ、信頼性が向上する。

また、発熱体の冷却に関係しない冷媒の乱流は圧力損失を大きくし、流速を低減させてしまうため、極力抑制する必要がある。そこで、本実施形態のヒートシンクにおいては、流路の断面構造を矩形ではなく、曲線で囲まれた形状にしている。その結果、屈曲部での乱流を抑制することができる。この効果は、流路のー部だけが曲線で囲まれていても得られる。更に、流路を金属の等方エッチングで形成することで、ヒートシンクを形成する際に、一部が曲線となる U字形状とを形成することができる。この放熱板 1に平板状の放熱板 6を接合することにより、断面が半円形状を有する流路 2を形成することができる。それにより、流路 2の屈曲部で生じる乱流を抑制し、不要な圧力損失を抑制することが可能となる。また、流路の圧力損失が低いため接合界面にかかる負荷が小さくなり、ヒートシンクの耐水圧性に対する長期的な信頼性を高めることができる。

更に、前述の化学エッチング法により、放熱板 1及ぴ放熱板 6の垂直方向に対する断面が末広がり形状を有する突起 4及び流路 2を短時間で安価に形成することが可能になる。突起 4をこのような形状にすることで、その先端をエッチングすることなく放熱板 1と放熱板 6とを接合することができる。

なお、本実施形態のヒートシンクは、例えば、シリコン又は化合物半導体を使用した電子デバイス等のレーザダイォード以外の発熱体に対しても有効である。また、本実施形態のヒートシンクで使用される冷媒も、水以外のものも使用することができ、以下に示す実施形態についても同様である。本実施形態における突起 4の位置、向き及び個数は、図 1 ( a ) に示す構成に限定するものではなく、流路 2の形状、製造方法、要求特个生等に応じて適宜選択することができ、例えば、以下に示す形状にすることもできる。図 6乃至 9は、本実施形態のヒートシンクにおける流路形状の変形例を示す平面図である。図 6 に示す第 1の変形例は、突起 4が形成されている領域における流路の幅を太くし、更に突起 4を 1列に 5個ずつ 2列形成したものである。このような流路形状にすることで、面積の大きな発熱体を効率よく冷却することができる。

また、図 7に示す第 2の変形例は、突起 4を放熱板の長辺側に配置したものである。この変形例においては、流速を高めるための突起 2 3を、乱流を促進するための突起 4とは別に設けている。また、この変形例における流路 2は、セパレート棒 5により完全に分離されており、導入口から注入された冷媒は、流路 2中で合流することなく排出口から排出される。このような流路形状にすることで、長レ、発熱体にも対応することができる。

更に、図 8に示す第 3の変形例は、左右の流路夫々に突起 4を放熱板の長手方向と平行なるように並べて形成したものである。このような流路形状にすることで、ヒートシンクの相対する長辺側に夫々 1個ずつ合計 2個の発熱体を接合することができる。その際、 1個の発熱体を冷却する能力は、短辺側に 1個接合した場合の半分になる。これは、レーザダイオードの光を左右方向に出力させたい場合に有効である。

図 9に示す第 4の変形例は、 U字型に流路 2が形成され、その一方の端部に開口部 3 aが、他方の端部に開口部 3 bが形成されているものである。これは、左右 2本の流路が形成されたものより、単純な構造であるため、開口部 3 a及び開口部 3 bのどちらを導入口にしても全く同じ効果が得られる。

次に、本発明の第 2の実施形態に係るヒートシンクについて説明する。図 1 0 ( a ) は本発明の第 2の実施形態に係るヒートシンクの第 1の放熱板を示す平面図であり、（b ) は第 2の放熱板を示す平面図である。また、図 1 1は本発明の第 2の実施形態を示す斜視図である。本発明の第 2の実施形態に係るヒートシンクは、前記第 1の実施形態と同様の流路 2が形成された放熱板 1と、平板状の放熱板 6とからなる。図 1 0 ( a ) 及び図 1 0 ( b ) に示すように、第 1の放熱板 1に形成された流路 2には、前記第 1の実施形態と同様に突起⁴及びセパレート棒 5が形成されている。本実施形態のヒートシンクにおいては、上部に配置される放熱板 1に流路が形成されており、前記流路中の突起の横断面は、上面から底面に向かって小さくなる形状になっている。また、放熱板 1及び放熱板 6の中心部分には、冷媒を供給するための台にヒートシンクを固定するためのネジを揷入する貫通孔 1 7が形成されている。一方、第 2の放熱板 6には冷媒の注入及び排出のための開口部 3 a及び開口部 3 bが形成されている。また、第 1の放熱板 1 及び第 2の放熱板 6の表面には、厚さ 5 / m程度のめっき層が形成されている。このめつき膜は、流路 2、突起 4、セパレート棒 5等を含む放熱板の全ての表面に形成されている。更に、本実施形態のヒートシンクは、図 1 1に示すように、第 2の放熱板 6の上部に第 1の放熱板が接合され、第 1の放熱板 1上に発熱体接合部 7が設けられている。

従来のヒートシンクにおいては、放熱板の材料に銅又は銅合金を使用し、冷媒に水を使用した場合、ヒートシンクに鲭が発生するという問題があった。そこで、本実施形態のヒートシンクにおいては、流路 2の表面にめっき膜を設け、このめつき膜により、放熱板が腐食するのを防止している。このめつき膜の材料としては、例えば、放熱板の材料が銅又は銅合金である場合は、ニッケルであることが好ましく、特に、めっき膜中のニッケノ^有量は 7 0質量％以上であることが好ましい。前記めつき膜に二ッケル以外の材料を使用すると、銅とのガルバ二ック電流の効果で腐食が加速されてしまう恐れがある。銅とニッケルとはイオン化傾向の差が小さいためガルバニック電流の影響はなく、更にュッケルは硬いため、耐久性にも優れている。また、ヒートシンクをレーザモジュールの電極の一部として使用する場合、ヒートシンク全体に大電流が流れる。この場合も異種金属界面が存在すると腐食が発生するため、ヒートシンクの材料とイオン化傾向の近い金属によりめつき膜を形成することが好ましく、例えば、ヒートシンクの材料が銅又は銅合金の場合、めっき膜の材料はニッケルであることが好ましい。

めっき膜の代わりに銅の酸化膜を形成しても良い。銅の酸化は腐食の 1種であるが、表層に酸化物が形成されると、水中においてそれ以上内部へ酸化することを抑制することが可能となるため、腐食を防止できる。

次に、本発明の第 3の実施形態に係るヒートシンクについて説明する。図 1 2 ( a ) は本発明の第 3の実施形態に係るヒートシンクの第 1の放熱板を示す平面図であり、図 1 2 ( b ) は第 2の放熱板を示す平面図である。また、図 1 3は本発明の第 3の実施形態を示す斜視図である。本発明の第 3の実施形態に係るヒ一トシンクは、図 1 2 ( a ) 及び図 1 2 ( b ) に示すように、前記第 2の実施形態と同様に流路 2、突起 4及びセパレー I、棒 5が形成された第 1の放熱板 1と、平板状の第 2の放熱板 6とからなり、第 1の放熱板 1及び第 2の放熱板 6の中心部分には、ヒートシンクに冷媒を供給するための台に固定するための貫通孔 1 7が形成されている。また、流路 2の内面にはニッケルめっき層が形成されている。更に、本実施形態のヒートシンクには、放熱板 1及び放熱板 6の両方に、冷媒を注入及び排出するための開口部 3 a及び開口部 3 bが形成されている。これらの開口部 3 a及び開口部 3 bは、図 1 3に示すように、第 1の放熱板 1及び第 2の放熱板 6を接合してヒートシンクにした際には貫通孔になる。

次に、本実施形態のヒートシンクの動作について説明する。本実施形態のヒートシンクは、積層して使用される。図 1 4は本実施形態のヒートシンクを縦方向に積層した場合の構成を示す斜視図であり、図 1 5は本発明の第 3の実施形態に係るヒートシンクを 5段積層した場合の構造を示す斜視図である。本実施形態のヒートシンクを積層する場合、最上層には図 1 1に示す構造のヒートシンク 2 0 を配置し、 2層目以降には図 1 3に示すヒートシンク 1 8を配置する。その際、各ヒートシンクの間には、冷媒の流路及び固定のための貫通孔が形成されたスぺーサー 1 9を配置する。このようにしてヒートシンクを 5層積層する場合、図 1 5に示すように、最上層のヒートシンク 2 0からヒートシンクを固定するネジ 2 1を貫通穴 1 7に通して冷媒を供給する治具 2 2に固定する。治具 2 2から供給された冷媒は、縦方向に連続している開口部 3 a又は開口部 3 bの一方を経由して各ヒートシンクに供給された後、開口部 3 a又は開口部 3 bの他方を経由して排出され、治具 2 2から排出される。

本実施形態のヒートシンクにおいては、開口部 3 a及ぴ開口部 3 bを第 1の放熱板 1及び第 2の放熱板 6の両方に形成し、ヒートシンクを貫通させることで、複数個のヒートシンクを積層し、複数個のヒートシンクに冷媒を流動させることが可能になる。このようなスタック型のヒートシンクは、レーザダイオードを接合し、冷媒を供給するための流路を有する台に固定して、冷媒をこれらのヒートシンク中に流し、更にレーザダイォードを発振させるための電極をレーザダイォ一ドとヒートシンクに接続し、このヒートシンクを電極の一部として利用して電流を流すことでレーザダイォードを発振させることができる。本実施形態のヒートシンクは高い冷却性能を有し、また、接合部分が少ないので冷媒が漏れる心配が非常に少ないため、信頼性の高いレーザモジュールを低コストで提供することができる。

また、本実施形態のヒートシンクは夫々が 2枚の金属板から形成されており、その厚さは 0 . 4 °C/Wの冷却性能の場合は 1 . O mmまで薄くすることが可能であり、従来の 2段構造の流路を有するヒートシンクより薄型で同等の冷却性能を得ることができる。そのため、レーザダイォ一ドアレイが接合されたヒートシンクを縦方向に積層したスタック型のレーザモジュールを作製する場合、従来のヒートシンクを使用する場合に比べて、縦方向の高さを低くすることができ、各レーザダイォードアレイから出力される光を 1本の光ファイバ一に導くことが容易になる。

次に、本宪明の第 4の実施形態に係るレーザモジュールについて説明する。図 1 6は前記第 2の実施形態のヒートシンクを使用したレーザモジュールを示す断面図である。本発明の第 4の実施形態に係るレーザモジュールは、前記第 2の実施形態と同様の構造を有するヒートシンク 3 0の上面にレーザダイオード 3 1が接合され、このレーザダイオード 3 1の上部には、上部電極 3 3が接続されている。上部電極 3 3とヒートシンク 3 0との間にはレーザダイオード 3 1とほぼ同程度の厚さを有する絶縁スぺーサ一 3 2が配置されている。

次に本実施形態のレーザモジュールの動作について説明する。本実施形態のレ一ザモジユーノレにおいては、ヒートシンク 3 0が冷媒注入お出用台 3 4に固定され、冷媒注入排出用台 3 4に設けられた流路 2を経由してヒートシンク 3 0に冷媒を流入する。本実施形態のレーザモジュールにおいては、ヒートシンク 3 0を構成する放熱板を導電性を有する材料にすることで、ヒートシンク 3 0を下部電極として使用することが可能になり、上部電極と下部電極とに電流を流すことによりレーザを発振させることができる。

本実施形態のレーザモジュールは、前記第 2の実施形態のヒートシンクを使用しているため、水漏れの心配がなく、また、流路表面にニッケノレ層を設けているため腐食の発生率が低く、レーザダイォードの寿命である 1 0 0 0 0万時間以上ランニング試験してもヒートシンクの冷却性能は劣化しない。更に、ヒートシンクの不具合によりモジュールを交換する必要がなくなるため、メンテナンスコストを大幅に低減することができる。

次に、本発明の第 5の実施形態に係るレーザ装置について説明する。図 1 7は、本発明の第 5の実施形態に係るレーザ装置の構成を示す模式図である。本発明の第 5の実施形態に係るレーザ装置は、前記第 5の実施形態のレーザモジュールを 6個並べた 6連レーザモジュール 3 5を N d ： Y AGレーザロッド 3 6の励起光源に使用しているものであり、 1対のレーザモジュール 3 5の間に N d ： YAG レーザロッド 3 6が配置されている。また、 N d ： YAGレーザロッド 3 6の前後には 3 7及び出力ミラー 3 9が配置されている。なお、図 1 7においては、 2 方向から N d ： Y AGレーザロッドを励起する場合について示したが、本実施形態のレーザモジュール 3 5においては、 3方向以上から N d ： YAGレーザロッドを励起してもよい。

次に、本実施形態のレーザ装置の動作について説明する。本実施形態のレーザ装置は、レーザモジュール 3 5からレーザ光 3 9が発振される。そのレーザ光 3 9は N d ： YA Gレーザ口ッド 3 6に吸収され、 N d ： YAGレーザ口ッド 3 9 力ら発光した光がリアミラー 3 7と出力ミラー 3 8で共振して N d ： YAGレーザ光 4 0が発生する。

本実施形態のレーザ装置は、前記第 2の実施形態のヒートシンクを使用したレ —ザモジュールを励起光源として使用しているため、長期的に安定したレーザ光を得ることが可能になり、メンテナンスコストを低減することができる。

次に、本発明の第 6の実施形態に係るレーザ加工機について説明する。図 1 8 は、前記第 1の実施形態のヒートシンクを使用したレーザモジュールを搭載したレーザ装置を使用したレーザ加工機の構成を示す模式図である。図 1 8に示すように、本発明の第 6の実施形態に係るレーザ加工機は、レーザ装置 4 1から出力される光を一度ファイバー 4 2に結合し、その後レンズ 4 3で集光して加工物 4 4に照射することで溶接及び切断を行うものである。本実施形態のレーザ加工機は、前記第 1の実施形態のヒートシンクを使用することにより、レーザ装置の低コスト化を実現でき、またヒートシンクが原因となる装置の故障確率が大幅に低減するため、ランニングコスト及びメンテナンスコストを大きく低減することができる。

以下、本発明の実施例を本発明の範囲から外れる比較例と比較して、その特性を評価した結果について説明する。

先ず、本発明の第 1実施例として、図 1及び図 2に示す第 1の実施形態と同様の構造であり、縦が 2 5 mm、横が 1 1 mm、厚さが 2 . 5 mmのヒートシンクを作製した。本実施例においては、放熱板には銅板を使用し、前記銅板に化学ェツチングにより深さ 0 . 5 mmの流路を形成して第 1の放熱板とした。そして、このヒートシンクの発熱体接合部 7に発熱体 8としてアレイの長さが 1 O mm、共振器長さが 1 . 3 mm、厚さが 1 3 0 μ πιであり、 5 0 \¥で8 0 8 11 111の光を出力するレーザダイオードアレイを接合し、冷媒として 2 5 °Cの冷却水を循環させてその冷却性能を調べた。その際、導入口は開口部 3 aとし、排出口は開口部 3 bとした。その結果、熱抵抗は 0 . 2 5 °C/Wであり、レーザダイォードアレィの各発光点から出力される波長のばらつきも ± 1 n m以内に収まっていた。また、接合されたレーザダイォードアレイの温度は ± 3 °C以内に冷却されており、従来の積層構造のヒートシンクと同等以上の性能が得られた。更に、導入口及ぴ排出口を入れ換えて同様の試験を行ったところ、冷却性能の差は 5 %以内であった。更にまた、本実施例のヒートシンクは、 1枚の銅板をエッチング加工することにより第 1の放熱板を形成することができ、それを銅板と接合することにより製造することができるため、製造コストを従来のヒートシンクの半分以下にすることができた。

また、ヒートシンクの大きさを、縦を 1 5乃至 2 5 mm、横を 1 0乃至 1 2 m m、厚さを 1乃至 3 mmの範囲で変化させて同様の実験を行ったところ、縦及び横の長さを変化させた場合における冷却効率は ± 1 0 %以内で一致した。一方、厚さが 3 mmの場合においては 0 . 2 0 °C/Wの熱抵抗が得られた。この熱抵抗の値は、放熱板である銅板の厚さが薄くなるに従い上昇し、厚さが l mmのヒートシンクにおいては 0 . 3 0 °C/Wであった。

次に、本発明の第 2実施例として、突起 4の形状、位置及び向きを変化させたヒートシンクを作製してその冷却性能を調べた。本実施例のヒートシンクは、突起 4の形状が異なる以外は、図 1及び図 2に示す第 1の実施形態のヒートシンクと同様にした。先ず、第 1の放熱板 1及び第 2の放熱板 6に対して垂直方向の断面が、前記第 1実施形態と同様に末広がり状（図 4参照）、柱状（図 1 9 ( a ) 参照）及び平板に接触していない形状 1 6 (図 1 9 ( b ) 参照）である突起を形成したヒートシンクを作製し、その冷却性能を調べた。その結果、図 4に示す末広がりの柱状形状の突起を有するヒートシンクが、他の形状の突起を形成したヒ一トシンクに比べて冷却性能が 1 0 %以上高かった。次に、第 2の放熱板 1及び第 1の放熱板 2と平行方向における断面の形状が図 5 ( a ) に示す円形状、図 5 ( b ) に示す楕円状、図 5 ( c ) に示す流線形状のものは、流路中を流れる冷媒の流れに対して圧力損失が最小になるような向きに調整した場合の圧力損失が 0 . 0 2 M p a以下になり、夫々の冷却性能も 0 . 3 0 °CZW以下であり、従来の積層構造のヒートシンクと同等以上の熱変換効率を有するヒートシンクが得られた。次に、本発明の第 3の実施例として、第 1の実施例と同様の大きさの厚さ 2 . 5 mmのヒートシンクで、第 2の放熱板を図 Aに示すように、第 1の放熱板 1に形成された流路 2と同じパターンで深さ 0 . 1 5 mmの流路を施すことにより、圧力損失が 2 0 %低減し、流量が増加したことにより熱抵抗を 0 . 2 0 °C/W程度まで下げることができた。

また、図 5 ( b ) に示す形状を有する突起の個数及び大きさを変えた場合における熱抵抗の変化を調べた。その結果、前記流路の底面又は上面において、各突起が占める面積が同じである場合、突起の横断面を大きくするよりも突起の数を多くする方が冷却効率は向上した。また、前記流路の底面又は上面における前記突起が占める割合が 8 0 %を超えると圧力損失が上昇して冷却性能が低下した。更に、前記流路の底面又は上面における前記突起が占める割合が 2 0 %以下になると突起が形成されていない場合と同等の冷却性能しか得られなかった。

次に、本発明の第 3実施例として、放熱板の材料として銅板を使用、前記第 1 の実施形態を同様の構造で、流路 2の表面に厚さ 5 のニッケルめっき層を形成したヒートシンク、流路 2の表面に厚さ 5 i mの金めつき層を形成したヒートシンク、厚さ 5 μ πιの-ッケルめっき層を形成した後厚さ 1 μ πιの金めつき層を形成したヒートシンク、及ぴめっき層を形成せずに流路表面が銅であるヒートシンクを作製した。耐食性試験として、これらのヒートシンクに 2 5 °Cの食塩水を 5 0時間循環させ、その後内部を観察した。その結果、ニッケルめっき層のみを形成したヒートシンクの腐食面積は、流路 2の表面が銅のヒートシンクの（1 / 5 )、金めつき層を形成したヒートシンクの（1 Z 3〉、ニッケルメツキ層の上に金めつき層を形成したヒートシンクの（1 / 2 ) であった。

また、ニッケルメツキ層の変わりに銅の酸化膜を 1 0 0 n m形成したものも用意し、冷却水を流して流路の圧力損失の変化を長期的に測定し、腐食が進行して圧力損失の変化が始まる時間を測定したところ、銅の酸化膜を施したものはニッケルめっき層を施したものとは同程度で約 3 0 0 0時間、銅だけのものは約 1 5 0 0時間で圧力損失が上昇しはじめ、銅の酸化膜はニッケルめっき層と同程度で銅だけの場合の 2倍の耐腐食性があつた。

次に、本発明の第 1の比較例として、前記特許文献 7で提案された流路が 2層構造である従来のヒートシンクを作製した。図 2 0は、特許文献 7で提案された従来のヒートシンクの構成を示す斜視図である。このヒートシンクは、流路を形成した放熱板 1 0 1を上下に 2枚と、中間層の流路を形成した放熱板 1 2 5の 1 枚の合計 3枚の放熱板から形成されている。開口部 1 0 3から流路 1 0 2に注入された冷媒は、冷媒を整流するためのフィン 1 2 4で分散された後、中間層の縦方向に流路に結合され、再びフィンで整流された後に開口から排出される。この構造のヒートシンクは、中間層の流路が狭いため圧力損失が大きく、また、流路の幅が広がることにより流速が低下する。更に、 3枚の放熱板全てに流路を形成する必要があるため作製コストがかかる。よって、本発明のヒートシンクの方が、圧力損失が少なく、流速が早いため、冷却性能に勝り、コスト及び信頼性の点でも優れていた。

次に、本発明の第 2の比較例として、前記特許文献 8で提案された流路が 2層である従来のヒートシンクを作製した。図 2 1は、特許文献 8で提案された従来のヒートシンクの構造を示す斜視図である。このヒートシンクは、開口部を設けた平板の放熱板 1 0 1を上下に 1枚ずつ、及び中間層として貫通した流路を形成した放熱板 1 2 6を 3枚の計 5枚の放熱板から形成されている。開口部 1 0 3力ら流路 1 0 2に注入された冷媒は、中間層の放熱板間で形成される流路を上下左右に流れた後、注入側とは反対側の開口部 1 0 3力ら排出される。このヒートシンクは、貫通穴を加工した 5枚の放熱板を使用する必要があるため製造コストがかかり、放熱板間の接合界面も多いので、液漏れ等の信頼性に課題がある。また、ヒートシンク全体を冷却する効果は高いが、発熱体を接合する部分 1 0 7の下部だけを集中して冷却することは困難である。よって、本努明のヒートシンクの方がコスト、信頼性及び冷却性能の点で優れていた。

次に、本発明の第 3の比較例として、俞記特許文献 5で提案された同一平面状に流路が形成されている従来のヒートシンクを作製した。図 2 2 ( a ) は特許文献 5で提案された従来のヒートシンクの構造を示す断面図であり、 ( b ) はその平面図である。このヒートシンクは、独立した導入口及び排出口を有する 2本の流路 1 0 2と、発熱体 1 0 8を接合する発熱体接合部 1 0 7と整合する領域に、対向した 2本の屈曲した流路 1 2 7が形成されている。導入口から注入された冷媒は、夫々の流路に形成された屈曲部を通過後に排出口から排出される。このヒートシンクは構造がシンプルであるが、屈曲部での圧力損失が大きく、また、 2 本の流路への冷媒の注入と排出を別々に行う必要があるため、冷媒を供給するための台の構造が複雑になってしまう。そのため、本発明のヒートシンクの方が、圧力損失が小さく、冷却効率が優れていた。

以上詳述したように本発明によれば、放熱板に形成された流路に突起を設けることにより、前記流路を流動する冷媒に乱流が生じ、冷媒の渦運動による混合が行われ、放熱板から冷媒への熱量の移動効率が向上して冷却効率が増加する。また、前記突起を前記流路の底面から上方に向かって又は上面から下方に向かって横断面が小さくなる形状にすることにより、前記冷媒が上下方向に撹拌されてより冷却効率が向上する。前記流路をこのような形状にすることで、従来の 2層構造の流路と同等以上の冷却性能を有する単層構造の流路が実現でき、流路が形成された放熱板及び平板状の放熱板によりヒートシンクを構成することができる。それにより、ヒートシンクにおける接合箇所が少なくなるため、信頼性が向上し、更に製造コストを低減することができる。産業上の利用可能性

本発明は高出力レーザを効率的に冷却するヒートシンクとして、有益である。

Claims

請求の範囲

1 . 2つの放熱板を重ねて構成されるヒートシンクにおいて、一方の放熱板には、他方の放熱板との重ね合わせ面に形成された囬部又は溝からなる冷媒流路と、この冷媒流路の特定の領域に点在するように設けられた 1又は複数個の突起と、を有し、前記一方の放熱板及び他方の放熱板のうち少なくとも一方には冷媒の導入口及び排出口となる 1対の開口部を有し、前記突起により前記冷媒の流れが乱されることを特徴とするヒートシンク。

2 . 前記特定の領域は、冷却すべき発熱体が熱的に接続される領域に整合する位置に設けられていることを特徴とする請求項 1に記載のヒートシンク。

3 . 前記突起は、前記流路の底面から上方に向かって横断面が小さくなることを特徴とする請求項 1又は 2に記載のヒートシンク。

4. 前記突起は、前記流路の上面から下方に向かつて横断面が小さくなることを特徴とする請求項 1又は 2に記載のヒートシンク。

5 . 前記突起の横断面の外縁の一部が曲線により形成されていることを特徴とする請求項 1乃至 4のいずれか 1項に記載のヒートシンク。

6 . 前記突起の横断面の形状が円、楕円又は前記溶媒の流れに対して流線形であることを特徴とする請求項 5に記載のヒートシンク。

7 . 前記突起は、他方の放熱板に接触していることを特徴とする請求項 1乃至 6のいずれか 1項に記載のヒートシンク。

8 . 前記一方の放熱板は、前記導入口から導入された冷媒が夫々の流路に分離して前記特定の領域を通過した後、前記排出口から排出される形状の一対の流路を有し、前記特定の領域には前記冷媒が合流するのを防ぐ分離部材が設けられていることを特徴とする請求項 1乃至 7のいずれか 1項に記載のヒートシンク。 9 . 前記流路は、前記導入口に接する第 1の領域と、前記第 1の領域と前記特定の領域との間の第 2の領域と、を有し、前記第 2の領域の幅は前記第 1の幅よりも狭いことを特徴とする請求項 1乃至 8のいずれか 1項に記載のヒートシンク。

1 0 . 前記流路の内面の少なくとも一部は曲面により形成されていることを特徴とする請求項 1乃至 9のいずれか 1項に記載のヒートシンク。

1 1 . 前記一方の放熱板に形成された冷媒流路の少なくとも一部のパターンと整合するパターンの冷媒流路が、他方の放熱板に形成されていることを特徴とする請求項 1乃至 1 0のいずれか 1項に記載のヒートシンク。

1 2 . 前記流路が化学エッチング法により形成されたものであることを特徴とする請求項 1乃至 1 1のいずれか 1項に記載のヒートシンク。

1 3 . 前記放熱板が銅又は銅合金からなり、前記流路における冷媒が接触する面には 7 0質量％以上の二ッケルを含有するニッケノ有層が形成されていることを特徴とする請求項 1乃至 1 2のいずれか 1項に記載のヒートシンク。

1 4 . 前記ニッケノ有層がめっき法により形成されていることを特徴とする請求項 1 2に記載のヒートシンク。

1 5 . 前記放熱板が銅又は銅合金からなり、前記流路における冷媒が接触する面には厚さが 5 0 n m以上の銅の酸ィ匕膜が形成されていることを特徴とする請求項 1乃至 1 2のいずれか 1項に記載のヒートシンク。

1 6 . 前記発熱体がレーザダイォードであることを特徴とする請求項 1乃至 1 5のいずれか 1項に記載のヒートシンク。

1 7 . 請求項 1乃至 1 6のいずれか 1項に記載のヒートシンクと、このヒートシンクに固定された固定治具と、前記ヒートシンクの一方の放熱板に固定されたレーザダイオードと、を有することを特徴とするレーザモジュール。

1 8 . 1又は複数個のヒートシンクを有し、前記ヒートシンクにおける前記流路が形成されていない領域には 1又は複数個のヒートシンクを揷通する貫通孔が設けられており、前記貫通孔に揷通されたネジが前記固定治具に螺合されることにより前記ヒートシンクが前記固定治具に固定されていることを特徴とする請求項 1 7に記載のレーザモジュール。

1 9 . 前記固定治具には、前記ヒートシンクに冷媒を供給する流路が形成されていることを特徴とする請求項 1 7又は 1 8に記載のレーザモジユーノレ。

2 0 . 請求項 1 7乃至 1 9のいずれか 1項に記載のレーザモジュールと、前記レーザモジュールが発振するレーザ光により励起されてレーザ光を発振するレーザロッドと、を有することを特徴とするレーザ装置。

2 1 . 請求項 1 7乃至 1 9のいずれか 1項に記載のレーザモジュールを有することを特徴とするレーザ加工装置。

2 2 . 請求項 2 0に記載のレーザ装置を有することを特徴とするレーザ加工装