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DE102008010784B3 - Heat removal technology polyvalent heat transfer device for at least one semiconductor device and associated test and operating method - Google Patents

Heat removal technology polyvalent heat transfer device for at least one semiconductor device and associated test and operating method Download PDF

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DE102008010784B3
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Wärmeübertragungsvorrichtung (15) mit mindestens einem Halbleiterbauelement (10) und einem Wärmeleitkörper (20). Das Halbleiterbauelement weist einen, seine im Betrieb Wärme erzeugenden pn-Übergänge einschließenden, Wärmequellenbereich auf. Der Wärmeleitkörper (20) weist mindestens eine Aufnahmefläche (21) zur stoffschlüssigen Verbindung mit einer Kontaktfläche (11, 12) des Halbleiterbauelements (10) und mindestens eine Kanalstruktur (30, 31) auf. Die Wärmeübertragungsvorrichtung (15) ist dadurch gekennzeichnet, dass die Kanalstruktur (30, 31) vollständig außerhalb einer Projektion (22) des Wärmequellenbereiches angeordnet ist, die sich senkrecht zur Kontaktfläche (11, 12) erstreckt. Die Wärmeübertragungsvorrichtung ist auch durch wenigstens eine Anbindungsfläche (23) des Wärmeleitkörpers (20) gekennzeichnet, die für einen konduktiven Wärmeübergang an einen, wenigstens eine Wärmeübertragungsstruktur (35) aufweisenden, Wärmeabfuhrkörper (98) vorgesehen ist. Im Betrieb der Wärmeübertragungsvorrichtung (15) strömt wenigstens ein Kühlmittel wahlweise wenigstens durch die Kanalstruktur (30, 31) des Wärmeleitkörpers (20) oder durch die Wärmeübertragungsstruktur (35) des Wärmeabfuhrkörpers (98).The invention relates to a heat transfer device (15) having at least one semiconductor component (10) and a heat conducting body (20). The semiconductor device has a heat source region including, in operation, heat generating pn junctions. The heat-conducting body (20) has at least one receiving surface (21) for material-bonding connection with a contact surface (11, 12) of the semiconductor component (10) and at least one channel structure (30, 31). The heat transfer device (15) is characterized in that the channel structure (30, 31) is arranged completely outside a projection (22) of the heat source region which extends perpendicular to the contact surface (11, 12). The heat transfer device is also characterized by at least one attachment surface (23) of the heat conduction body (20), which is provided for a conductive heat transfer to a, at least one heat transfer structure (35) having heat removal body (98). During operation of the heat transfer device (15), at least one coolant selectively flows at least through the channel structure (30, 31) of the heat conduction body (20) or through the heat transfer structure (35) of the heat removal body (98).

Description

Die Erfindung betrifft eine Wärmeübertragungsvorrichtung für mindestens ein Halbleiterbauelement, insbesondere mindestens ein Laserdiodenelement, nach dem Oberbegriff des Anspruches 1The The invention relates to a heat transfer device for at least a semiconductor component, in particular at least one laser diode element, according to the preamble of claim 1

Halbleiterbauelemente erzeugen im Betrieb Wärme im wesentlichen im Bereich ihrer baulementspezifischen funktionsprinzipbedingten Wärmequellen, die im Bereich ihrer im Betrieb aktiven pn-Übergänge lokalisiert sind, wobei der pn-Übergang auch eine dünne, elektrisch isolierende Zone enthalten kann.Semiconductor devices generate heat during operation essentially in the area of their construction-specific functional principle-related Heat sources, which are located in the region of their active in operation pn junctions, wherein the pn junction also a thin, may contain electrically insulating zone.

Ein Laserdiodenelement, als ein Beispiel für ein wärmeerzeugendes Halbleiterbauelement, mit einer im pn-Übergangsbereich angeordneten elektro-optisch aktiven, lichterzeugenden und -führenden Zone besitzt im Allgemeinen wenigstens eine epitaxieseitige und wenigstens eine substratseitige Kontaktfläche, die auf einander gegenüberliegenden Seiten der aktiven Zone angeordnet sind. Da die epitaxieseitige Kontaktfläche der neben Licht auch wärmeerzeugenden aktiven Zone im Allgemeinen wesentlich näher liegt als die substratseitige Kontaktfläche, wird ein Laserdiodenelement standardmäßig epitaxieseitig über einen epitaxieseitig angebrachten Wärmeleitkörper gekühlt, indem es mit seiner epitaxieseitigen Kontaktfläche in stoffschlüssiger Verbindung mit der Aufnahmefläche eines Wärmeleitkörpers befestigt ist. Dabei wird im pn-Übergang erzeugte Wärme über die Kontaktfläche oder den Kontaktflächen und über die Aufnahmefläche an den Wärmeleitkörper abgegeben.One Laser diode element, as an example of a heat-generating semiconductor device, with one in the pn junction area arranged electro-optically active, light-generating and -führenden zone generally has at least one epitaxial-side and at least a substrate-side contact surface, those on opposite sides Pages of the active zone are arranged. Since the epitaxial side contact area the next to light also heat-producing active zone is generally much closer than the substrate side Contact area, is a laser diode element standard epitaxial side over a epitaxy side mounted heat sink cooled by it with its epitaxial side contact surface in cohesive connection with the receiving surface a Wärmeleitkörpers attached is. This is in the pn junction generated heat over the contact area or the contact surfaces and over the receiving surface delivered to the heat-conducting body.

Wärmeleitkörper und Laserdiodenelement bilden zusammen mit den für einen Betrieb nötigen Elementen zur elektrischen Kontaktierung des Laserdiodenelementes eine Diodenlaserkomponente, sofern der Wärmeleitkörper die Voraussetzung für eine betriebsspezifisch ausreichende Ableitung und/oder Abfuhr der Wärme des Laserdiodenelementes besitzt.Wärmeleitkörper and Laser diode element form together with the necessary elements for operation for electrically contacting the laser diode element, a diode laser component, provided the heat conducting body the requirement for a company-specific sufficient derivation and / or discharge of Heat of the Has laser diode element.

Innerhalb einer für den Betrieb der Diodenlaserkomponente vorgesehenen Wärmeübertragungsvorrichtung ist die Wärmeabfuhr prinzipiell mit wenigstens einer konvektiven Wärmeübertragung durch wenigstens einer Wärmeübertragungsstruktur an ein flüssiges oder gasförmiges Kühlmittel abgeschlossen.Within one for the operation of the diode laser component provided heat transfer device is the heat dissipation in principle with at least one convective heat transfer by at least a heat transfer structure to a liquid or gaseous coolant completed.

Im Stand der Technik dient der Wärmeleitkörper entweder der konduktiven Kühlung, wobei er als durchgängiger Festkörper ausgeführt wird und die Wärme auf eine gegenüber der Aufnahmefläche vergrößerte Anbindungsfläche spreizt, über die die Wärme an einen Kühlkörper abgegeben wird; oder er dient der konvektiven Kühlung, wobei von einem flüssigen Kühlmedium durchströmte Kanalstruktur, beispielsweise Mikrokanäle, unterhalb des Laserdiodenelementes, das heißt im Bereich einer Projektion des Laserdiodenelementes in zur Kontaktfläche senkrechter Richtung, im Wärmeleitkörper angeordnet sind und als Wärmeübertragungstruktur dienen.in the The prior art is the heat-conducting body either the conductive cooling, being as continuous solid accomplished will and the heat on one opposite the receiving surface enlarged connection area spreads over the the heat delivered to a heat sink becomes; or he serves the convective cooling, wherein a liquid cooling medium flowed through Channel structure, for example microchannels, below the laser diode element, this means in the range of a projection of the laser diode element in the contact surface perpendicular Direction, are arranged in the heat conducting body and as a heat transfer structure serve.

Eine solche Wärmeübertragungsvorrichtung ist aus der Offenlegungsschrift DE 100 47 780 A1 bekannt.Such a heat transfer device is known from the published patent application DE 100 47 780 A1 known.

Die Lage von Mikrokanälen in einem solchen, als Mikrokanalwärmesenke ausgebildeten Wärmeleitkörper ist nach dem Stand der Technik wärmeabfuhrtechnisch sinnvoll, weil der Bereich, in dem der Wärmeübergang in das zirkulierende Kühlmedium erfolgt, der Wärmequelle hinsichtlich ihrer Wärmeeintragsfläche in den Wärmeleitkörper direkt gegenüberliegt und im wesentlichen keine, den thermischen Widerstand erhöhende Umlenkung oder Einengung der Wärmeflußtaille im Bereich des konduktiven Wärmetransportes hervorruft. Die gleiche Argumentation trifft auf gasförmige Kühlmedien zu. So ist aus der Offenlegungsschrift WO 2004/061 957 A1 eine Wärmeübertragungsvorrichtung bekannt, bei der die Wärme über eine Kanalstruktur unterhalb der Laserdiodenelementes an ein gasförmiges Kühlmedium abgegeben wird.The location of microchannels in such, designed as a Mikrokanalwärmesenke Wärmeleitkörper is according to the prior art heat removal technically useful, because the area in which the heat transfer takes place in the circulating cooling medium, the heat source with respect to their heat input surface in the heat-conducting directly opposite and essentially no, causes the thermal resistance increasing deflection or narrowing of the heat flux in the area of the conductive heat transport. The same reasoning applies to gaseous cooling media. So is from the disclosure WO 2004/061 957 A1 a heat transfer device is known in which the heat is released via a channel structure below the laser diode element to a gaseous cooling medium.

Im Gegensatz dazu weist die in der Offenlegungsschrift GB 2 412 476 A offenbarte, gattungsfremde Wärmeübertragungsanordnung eine Kanalstuktur auf, die aus nicht-thermischen Gründen vollständig außerhalb der Projektion einer wärmeerzeugenden Flüssigkristalltafel in zu ihren Kontaktflächen senkrechter Richtung angeordnet ist, weil eine in dieser Projektion liegende Kanalstruktur beziehungsweise ein in dieser Projektion fließendes Kühlmedium die Eigenschaften von durch die Flüssigkristalltafel hindurchtretenden Lichtes nachteilig beeinflussen würde.In contrast, in the published patent application GB 2 412 476 A discloses a generic heat transfer assembly on a channel structure, which is arranged for non-thermal reasons completely outside the projection of a heat-generating liquid crystal panel in their direction perpendicular to their contact surfaces, because a lying in this projection channel structure or flowing in this projection cooling medium the properties of the liquid crystal panel passing through light would adversely affect.

Bei den gattungsgemäßen Wärmeübertragungsvorrichtungen für Halbleiterbauelemente weisen jedoch weder die Wärmequelle noch der an die Wärmequelle angeschlossene Wärmeleitbereich der Wärmeübertragungsvorrichtung eine solche optische Transparenz auf, so daß bei ihrer konvektiven Kühlung keine Anordnung der Wärmeübertragungsstruktur vollständig außerhalb der besagten Projektion geboten ist.at the generic heat transfer devices for semiconductor devices However, neither the heat source nor the heat source connected Wärmeleitbereich the heat transfer device Such optical transparency, so that in their convective cooling no Arrangement of the heat transfer structure Completely outside the said projection is required.

Im rein konduktiv kühlenden Fall dagegen besitzt der Wärmeleitkörper prinzipiell keine Möglichkeit der konvektiven Wärmeabgabe an ein Kühlmittel. Die konvektive Wärmeabgabe an Kühlmittel muß von außen her durch eine entsprechend ausgebildete Wärmeabfuhrvorrichtung geschaffen werden, die die Wärme vom Wärmeleitkörper aufnimmt und über eine Wärmeübertragungsstruktur an ein Kühlmittel abgibt.In the purely conductive cooling case, however, the heat-conducting body in principle has no possibility of convective heat release to a coolant. The convective heat transfer to the coolant must be provided from the outside by a suitably designed heat removal device, which receives the heat from the heat conducting body and a heat transfer structure to a coolant emits.

Dem gegenüber liegt in einem konvektiv gekühlten Wärmeleitkörper die Wärmeabgabe an ein Kühlmittel im Wärmeleitkörper selbst vor.the across from lies in a convectively cooled Wärmeleitkörper the heat to a coolant in the heat-conducting body itself in front.

Wärmeleitkörper gemäß dem Stand der Technik sind entweder konduktiv oder konvektiv kühlend verwendbar. Konduktiv kühlenden Wärmeleitkörpern fehlt die Kanalstruktur bzw. fehlen die Mikrokanäle für die konvektive Kühlung und bei konvektiv kühlenden Wärmeleitkörpern liegen die Mikrokanäle, die das Wärmetransportfluid führen, in einem Wärmeflußpfad, der bei rein konduktiver Nutzung der konvektiv kühlenden Wärmeleitkörper einen gegenüber den konduktiv kühlenden Wärmeleitkörpern deutlich erhöhten thermischen Widerstand verursachen würde. Oftmals ist jedoch bei der Herstellung einer Wärmeübertragungsvorrichtung, insbesondere einer Diodenlaserkomponente, und vor seiner eventuellen Integration in ein System aus mehreren Diodenlaserkomponenten und/oder in ein Modul noch nicht bekannt, welche Wärmeabfuhrpfade und/oder -technik letztendlich vom Anwender gewählt werden wird, insbesondere dann, wenn die Wahl hinsichtlich zweier verschiedener Kühlmittel, beispielsweise Luft und Wasser erfolgen soll.Wärmeleitkörper according to the state The technique can be used either conductively or convectively cooling. Conductive cooling Wärmeleitkörpern missing the channel structure or missing the microchannels for convective cooling and at convective cooling Wärmeleitkörpern lie the microchannels that the heat transfer fluid to lead, in a heat flow path, the in the case of purely conductive use of the convectively cooling heat-conducting body, one is conductive to the conductive one cooling Wärmeleitkörpern clear increased would cause thermal resistance. Often, however, is at the manufacture of a heat transfer device, in particular a diode laser component, and before its eventual integration in a system of several diode laser components and / or in a Module not yet known which heat removal paths and / or technique ultimately chosen by the user will be, especially if the choice of two different Coolant, For example, air and water should be done.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Wärmeübertragungsvorrichtung mit einem Wärmeleitkörper vorzusehen, wobei der Wärmeleitkörper für die Kühlung eines Halbleiterbauelements universell und kühlungstechnisch polyvalent, das heißt konvektiv und/oder konduktiv kühlend, verwendbar ist. Ferner ist während der Herstellung der Wärmeübertragungsvorrichtung ein Verfahren zum Durchführen von Funktionstests zu realisieren, das während eines Testbetriebs des Halbleiterbauelementes ein sich vom Anwendungsbetrieb unterscheidendes Wärmeübertragungsverfahren verwendet, welches sich hinsichtlich seines thermischen Widerstands nur unwesentlich oder höchstens geringfügig von dem im Anwendungsbetrieb verwendeten Wärmeübertragungsverfahren unterscheidet.It Object of the invention, a heat transfer device with to provide a heat conducting body, wherein the heat conducting body for the cooling of a Semiconductor component universal and cooling technology polyvalent, this means convective and / or conductive cooling, is usable. Furthermore, during the manufacture of the heat transfer device a method for performing Functional tests to be carried out during a test operation of the Semiconductor device is a different from the application operation Heat transfer process used, which is in terms of its thermal resistance only insignificant or at most slight different from the heat transfer method used in the application mode.

Die Aufgabe wird mit den Merkmalen der Ansprüche 1 und 63 bis 65 gelöst.The The object is achieved with the features of claims 1 and 63 to 65.

Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand von Unteransprüchen.advantageous Embodiments are the subject of dependent claims.

Gemäß Anspruch 1 weist eine Wärmeübertragungsvorrichtung mindestens ein Halbleiterbauelement und einen Wärmeleitkörper auf. Das Halbleiterbauelement ist hierbei ein elektrisches, elektro-optisches, opto-elektrisches oder opto-optisches Bauelement, das zumindest einen im Betrieb des Bauelementes wärmeerzeugenden pn-Übergang aufweist, wobei die Funktion der Wärmeübertragungsvorrichtung unabhängig von der Art des Entstehungsmechanismus der Wärme ist. Als besonders vorteilhaft hat sich die Wärmeübertragungsvorrichtung für Laserdiodenelemente oder Hochleistungsleuchtdioden erwiesen. Im Folgenden wird stellvertretend für Hochleistungsleuchtdioden auf Laserdiodenelemente Bezug genommen.According to claim 1 has a heat transfer device at least one semiconductor component and a heat-conducting body. The semiconductor device Here is an electrical, electro-optical, opto-electrical or opto-optical component, the at least one in operation of the Component heat-producing pn junction wherein the function of the heat transfer device is independent of the nature of the mechanism of heat generation. As a particularly advantageous the heat transfer device for laser diode elements or high power light emitting diodes. The following will be representative for high power light emitting diodes referred to laser diode elements.

Der Wärmeleitkörper der Wärmeübertragungsvorrichtung weist mindestens eine Aufnahmefläche zur stoffschlüssigen Verbindung mit wenigstens einer Kontaktfläche von mindestens einem Halbleiterbauelement auf. Abhängig vom Halbleiterbauelement und vom beabsichtigten Einsatzbereich sind verschiedene Ausbildungen der Aufnahmefläche denkbar. Im Folgenden wird zur Vereinfachung teilweise nur von der Aufnahmefläche gesprochen. Damit soll aber auch die Option von mehreren Aufnahmeflächen gemeint sein. Zur Kühlung mehrerer Halbleiterelemente, beispielsweise von Einzelleuchtdioden, die Licht in verschiedenen Frequenzbereichen des sichtbaren Farbspektrums emittieren, oder Laserdiodenelementen, die Licht in verschiedenen Frequenzbereichen des nahen Infrarots und/oder Ultravioletts emittieren, kann es zudem vorteilhaft sein, mehrere Aufnahmeflächen auf einem einzigen Wärmeleitkörper bereitzustellen. Auch die Form, Beschaffenheit und das Material der Aufnahmefläche kann je nach Montagefläche des Halbleiterbauelements variieren.Of the Wärmeleitkörper the Heat transfer device has at least one receiving surface for cohesive Connection with at least one contact surface of at least one semiconductor component on. Dependent of the semiconductor device and the intended field of use various configurations of the receiving surface conceivable. The following will be For reasons of simplification, in part only spoken of the receiving area. In order to but also meant the option of multiple recording areas be. For cooling a plurality of semiconductor elements, for example of individual light-emitting diodes, the light in different frequency ranges of the visible color spectrum emit, or laser diode elements, the light in different frequency ranges In addition, it can also emit. Near infrared and / or ultraviolet be advantageous to provide multiple receiving surfaces on a single heat conducting body. Also, the shape, texture and the material of the receiving surface can depending on the mounting surface of the semiconductor device vary.

Das Halbleiterbauelement ist mittels eines aus einer Vielzahl verschiedener möglicher Verbindungsverfahren mit der Aufnahmefläche des Wärmeleitkörpers stoffschlüssig mit der Aufnahmefläche des Wärmeleitkörpers verbunden.The Semiconductor device is by means of one of a variety of different potential Connection method with the receiving surface of the Wärmeleitkörpers cohesively with the receiving surface connected to the heat conducting body.

Die stoffschlüssige Verbindung ist die erfindungsgemäße Voraussetzung für einen optimalen Wärmeübergang zwischen Halbleiterbauelement und Wärmeleitkörper, weil nicht stoffschlüssige Verbindungen stets an einem durch Hohlraumeinschlüsse behinderten Wärmeübergang leiden.The cohesive Compound is the prerequisite according to the invention for one optimal heat transfer between the semiconductor device and heat conducting body, because non-material connections always on a disabled by cavity inclusions heat transfer Suffer.

Zu den bevorzugten stoffschlüssigen Verbindungsverfahren zählt insbesondere das Löten, das eine entsprechende Vorbehandlung der Aufnahmefläche des Wärmeleitkörpers und/oder der Montagefläche des Halbleiterbauelementes erfordert. Zu diesen Vorbehandlungen zählen Oberflächeneinebnungsverfahren, Reinigungsverfahren und Verfahren zur Beschichtung mit haftvermittelnden, diffusionsbeschränkenden, schützenden und/oder benetzungsförderlichen Materialien, insbesondere metallischer Natur. Das Lot selbst ist vor dem Verbindungsprozess auf einen der Verbindungspartner aufgebracht oder ist separat zwischen die Verbindungspartner eingebracht.To the preferred cohesive Connection method counts especially soldering, a corresponding pretreatment of the receiving surface of the Wärmeleitkörpers and / or the mounting surface of the semiconductor device requires. To these pretreatments counting Oberflächeneinebnungsverfahren, Cleaning method and method for coating with adhesion-promoting, diffusion-limiting, protected and / or wetting-promoting Materials, in particular metallic nature. The lot itself is applied to one of the connection partners before the connection process or is introduced separately between the connection partners.

Besonders vorteilhaft haben sich Wärmeübertragungsvorrichtungen erwiesen, deren Laserdiodenelemente mit der epitaxieseitigen Kontaktfläche im Bereich der Aufnahmefläche des Wärmeleitkörpers befestigt sind. Ein Laser- oder Leuchtdiodenelement kann aber selbstverständlich auch substratseitig auf der Aufnahmefläche des Wärmeleitkörpers angeordnet sein.Heat transfer devices have proved to be particularly advantageous, the laser Dio The elements are attached to the epitaxial-side contact surface in the region of the receiving surface of the Wärmeleitkörpers. Of course, a laser or light-emitting diode element can also be arranged on the substrate side on the receiving surface of the heat-conducting body.

Der Wärmeleitkörper weist zudem als Wärmeübertragungsstruktur mindestens eine Kanalstruktur auf. Der Begriff „Kanalstruktur" umfasst dabei alle Arten von Hohlräumen im Wärmeleitkörper, in die ein flüssiges Kühlmittel eingebracht und aus der ein flüssiges Kühlmittel abgeführt werden kann. Dazu zählen zunächst ein einfacher Kanal in Form einer durchgängigen Bohrung im Wärmeleitkörper und darüber hinaus ausdrücklich und insbesondere auch alle Arten von Hohlraumstrukturen, die eine zur effizienten konvektiven Wärmeübertragung vergrößerte Oberfläche in einem selektiven Bereich des Wärmeleitkörpers aufweisen,. Derartige Hohlraumstrukturen sind beispielsweise Anordnungen von einzelnen und/oder sich verzweigenden bewusst positionierten (Mikro-)Kanälen, beispielsweise hergestellt durch Schichtung von Platten mit Ausnehmungen, poröse Strukturen mit zufälliger Hohlraumverteilung, beispielsweise in Sinterkörpern, Porenkanäle, sowie Kühlrippenreihen oder Kühlsäulenfelder an einer inneren Oberfläche des Wärmeleitkörpers. Die Kanäle können zum Beispiel durch Aussparungen oder Ätzen ausgebildet werden. Zur Beschickung des Kanals oder der Kanalstruktur mit einem flüssigen Kühlmittel weist der Wärmeleitkörper vorzugsweise wenigstens eine Zulauföffnung auf, die mit dem Kanal oder der Kanalstruktur in Verbindung steht. Zur Ableitung des flüssigen Kühlmittels aus dem Kanal oder der Kanalstruktur weist der Wärmeleitkörper vorzugsweise wenigstens eine Ablauföffnung auf, die mit dem Kanal oder der Kanalstruktur in Verbindung steht. Flüssigkeit, die durch die Kanalstruktur des Wärmeleitkörpers fließt, nimmt die im Betrieb vom Halbleiterbauelement erzeugten Wärme auf und führt diese anschließend ab.Of the Heat-conducting body has also as a heat transfer structure at least one channel structure. The term "channel structure" includes all Types of cavities in the heat-conducting body, in the a liquid coolant introduced and made a liquid coolant dissipated can be. These include first a simple channel in the form of a continuous bore in the heat conducting body and beyond expressly and in particular also all types of cavity structures that have a for efficient convective heat transfer enlarged surface in one have selective region of the Wärmeleitkörpers ,. Such cavity structures are, for example, arrangements of single and / or branching consciously positioned (micro) channels, for example manufactured by layering plates with recesses, porous structures with random Cavity distribution, for example in sintered bodies, pore channels, and rows of cooling fins or cooling column fields on an inner surface the Wärmeleitkörpers. The Channels can be used for Example be formed by recesses or etching. to Charging the duct or duct structure with a liquid coolant The heat-conducting body preferably has at least one inlet opening which communicates with the channel or the channel structure. For the derivation of the liquid refrigerant From the channel or the channel structure, the heat-conducting body preferably at least a drain hole which communicates with the channel or the channel structure. Liquid, which flows through the channel structure of the Wärmeleitkörpers, which takes in operation of the semiconductor device generated heat up and leading this subsequently from.

Die Wärmeübertragungsvorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeleitkörper sowohl konvektiv kühlend als auch konduktiv kühlend einsetzbar ist. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass mindestens ein Kanal bzw. eine Kanalstruktur vollständig außerhalb der einer sich senkrecht zur Kontaktfläche erstreckenden Wärmequellenprojektion des bauelementspezifisch funktionsprinzipbedingten integralen Wärmequellenbereiches des mit dem Wärmeleitkörper in stoffschlüssiger Verbindung stehenden Halbleiterbauelementes angeordnet ist und somit nicht im Bereich des Hauptwärmeflusses im rein konduktiv gekühlten Fall liegt. Der genannte Wärmequellenbereich umfaßt alle im Betrieb des Halbleiterbauelementes genutzten pn-Übergänge und damit die Hauptwärmequellen des Halbleiterbauelementes. Die Ausdehnung des Wärmequellenbereiches kann sich minimal auf das kleinstmögliche Einschlußvolumen für alle wärmeerzeugenden pn-Übergänge im Halbleiterbauelement beschränken oder sich vollständig über das gesamte Volumen des Halbleiterbauelementes erstrecken. Bei der Existenz von mehreren Halbleiterbauelementen kann sich der erfindungsgemäße Wärmequellenbereich über die pn-Übergänge von zwei oder mehr Halbleiterbauelementen erstrecken oder maximal vollständig über ein, alle Halbleiterbauelemente umfassendes Volumen.The Heat transfer device is characterized in that the heat-conducting body both convective cooling as also conductive cooling use is. This is achieved according to the invention by that at least one channel or channel structure completely outside that of a heat source projection extending perpendicular to the contact surface of the component-specific functional principle-related integral heat source region of the with the heat-conducting body in material-fit Compound semiconductor device is arranged and thus not in the area of the main heat flow in the purely conductive cooled Case lies. The named heat source area comprises all used in the operation of the semiconductor device pn junctions and with it the main heat sources of the semiconductor device. The expansion of the heat source area may be minimal on the smallest possible inclusion volume for all heat-generating pn junctions in the semiconductor device restrict or completely over that extend entire volume of the semiconductor device. In existence of a plurality of semiconductor devices, the heat source region according to the invention on the pn transitions from two or more semiconductor devices extend or at most completely over, all volume of semiconductor devices.

Mit der erfindungsgemäßen Anordnung des Kanals oder der Kanalstruktur vollständig außerhalb der genannten erfindungsgemäßen Wärmequellenprojektion lässt sich im konduktiv gekühlten Fall ein thermischer Widerstand erzielen, der nur wenig von der einer Wärmeübertragungsvorrichtung abweicht, deren Wärmeableitanordnung keine Hohlräume – insbesondere keine kühlmittelführenden(Mikro- oder Poren-)Kanäle – aufweist. Da der an sich etwas schlechter wärmeleitfähige, weil mit Hohlräumen versehene Bereich zur erzwungenen konvektiven Wärmeübertragung vorzugsweise ganz in der Nähe des von zur erzwungenen konvektiven Wärmeübertragung in fluiddurchströmten Hohlräumen ausgesparten Bereiches in den Wärmeleitkörper eingebracht werden kann, ist auch im Fall der konvektiven Kühlung des Wärmeleitkörpers nur ein wenig höherer thermischer Widerstand zu erwarten als bei Mikrokanalwärmesenken nach dem Stand der Technik.With the inventive arrangement the channel or the channel structure completely outside of said heat source projection according to the invention let yourself in the conductively cooled Achieve thermal resistance that is only slightly different from the a heat transfer device deviates, the heat dissipation arrangement no cavities - especially no coolant-carrying (micro- or pore) channels. Since the in itself slightly less thermally conductive, because provided with cavities Area for forced convective heat transfer preferably completely near the recessed from the forced convective heat transfer in fluid cavities Area are introduced into the heat conducting body can, is even in the case of convective cooling of the Wärmeleitkörpers only a little higher thermal Resistance to be expected as in Mikrokanalwärmesenken after the state of Technology.

Durch einen vollständigen Verzicht auf Kanäle oder Kanalstrukturen in der Wärmequellenprojektion des Halbleiterelements im Wärmeleitkörper ist der thermische Widerstand für einen Wärmefluß durch den Wärmeleitkörper zumindest lokal minimiert. Dies ist jedoch nicht mit einem Verzicht von Kanälen bzw. Kanalstrukturen im restlichen Wärmeleitkörper zu verwechseln. Nur der für die konduktive Kühlung besonders wichtige Bereich – der Bereich innerhalb der Wärmequellenprojektion – ist von Kanälen bzw. Kanalstrukturen frei.By a complete one Abandonment of channels or channel structures in the heat source projection of the semiconductor element in the heat conducting body the thermal resistance for a heat flow through the Wärmeleitkörper at least minimized locally. However, this is not a waiver of channels or channel structures to be confused in the remaining heat conducting body. Only for the conductive cooling particularly important area - the Area within the heat source projection - is from channels or channel structures free.

Neben den zur Kühlung verwendeten Kanalstrukturen ist es zudem wünschenswert, dass auch keine sonstigen Hohlräume und/oder Verunreinigungen im Projektionsbereich vorhanden sind; und bis auf eine werkstoffbedingt mögliche Restporosität weist der Wärmeleitkörper vorzugsweise keine Hohlräume auf, die innerhalb der Projektion liegen.Next for cooling It is also desirable that no channel structures be used other cavities and / or impurities are present in the projection area; and has up to a material-related possible residual porosity the heat conducting body preferably no cavities which lie within the projection.

Hinsichtlich der Verbindung zwischen Aufnahme- und Kontaktfläche ist hervorzuheben, daß die stoffschlüssige Verbindung der Aufnahmefläche des Wärmeleitkörpers mit der Kontaktfläche des Halbleiterbauelementes aus einer einzigen Fügezone bestehen kann, wobei die Aufnahmefläche des Wärmeleitkörpers im wesentlichen parallel zu Kontaktfläche des Halbleiterbauelementes ist.Regarding the connection between the receiving and contact surface is to emphasize that the cohesive connection the receiving surface of the Wärmeleitkörpers with the contact surface of the semiconductor device may consist of a single joint zone, wherein the receiving surface of the heat conducting body in substantially parallel to the contact surface of the semiconductor device is.

Andererseites kann die stoffschlüssige Verbindung der Aufnahmefläche des Wärmeleitkörpers mit der Kontaktfläche des Halbleiterbauelementes einen Zwischenkörper aufweisen, der sowohl über eine erste Fügezone mit der Aufnahmefläche des Wärmeleitkörpers stoffschlüssig verbunden ist als auch über eine zweite Fügezone mit der Kontaktfläche des Halbleiterbauelementes stoffschlüssig verbunden ist.On the other Seites can the cohesive Connection of the receiving surface the Wärmeleitkörpers with the contact surface of the semiconductor component have an intermediate body, which has both a first joint zone with the receiving surface the Wärmeleitkörpers cohesively connected is as well over one second joining zone with the contact surface the semiconductor device is materially connected.

Dabei können die erste und die zweite Fügezone zueinander im wesentlichen parallel liegen und auf einander gegenüberliegenden Seiten des Zwischenkörpers angeordnet sein. Die erste und die zweite Fügezone können auch zueinander im wesentlichen senkrecht angeordnet sein. Damit sind auch die Kontaktfläche des Halbleiterbauelementes und die Aufnahmefläche des Wärmeleitkörpers im wesentlichen senkrecht zueinander angeordnet, wobei der Wärmeleitkörper vollständig außerhalb der Wärmequellenprojektion des Halbleiterbauelementes liegen kann.there can the first and the second joining zone are substantially parallel to each other and to each other Sides of the intermediate body be arranged. The first and second joining zones may also be substantially one another be arranged vertically. So are the contact surface of the Semiconductor component and the receiving surface of the Wärmeleitkörpers substantially perpendicular arranged to each other, wherein the heat-conducting body completely outside the heat source projection of the semiconductor device may be.

Dabei ist es nur eine Frage der Reihenfolge der einzelnen Fügeschritte, ob der Zwischenkörper ein Teil des Wärmeleitkörpers sein kann: Wird der Zwischenkörper in einem ersten Fügeschritt stoffschlüssig mit dem Halbleiterbauelement verbunden, und wird dieser Verbund aus Halbleiterbauelement und Zwischenkörper in einem zweiten Fügeschritt stoffschlüssig mit dem Wärmeleitkörper verbunden, so kann der Zwischenkörper als separater Körper betrachtet werden. Wird der Zwischenkörper hingegen im ersten Fügeschritt mit dem Wärmeleitkörper verbunden, so kann der Zwischenkörper als Teil des Wärmeleitkörpers angesehen werden, wobei in diesem Fall die Aufnahmefläche zur stoffschlüssigen Verbindung mit der Kontaktfläche des Halbleiterbauelementes auf dem Zwischenkörper angeordnet ist. Hinsichtlich der geometrischen Anordnung der Körper zueinander ist das Ergebnis unabhängig von der Reihenfolge der Fügeschritte. In allen Fällen ist die Kanalstruktur des Wärmeleitkörpers außerhalb der Wärmequellenprojektion des Halbleiterbauelementes angeordnet.there it is only a question of the order of the individual joining steps, whether the intermediate body a Be part of the Wärmeleitkörpers can: becomes the intermediate body in a first joining step cohesively connected to the semiconductor device, and becomes this composite of semiconductor component and intermediate body in a second Joining step cohesively with connected to the heat conducting body, so can the intermediate body as a separate body to be viewed as. If the intermediate body, however, in the first joining step connected to the heat conducting body, so can the intermediate body considered as part of the Wärmeleitkörpers be, in which case the receiving surface for cohesive connection with the contact surface of the semiconductor component is arranged on the intermediate body. Regarding the geometric arrangement of the bodies to each other is the result independently from the order of the joining steps. In all cases is the channel structure of the heat conducting body outside the heat source projection arranged of the semiconductor device.

Einen wesentlichen, fertigungstechnischen, Vorteil erfährt die Erfindung dadurch, daß eine mögliche Abdeckung der Kanalstruktur abseits der Projektion des Halbleiterbauelementes nicht elektrisch oder thermisch leitfähig sein muß, weil die Abdeckung nicht notwendigerweise Wärme vom Halbleiterbauelement in die Kanalstruktur leiten muß. Anders als im Stand der Technik, in dem Kanäle zur ungehinderten Wärmeaufnahme in der Projektion des Halbleiterbauelementes liegen und damit notwendigerweise eine Abdeckung zwischen Kanalstruktur und Halbleiterbauelement zum Schutz des Halbleiterbauelemtes vor Kontakt mit dem Kühlmittel vorhanden sein muß, kommt die Erfindung auch gänzlich ohne eine Abdeckung der Kanalstruktur aus, wenn Kühlmittelzu- und abbführkörper direkt an die Kanalstruktur angeschlossen und am Wärmeleitkörper befestigt werden.a essential, manufacturing technology, advantage of the invention, that one possible Cover the channel structure away from the projection of the semiconductor device does not have to be electrically or thermally conductive because the cover is not necessarily heat must conduct from the semiconductor device in the channel structure. Different as in the prior art, in the channels for unhindered heat absorption lie in the projection of the semiconductor device and thus necessarily a cover between the channel structure and the semiconductor device for Protection of the semiconductor device from contact with the coolant must be present, comes the invention also entirely without a cover of the channel structure, if coolant supply and dismantling body directly connected to the channel structure and attached to the heat conduction body.

Die erfindungsgemäße Wärmeübertragungsvorrichtung ist zusätzlich dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeleitkörper wenigstens eine Anbindungsfläche für einen konduktiven Wärmeübergang an wenigstens einen Wärmeabfuhrkörper aufweist.The Heat transfer device according to the invention is additional characterized in that the heat-conducting body at least one attachment surface for a conductive heat transfer has at least one heat dissipation body.

Der Wärmeabfuhrkörper kann seinerseits als Teil einer Wärmeabfuhrvorrichtung aufgefaßt werden, die mit dem Wärmeleitkörper in thermischer Verbindung steht, wobei der Wärmeabfuhrkörper die Wärme, die er von Wärmeleitkörper aufnimmt, über eine Wärmeübertragungsstruktur an ein Kühlmittel abgibt, das durch die Wärmeübertragungsstruktur strömt. Damit dient der Wärmeabfuhrkörper erfindungsgemäß einer zum Wärmeleitkörper alternativen oder zusätzlichen Wärmeabfuhr.Of the Heat removal body can in turn as part of a heat dissipation device conceived be with the heat conductor in thermal connection is, wherein the heat dissipation body, the heat, which it receives from Wärmeleitkörper, via a Heat transfer structure to a coolant, which flows through the heat transfer structure. In order to serves the heat dissipation body according to the invention a to the heat conducting alternative or additional Heat dissipation.

Dabei kann die Wärmeübertragung von dem Wärmeleitkörper an den Wärmeabfuhrkörper sowohl unmittelbar (direkt) und ohne einen weiteren Zwischenkörper als auch mittelbar (indirekt) über einen oder mehrere Zwischenkörper erfolgen. Beispielsweise kann ein Wärmeaufnahmekörper, der in direktem Kontakt mit dem Wärmeleitkörper steht, die Wärme spreizen und gespreizt an den Wärmeabfuhrkörper übertragen.there can heat transfer from the heat-conducting body the heat sink both directly (directly) and without another intermediate body as well as indirectly (indirectly) over one or several intermediate bodies respectively. For example, a heat receiving body, the is in direct contact with the heat conducting body, the heat spread and spread spread to the heat dissipation body.

Bevorzugt ist die thermische Verbindung zwischen der Anbindungsfläche des Wärmeleitkörpers und der Wärmeübertragungsstruktur des Wärmeabfuhrkörpers durchgängig stoffschlüssig. Je nach Anzahl der Zwischenkörper befinden sich in diesem Fall eine (kein Zwischenkörper) oder mehrere (ein oder mehrere Zwischenkörper) Fügezone(n) zwischen dem Wärmeleitkörper und dem Wärmeabfuhrkörper.Prefers is the thermal connection between the connection surface of the Wärmeleitkörpers and the heat transfer structure the heat dissipation body consistently cohesively. ever by number of intermediate bodies are in this case a (no intermediate body) or a plurality of (one or more intermediate body) joining zone (s) between the heat conducting body and the heat dissipation body.

Eine stoffschlüssige Verbindung ist die beste Voraussetzung für einen optimalen Wärmeübergang zwischen Wärmeleitkörper und Wärmeabfuhrkörper, weil nicht stoffschlüssige Verbindungen stets an einem durch Hohlraumeinschlüsse behinderten Wärmeübergang leiden.A cohesive Connection is the best condition for optimal heat transfer between Wärmeleitkörper and Heat dissipation body, because non-cohesive Connections always at a hampered by voids Heat transfer Suffer.

Nun kann durch eine stoffschlüssige Verbindung von Wärmeabfuhrkörper und Wärmeleitkörper der Wärmeabfuhrkörper als Teil des Wärmeleitkörpers angesehen werden. Erfindungswesentlich ist in diesem Zusammenhang die Tatsache, daß beide Körper vor dem Verbindungsprozeß separat vorliegen und beide Körper unabhängig voneinander die Wärmeleitung an eine speziell jeweils ihnen zugeordnete Wärmeübertragungsstruktur für einen konvektiven Wärmeübergang an ein Kühlmittel gewährleisten können.Now can by a cohesive Connection of heat dissipation body and Wärmeleitkörper the Heat removal body as Part of the Wärmeleitkörpers considered become. Essential to the invention in this context is the fact that both bodies are before the connection process separately present and both bodies independently from each other the heat conduction to a specially assigned to each heat transfer structure for a convective heat transfer to a coolant can guarantee.

Im Falle der Verwendung eines wärmespreizenden Wärmeaufnahmekörpers als Zwischenkörper muß bei ausreichender Wärmespreizung die Befestigung des Wärmeabfuhrkörpers am Wärmeaufnahmekörper nicht notwendigerweise stoffschlüssig sein. Dies trifft insbesondere dann zu, wenn eine Wärmeeintragsfläche des Wärmeaufnahmekörpers, die in stoffschlüssiger Verbindung mit der Anbindungsfläche des Wärmeleitkörpers steht, kleiner ist als eine Wärmeabgabefläche des Wärmeaufnahmekörpers, die in Kontakt mit dem Wärmeabfuhrkörper steht.In case of using a heat-free Zenden heat-absorbing body as an intermediate body, the attachment of the heat-dissipating body on the heat-absorbing body need not necessarily be cohesive with sufficient heat spread. This is particularly true when a heat input surface of the heat receiving body, which is in material connection with the connection surface of the heat conducting body, is smaller than a heat discharge surface of the heat receiving body, which is in contact with the heat dissipation body.

Erfindungsgemäß ist der Wärmeabfuhrkörper der Wärmeübertragungsvorrichtung eine zum Wärmeleitkörper alternative oder optionale Wärmesenke mit konvektiver Wärmeabfuhr. Der Begriff der Wärmesenke umfaßt im Sinne der Erfindung alle Arten von Vorrichtungen, die wenigstens eine zur Wärmeübertragung an ein strömendes flüssiges oder gasförmiges Kühlmittel besonders ausgebildete Wärmeübertragungsstruktur aufweisen, wobei ein die Kühlmittelströmung bildender Kühlmittelkreislauf offen oder geschlossen sein kann. Zu diesen Wärmesenken zählen beispielsweise offene luftumströmte Rippenkühler und wasserdurchflossene Mikrokanalwärmesenken. Verdampfungkühlseinrichtungen, beispielsweise Spray-Kühler oder Wärmerohre, können Wärmesenken mit integrierten geschlossenen Kühlmittelkreisläufen sein, die die Wärme im allgemeinen an einen Kühlkörper mit Wärmeübertragung an einen offenen Kühlmittelkreislauf abgeben. Alternativ sind Kombinationen der beschriebenen Wärmesenken möglich.According to the invention Heat dissipation body of the Heat transfer device an alternative to the heat-conducting body or optional heat sink with convective heat dissipation. The term heat sink comprises in the sense of the invention, all kinds of devices, at least one for heat transfer to a streaming one liquid or gaseous coolant specially designed heat transfer structure having a coolant flow forming the Coolant circuit can be open or closed. These heat sinks include, for example, open ones aircooled ribcooler and water-carrying microchannel heat sinks. Evaporative cooling equipment, for example spray cooler or heat pipes, can heat sink be with integrated closed coolant circuits, the heat in general, to a heat sink with heat transfer to an open coolant circuit submit. Alternatively, combinations of the described heat sinks are possible.

Zwischen dem Wärmeleitkörper und der Wärmeübertragungsstruktur des Wärmeabfuhrkörpers können ein Peltierelement oder mehrere zu einem Peltiermodul elektrisch seriell und/oder parallel geschaltete Peltierelemente angeordnet sein, die eine elektrisch erzeugte Temperaturdifferenz in die Wärmeübertragungsvorrichtung einbringen. Besonders bevorzugt ist ein Peltiermodul, das in den Wärmeabfuhrkörper integriert ist.Between the heat-conducting body and the heat transfer structure of the heat dissipation body can Peltier element or more electrically serial to a Peltier module and / or Peltierelemente connected in parallel, which are a introduce electrically generated temperature difference in the heat transfer device. Particularly preferred is a Peltier module, which integrates into the heat dissipation body is.

Die Wärmeabfuhr aus der erfindungsgemäßen Wärmeübertragungsvorrichtung geschieht erfindungsgemäß durch die Wärmeübertragung an wenigstens ein Kühlmittel.The heat dissipation from the heat transfer device according to the invention happens according to the invention by the heat transfer to at least one coolant.

Die erfindungsgemäße Wärmeübertragungsvorrichtung gestattet eine je nach Bedarfsfall wählbare, ausreichende Wärmeabfuhr zur Kühlung des Halbleiterbauelements über den Wärmeleitkörper mit Abgabe der Wärme an ein erstes, vorzugsweise flüssiges, Kühlmittel, beispielsweise Wasser, oder über den Wärmeabfuhrkörper mit Abgabe der Wärme an ein zweites Kühlmittel, beispielsweise Luft.The Heat transfer device according to the invention allows a depending on the case selectable, sufficient heat dissipation for cooling the Semiconductor device via the heat-conducting body with Release of heat to a first, preferably liquid, Coolant, for example, water, or over the heat removal body with Release of heat to a second coolant, for example air.

Die Erfindung ermöglicht somit einen universellen Einsatz des Wärmeleitkörpers zum einen zur konduktiven Kühlung, die durch die Wärmeabgabe an den Wärmeabfuhrkörper gekennzeichnet ist, und zum anderen zur konvektiven Kühlung, die durch die Wärmeabgabe an das durch den Wärmeleitkörper strömende Kühlmittel gekennzeichnet ist, abhängig vom Einsatzbereich und/oder Anwenderwunsch. Ein weiterer Vorteil der Kombination von konduktiver und konvektiver Kühlung des Wärmeleitkörpers gestattet es beispielsweise im Falle einer nicht ausreichenden konvektiven Kühlung des Wärmeleitkörpers zusätzlich auf eine mögliche konvektive Kühlung im Wärmeabfuhrkörper zurückzugreifen und somit beide konvektiven Wärmeübertragungswege gleichzeitig einzusetzen, wodurch eine bessere Wärmeabfuhreigenschaft erzielt wird. Damit können beide Wärmeabfuhrpfade – jener im Wärmeleitkörper und jener im Wärmeabfuhrkörper – zur Wärmeabgabe an beide Kühlmittel genutzt werden. Besonders effizient ist die Wärmeübertragungsvorrichtung wenn sowohl das erste Kühlmittel als auch das zweite Kühlmittel ein Flüssigkeit, vorzugsweise Wasser, ist.The Invention allows thus a universal use of Wärmeleitkörpers on the one hand to the conductive Cooling, by the heat release the heat dissipation body characterized and, secondly, convective cooling caused by heat dissipation to the coolant flowing through the heat conducting body is characterized, depending on Application area and / or user request. Another advantage of Combination of conductive and convective cooling of the Wärmeleitkörpers allows, for example in the case of insufficient convective cooling of the Wärmeleitkörpers in addition to a possible convective cooling to resort in the heat removal body and thus both convective heat transfer paths use at the same time, whereby a better heat dissipation property achieved becomes. With that you can both heat removal paths - those in the heat conducting body and that in the heat dissipation body - for heat dissipation to both coolants be used. The heat transfer device is particularly efficient when both the first coolant as well as the second coolant a liquid, preferably water, is.

Darüber hinaus ermöglicht die Wärmeübertragungsvorrichtung die Verwendung eines seiner Form nach einfachen und kostengünstig herzustellenden Wärmeleitkörpers, der zur ausreichenden konvektiven Kühlung für Halbleiterbauelemente verwendbar ist, wobei der Anschluss des eine komplexere Wärmeübertragungsstruktur aufweisenden Wärmeabfuhrkörpers an den Wärmeleitkörper die Wärmeabfuhreigenschaften des Wärmeleitkörpers übertreffen kann.Furthermore allows the heat transfer device the use of one of its form after simple and inexpensive to produce Wärmeleitkörpers, the for sufficient convective cooling for semiconductor devices is usable, the connection of a more complex heat transfer structure having heat dissipation body on the Wärmeleitkörper the heat dissipation properties exceed the Wärmeleitkörpers can.

Beispielsweise kann der Wärmeabfuhrkörper eine Kanalstruktur enthalten, die in der Wärmequellenprojektion liegt. Außerdem kann die Kanalstruktur des Wärmeabfuhrkörpers Kanäle besitzen, in wenigstens einer Abmessungen senkrecht zur Strömungsrichtung beziehungsweise zur Kanallängsachse kleiner sind als die kleinste Abmessung von Kanälen in der Kanalstruktur des Wärmeleitkörpers. Darüber hinaus kann die Kanalstruktur des Wärmeabfuhrkörpers mehr Kanäle besitzen als die Kanalstruktur des Wärmeleitkörpers. Die beiden letzten Eigenschaften zusammengenommen sorgen damit für eine vergrößerte Wärmeeintragsfläche in das Kühlmittel und damit bei gleicher Strömungsgeschwindigkeit für einen besonders niedrigen thermischen Widerstand der Wärmeübertragungsvorrichtung. Tatsächlich kann der thermische Widerstand der Wärmeübertragungsvorrichtung im Zustand der konduktiven Kühlung des Wärmeleitkörpers niedriger sein als im Zustand der konvektiven Kühlung des Wärmeleitkörpers allein.For example the heat sink can a Contain channel structure that lies in the heat source projection. Furthermore the channel structure of the heat dissipation body can have channels in at least one dimension perpendicular to the flow direction or to the channel longitudinal axis are smaller than the smallest dimension of channels in the channel structure of the channel Thermal conductor. Furthermore can the channel structure of the heat dissipation body more channels own as the channel structure of the Wärmeleitkörpers. The last two properties taken together ensure that an enlarged heat input surface into the coolant and thus at the same flow rate for one particularly low thermal resistance of the heat transfer device. In fact, can the thermal resistance of the heat transfer device in the condition of conductive cooling be lower in the Wärmeleitkörpers as in the state of convective cooling the Wärmeleitkörpers alone.

Die Wärmequellenprojektion des Halbleiterbauelementes umfasst vorzugsweise den gesamten Bereich des Wärmeleitkörpers, der auf der Kontaktfläche gegenüberliegenden Seite ausgebildet ist. Insbesondere sei darauf verwiesen, dass die Breite des Halbleiterbauelementes nicht mit der Breite des Wärmeleitkörpers übereinstimmen muss, so dass natürlich auch eine Kanalstruktur seitlich – also rechts und links beziehungsweise vorne und hinten – im Wärmeleitkörper ausgebildet sein kann, ohne in der Projektion zu liegen.The heat source projection of the semiconductor component preferably comprises the entire region of the heat conduction body, which is formed on the opposite side of the contact surface. in the special be pointed out that the width of the semiconductor device does not have to match the width of the heat conduction, so that of course, a channel structure laterally - ie right and left or front and rear - may be formed in the heat conduction without lying in the projection.

Prinzipiell ist die Lage der Anbindungsfläche unabhängig von der Lage der Kontaktfläche und der Aufnahmefläche.in principle the location of the connection surface is independent of the position of the contact surface and the receiving surface.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung liegt die Anbindungsfläche zur konduktiven Wärmeübergabe an den Wärmeabfuhrkörper zumindest abschnittsweise innerhalb der Projektion des zumindest einen auf dem Wärmeleitkörper befestigten Halbleiterbauelementes, so dass die Wärme ohne Umweg, also möglichst direkt, an den Wärmeabfuhrkörper übertragbar ist. Ein erhöhter thermischer Widerstand durch Umlenkung oder Einengung der Wärmeflusstaille kann damit verhindert werden.at an advantageous embodiment, the connection surface is the conductive heat transfer at the heat removal body at least in sections within the projection of the at least one attached to the heat conducting body Semiconductor device, so that the heat without detour, so as possible directly, transferable to the heat dissipation body is. An elevated one thermal resistance due to deflection or narrowing of the heat flow waist can be prevented.

Liegt die Anbindungsfläche, beispielsweise aus aufbau- und/oder gestaltungstechnischen Gründen, senkrecht zur Kontaktfläche, so erfordert diese Lage eine Umlenkung des Wärmeflusses, die vorzugsweise mit einer Wärmespreizung einhergeht. Unabhängig von einer Wärmespreizung verursacht ein Wärmefluß mit Umlenkung immer einen höheren thermischen Widerstand als bei Wärmefluß ohne Umlenkung. Die Entscheidung für die wärmeleittechnisch ungünstigere Wärmeumlenkung stellt die die erfindungsgemäßen Vorzüge der Wärmeübertragungsvorrichtung jedoch nicht in Frage: Selbst wenn nach einer Umlenkung des Wärmeflusses die Wärme teilweise durch die Kanalstruktur im Wärmeleitkörper geführt werden, so ist jedoch das Umlenkungsgebiet im Wärmeleitkörper frei von Hohlräumen und gestattet eine Umlenkung ohne wärmeleittechnische Einschränkungen, die über die eigentliche Umlenkung hinausgehen.Lies the connection surface, for example, for structural and / or design reasons, vertically to the contact area, so this situation requires a deflection of the heat flow, preferably with a heat spread accompanied. Independently from a heat spread causes a heat flow with deflection always a higher thermal Resistance as in heat flow without deflection. The decision for the thermally conductive unfavorable heat deflection represents the advantages of the invention of the heat transfer device but not in question: even if after a deflection of the heat flow the heat partly be guided through the channel structure in the heat conducting body, However, the deflection area in the heat-conducting body is free of cavities and allowed a deflection without thermally conductive Restrictions, the above go beyond the actual redirection.

Vorzugsweise ist der Bereich des Wärmeleitkörpers frei von Hohlräumen, über den sich der wesentliche Teil des Wärmeflusses von der Aufnahmefläche zur Anbindungsfläche erstreckt. Geometrisch formuliert bedeutet dies, daß sich bei jeder winklig zur Kontaktfläche orientierten Anbindungsfläche die Wärmequellenprojektion im Wärmeleitkörper über das Halbleiterbauelement hinaus in Richtung der Anbindungsflächen bis zur Anbindungsfläche erstreckt.Preferably the area of the heat conducting body is free of cavities, over the the essential part of the heat flow from the receiving surface to the connection surface extends. Formulated geometrically, this means that at each angled to the contact surface oriented connection surface the heat source projection in the heat conducting body over the Semiconductor device out in the direction of the connection surfaces up to the connection surface extends.

Die beschriebene Wärmeübertragungsvorrichtung ist zur Kühlung von einer Vielzahl von verschiedenen Halbleiterbauelementen ausgelegt. Wie bereits angedeutet, ist die Anordnung besonders vorteilhaft für Laserdiodenelemente geeignet, wie beispielsweise Laserdioden oder Einzellaserbarren. Weitere Wärmequellen neben kanten- und oberflächenemittierenden Laserdioden oder Laserdiodenfeldern sind Leuchtdioden, Halbleiterschaltelemente sowie optisch gepumpte Halbleiterlaser und das Sonnenlicht absorbierende Solarzellen, wobei das Halbleitermaterial sowohl anorganisch als auch organisch sein kann. Grundsätzlich ist die Wärmeübertragungsvorrichtung aber zur Kühlung jeglicher Arten von Bauelementen verwendbar.The described heat transfer device is for cooling designed by a variety of different semiconductor devices. As already indicated, the arrangement is particularly advantageous for laser diode elements suitable, such as laser diodes or single-laser bars. Further heat sources in addition to edge and surface emitting Laser diodes or laser diode arrays are light emitting diodes, semiconductor switching elements and optically pumped semiconductor laser and sunlight absorbing Solar cells, wherein the semiconductor material both inorganic and can also be organic. in principle is the heat transfer device but for cooling suitable for all types of components.

Als besonders vorteilhaft hat sich auch eine Anordnung der Aufnahmefläche für die stoffschlüssige Montage von kantenemittierenden Laserdiodenelementen gezeigt, die eine gemeinsame Kante mit einer winklig zu ihr orientierten frontseitigen Stirnfläche des Wärmeleitkörper aufweist, wobei die Lichtaustrittsfläche des Laserdiodenelementes parallel zur frontseitigen Stirnfläche ausgerichtet ist und näherungsweise mit der Stirnfläche in einer Ebene liegt. Eine zur Aufnahmefläche geneigte frontseitige Stirnfläche gestattet die uneingeschränkte Ausbreitung der vom Laserdiodenelement emittierten Strahlenbündel zumindest in Teilabschnitten des Strahlenbündel, die im Strahlengang vor oder während der Strahlformung durch eine erstes, der Lichtemissionsfläche nachgeordneten, optisches Element angeordnet sind. Darüber hinaus können auch in Lichtemissionsrichtung auf der der Aufnahmefläche abgewandten Seite der Stirnfläche sich über die Aufnahmefläche heraus erstreckende Bereiche des Wärmeleitkörpers eine erfindungsgemäße Kanalstruktur zur konvektiven Wärmeübertragung enthalten.When Also particularly advantageous is an arrangement of the receiving surface for the cohesive assembly shown by edge-emitting laser diode elements having a common Edge with an angled towards her frontal face of the Having heat-conducting body, the light exit surface of the laser diode element aligned parallel to the front end face is and approximately with the face lies in one plane. A front surface inclined to the receiving surface allows the unrestricted Propagation of the beams emitted by the laser diode element at least in sections of the beam, in the beam path before or during the beam shaping by a first, the light emitting surface downstream, optical element are arranged. In addition, also can in light emission direction on the side facing away from the receiving surface of the end face over the receiving surface out extending portions of the Wärmeleitkörpers a channel structure according to the invention for convective heat transfer contain.

Der mindestens eine Kanal im Wärmeableitkörper ist vorzugsweise in einem Bereich unterhalb der Aufnahmeflächenebene nahe des Wärmeeintragsgebiets angeordnet.Of the at least one channel in the heat sink is preferably in a region below the receiving surface plane near the heat input area arranged.

Bevorzugt besteht eine Kanalstruktur aus einer Vielzahl von Kanälen, die zumindest abschnittsweise eine längliche Ausdehnung in Richtung einer Kanal-Längsachse als Bezugsachse für die Ausrichtung des Kanalabschnittes aufweisen.Prefers a channel structure consists of a plurality of channels, the at least in sections, an oblong Expansion in the direction of a channel longitudinal axis as a reference axis for alignment of the channel section.

Eine mögliche Ausgestaltung der Kanäle einer Kanalstruktur ist das zur Aufnahmefläche senkrechte Anordnen der Kanäle. Hierbei weist der Wärmeleitkörper an der Oberseite, also an der Aufnahmefläche, eine Zulauföffnung und an der Unterseite, also im Bereich der Anbindungsfläche, eine Ablauföffnung auf. Ein Kanal, der die beiden Öffnungen koppelt, erstreckt sich ausschließlich in einer Ebene, wobei die Ebene durch beide Öffnungen sowie senkrecht zur Aufnahmefläche und Anbindungsfläche verläuft.A possible Design of the channels a channel structure is perpendicular to the receiving surface arranging the Channels. Here, the heat-conducting body indicates the top, so at the receiving surface, an inlet opening and at the bottom, ie in the area of the connection surface, one drain hole on. A channel that couples the two openings, extends exclusively in a plane, the plane through both openings and perpendicular to receiving surface and connection area runs.

Die Zu- und Ablauföffnungen können vertauscht sein, wodurch sich die Flußrichtung des Kühlmittels umdreht. Alternativ können die Zu- und Ablauföffnungen nicht nur auf jeweils entgegen liegenden Seiten des Wärmeleitkörpers sondern auch auf nur einer einzigen Seite des Wärmeleitkörpers angeordnet sein.The inlet and outlet openings can be reversed, whereby the flow direction of the coolant turns over. Alternatively, the inlet and outlet openings can not only on each opposite sides of the heat-conducting body but also on be arranged only a single side of the Wärmeleitkörpers.

Bei der Ausbildung mehrerer Kanäle in einem Wärmeleitkörper ermöglicht ein paralleles Anordnen der Kanäle das Ausbilden einer Vielzahl von Kanälen auf sehr engem Raum. Unter der parallelen Anordnung der Kanäle ist hierbei die Parallelität der Ebenen, die durch die einzelnen Kanäle verlaufen, zu verstehen. Die Parallelität der Kanäle beschränkt sich nicht nur auf die vertikale Ausdehnung, sondern kann sich auch auf Kanäle, die in verschiedenen horizontalen, zur Aufnahmefläche parallelen, Ebenen ausgebildet sind, beziehen.at the training of several channels in a Wärmeleitkörper allows a parallel arrangement of the channels forming a plurality of channels in a very small space. Under the parallel arrangement of the channels Here is the parallelism the levels that run through each channel. The parallelism of the channels is limited not only on the vertical extent, but also can up Channels, in different horizontal, parallel to the receiving surface, Levels are formed, relate.

Jeder Kanal bzw. jede Kanalstruktur weist vorzugsweise mindestens einen Zulauf und mindestens einen Ablauf auf, die für die Zufuhr bzw. Abfuhr eines Kühlmittels verwendbar sind. Um die Integration der Wärmeübertragungsvorrichtung in ein Kühlmittelführungssystem zu erleichtern, ist es vorteilhaft, bei mehreren Kanälen in einem Wärmeleitkörper den Zulauf bzw. Ablauf zu einem gemeinsamen Zulauf und/oder einem gemeinsamen Ablauf zusammenzufassen. Ein solcher gemeinsamer Zulauf bzw. Ablauf kann hierbei durch zusätzliche Kanäle im Wärmeleitkörper ausgebildet sein. Besonders vorteilhaft hat sich zudem ein gemeinsamer Zulauf und Ablauf erwiesen, da durch eine einzige Zulauf- und Ablauföffnung leicht alle Kanäle mit einer Kühlmittelquelle bzw. -senke koppelbar sind.Everyone Channel or each channel structure preferably has at least one Inlet and at least one drain for the supply or discharge of a refrigerant are usable. To the integration of the heat transfer device in a Coolant circulation system To facilitate, it is advantageous to have multiple channels in one Wärmeleitkörper the inlet or sequence to a common feed and / or a common Summarize process. Such a common inlet or outlet can here by additional channels formed in the heat conducting body be. In addition, a common feed has a particularly advantageous and expiration, as easily through a single inlet and outlet opening all channels with a coolant source or sink are coupled.

Der Wärmeleitkörper ist aus einem einzigen oder einer Vielzahl von verschiedenen Materialien ausbildbar. Um eine besonders gute Wärmeabfuhreigenschaft zu erreichen, ist bei der Materialwahl auf einen niedrigen thermischen Widerstand bzw. eine gute thermische Leitfähigkeit zu achten. Das Material muss zudem das Ausbilden der Kanalstrukturen ermöglichen. Als besonders vorteilhaft haben sich Wärmeleitkörper aus Kupfer, Diamant oder einem Kohlenstoff-Verbundmaterial erwiesen. Kupfer beispielsweise bietet zudem den Vorteil elektrisch leitfähig zu sein und erlaubt somit, das darauf angebrachte Halbleiterbauelement mit elektrischem Strom zu versorgen. Diamant besitzt die höchste Wärmeleitfähig aller bekannten Festkörper in allen drei Raumrichtungen. Kohlenstoff-Verbundmaterialien, beispielsweise Diamant-Metall-Verbundwerkstoffe besitzen den Vorteil, daß ihre thermischen Ausdehnungskoeffizienten an den des Halbleiterbauelementes angepaßt werden können, was eine mechanisch spannungsarme stoffschlüssige Verbindung des Halbleiterbauelementes mit dem Wärmeleitkörper ermöglicht.Of the Wärmeleitkörper is Made from a single or a variety of different materials. For a particularly good heat dissipation property to reach, is in the choice of materials to a low thermal Resistance and a good thermal conductivity to pay attention. The material must also allow the formation of the channel structures. As a particularly advantageous have become heat-conducting body Copper, diamond or a carbon composite proved. Copper, for example, also offers the advantage of being electrically conductive and thus allows the semiconductor device mounted thereon with to supply electricity. Diamond has the highest thermal conductivity of all known solid in all three directions. Carbon composites, for example Diamond-metal composites have the advantage that their thermal Expansion coefficients can be adapted to those of the semiconductor device, what a mechanically low-tension cohesive connection of the semiconductor device with the heat conducting body allows.

An den Wärmeleitkörper werden besondere Anforderungen gestellt. Die Wärmequellenprojektion im Wärmeleitkörper ist frei von Kanalstrukturen und vorzugsweise frei von Hohlräumen, während im restlichen Bereich des Wärmeleitkörpers Mikrokanäle für die konvektive Kühlung ausgebildet sind.At become the heat conducting body special requirements. The heat source projection in the heat conduction body is free of channel structures and preferably free of voids, while in the remaining area of the heat conducting microchannels for the convective cooling are formed.

Als besonders vorteilhaft hat sich deshalb das Ausbilden des Wärmeleitkörpers aus einem L-förmigen Grundkörper erwiesen, wobei die Aufnahmefläche auf der Endfläche des kürzeren Schenkels angeordnet ist und die zur Aufnahmefläche parallele Innenfläche des längeren Schenkels zur stoffschlüssigen Befestigung eines Schichtkörpers dient, in den zumindest in einer ersten Schicht Ausnehmungen eingebracht sind, die mit benachbarten zweiten und dritten Schichten zumindest abschnittsweise eine abgeschlossene Kanalstruktur bilden, durch die das Kühlmittel geführt werden kann.When Therefore, the formation of the heat-conducting body is particularly advantageous an L-shaped basic body, the receiving surface on the end surface the shorter one Leg is arranged and parallel to the receiving surface inner surface of the longer Thigh to the cohesive Fixing a laminated body serves, in which recesses introduced at least in a first layer are that with adjacent second and third layers at least form a closed channel structure in sections, by the coolant guided can be.

Die mit dem flüssigen Kühlmedium benetzten Oberflächen des Wärmeleit- und/oder abfuhrkörpers können zumindest abschnittsweise mit wenigstens einer Schutzschicht versehen sein, die weniger erosions- und/oder korrosionsanfällig ist als das Basismaterial des Wärmeleitkörpers bzw. der stofflichen Basisbestandteile der die Kühlkanäle bildenden stofflichen Struktur. Die Schutzschichten können elektrisch leitfähig oder elektrisch weitgehend isolierend sein. Im Falle einer elektrisch weitgehend isolierenden Schutzschicht, die sich über den gesamten Bereich, der mit dem flüssigen Kühlmedium benetzten Oberflächen des Wärmeableit- und/oder abfuhrkörpers erstreckt, ist das flüssige Kühlmedium gegenüber einem elektrischen Potential, das möglicherweise am Wärmeleit- und/oder abfuhrkörper zur elektrischen Anbindung an das Halbleiterbauelement anliegt, getrennt. Selbst elektrisch hoch leitfähige Kühlmedien wie Brauch- oder Seewasser können hier gegebenenfalls zur Kühlung verwendet werden, ohne eine potentialbedingte elektrochemische Korrosion der Wärmeübertragungsstruktur zu verursachen.The with the liquid cooling medium wetted surfaces of the heat transfer and / or discharge body can at least partially provided with at least one protective layer be less erosion and / or susceptible to corrosion as the base material of the heat conducting body or the basic material components of the material forming the cooling channels. The protective layers can electrically conductive or be largely electrically insulating. In the case of an electric largely insulating protective layer, covering the entire area, the with the liquid cooling medium wetted surfaces of the heat sink and / or discharge body extends, is the liquid cooling medium across from an electrical potential that may be present at the heat conductor and / or discharge body for the electrical connection to the semiconductor device, separated. Even highly electrically conductive cooling media such as service water or seawater can here if necessary for cooling be used without a potential electrochemical corrosion of the Heat transfer structure to cause.

Wie bereits mehrfach angedeutet wurde, vereint der Wärmeleitkörper eine Reihe von Funktionen. Die thermische Funktion, nämlich die Ableitung der erzeugten Wärme des Halbleiterbauelementes, wurde bereits mehrfach detailliert erläutert. Ferner ist ein Wärmeleitkörper, der zumindest teilweise aus einem elektrisch leitenden Material besteht ist, gleichzeitig zur elektrischen Kontaktierung des Halbleiterelements verwendbar und kann somit das Halbleiterelement mit elektrischem Strom versorgen. Vorzugsweise ist die Kanalstruktur elektrisch von der Kontaktfläche isoliert, um unerwünschten elektro-chemischen Prozessen mit dem Kühlmittel vorzubeugen. Ist die Kanalstruktur in einen elektrisch leitfähigen Grundkörper eingebracht, so können entweder die vom Kühlmittel benetzten Innenflächen der Kanalstruktur eine elektrische Isolationsschicht tragen oder der Grundkörper auf wenigstens einer der Aufnahmefläche zugewandten Außenseiten. Alternativ kann die geforderte elektrische Isolierung auch durch einen in die stoffschlüssige Verbindung der Aufnahmefläche mit der Kontaktfläche eingebrachte elektrische Isolationsschicht erzielt werden. Besteht der Wärmeleitkörper aus einem elektrisch isolierenden oder elektrisch isolierten Grundkörper, so ist entweder auf dem Grundkörper ein elektrischer Leiter vorzusehen oder ein elektrischer Leiter als Zwischenkörper in die stoffschlüssige Verbindung zwischen Aufnahmefläche und Kontaktfläche einzufügen.As already indicated several times, the heat-conducting body combines a number of functions. The thermal function, namely the derivation of the generated heat of the semiconductor device, has already been explained in detail several times. Furthermore, a heat conducting body, which is at least partially made of an electrically conductive material, at the same time for electrical contacting of the semiconductor element usable and thus can supply the semiconductor element with electric current. Preferably, the channel structure is electrically isolated from the contact surface to prevent unwanted electrochemical processes with the coolant. If the channel structure is introduced into an electrically conductive main body, either the inner surfaces of the channel structure wetted by the coolant can carry an electrical insulation layer or the main body can bear on at least one outer side facing the receiving surface. Alternatively, the required electrical insulation by an introduced into the material connection of the receiving surface with the contact surface electrical Isolation layer can be achieved. If the heat-conducting body consists of an electrically insulating or electrically insulated base body, then either an electrical conductor is provided on the base body or an electrical conductor is to be inserted as an intermediate body into the integral connection between the receiving surface and the contact surface.

Bereits der Wärmeleitkörper allein bietet zudem die mechanische Funktion der Halterung des Halbleiterbauelementes, die – wie im folgenden erläutert – eine herausragende erfindungswesentliche Eigenschaft der Wärmeübertragungsvorrichtung zur Geltung bringt:
Hinsichtlich der Stationen des Wärmeflusses in der Wärmeübertragungsvorrichtung kann der Wärmeleitkörper bei konvektiv kühlender Nutzung als primäre Wärmesenke angesehen werden und der Wärmeabfuhrkörper als sekundäre Wärmesenke, sofern der Wärmeabfuhrkörper eine konvektive Kühlung erfährt.
Already the heat conducting body alone also offers the mechanical function of the holder of the semiconductor device, which - as explained below - brings out an outstanding property of the heat transfer device essential to the invention:
With regard to the stations of the heat flow in the heat transfer device, the heat-conducting body can be regarded as a primary heat sink in convective cooling use and the heat removal body as a secondary heat sink, if the heat removal body undergoes convective cooling.

Die erfindungsgemäße Wärmeübertragungsvorrichtung erlaubt nun ein vorteilhaftes Verfahren (Anspruch 63) zur Inbetriebnahme und zum Testen von Halbleiterbauelementen in einem Zwischenschritt während ihrer Integration in die Wärmeübertragungsvorrichtung. Dazu wird zunächst in einem ersten Schritt eine stoffschlüssige Verbindung des Halbleiterbauelementes mit dem Wärmeleitkörper eingerichtet. Anschließend wird bzw. werden in einem zweiten Schritt die Zulauföffnung bzw. die Zulauföffnungen oder der gemeinsame Zulauf der Kanalstruktur mit einer Flüssigkeitsquelle und die Ablauföffnung bzw. Ablauföffnungen oder der gemeinsame Ablauf der Kanalstruktur mit einer Flüssigkeitssenke verbunden, so dass eine Zirkulation von Flüssigkeit im Wärmeleitkörper und ein Betrieb des Wärmeleitkörpers als primäre Wärmesenken ermöglicht wird. Danach werden Funktionstests des mindestens einen Halbleiterbauelements durchgeführt, wobei mindestens ein Parameter in Form eines Meßwertes erfasst wird.The Heat transfer device according to the invention now allows an advantageous method (claim 63) for commissioning and for testing semiconductor devices in an intermediate step while their integration into the heat transfer device. This will be first in a first step, a cohesive connection of the semiconductor component equipped with the heat-conducting body. Subsequently is or will be in a second step, the inlet opening or the inlet openings or the common inlet of the channel structure with a liquid source and the drain hole or discharge openings or the common drain of the channel structure with a fluid sink connected, allowing a circulation of liquid in the heat conducting body and an operation of the Wärmeleitkörpers as primary heat sinks is possible. Thereafter, functional tests of the at least one semiconductor device carried out, wherein at least one parameter is detected in the form of a measured value.

Damit kann das Halbleiterbauelement bereits auf dem Wärmeleitkörper als primäre Wärmesenke betrieben und getestet werden, ohne dass die primäre Wärmesenke thermisch an eine, für ihn in einem späteren Aufbaustadium vorgesehene, sekundäre Wärmesenke – das heißt den Wärmeabfuhrkörper – angebunden ist. Dieser Umstand gestattet es, ungeeignete Halbleiterbauelemente bei Bedarf rechtzeitig vor und von der Weiterverarbeitung in einem dritten Schritt, nämlich des Anschlusses an die sekundäre Wärmesenke, auszuschließen.In order to For example, the semiconductor device may already be on the heat-conducting body as the primary heat sink be operated and tested without the primary heat sink thermally to one, for him in a later Stage of construction provided, secondary heat sink - that is the heat dissipation body - is connected. This condition allows unsuitable semiconductor devices to be timely when needed before and from further processing in a third step, namely the Connection to the secondary Heat sink excluded.

Diodenlaserkomponenten weisen im Folgenden einen Wärmeleitkörper und einen oder mehrere Laserdiodenelemente auf. Insbesondere bei der Zusammenstellung mehrerer Diodenlaserkomponenten für eine Anordnung bestehend aus mehreren Diodenlaserkomponenten, in der die Diodenlaserkomponenten an einem gemeinsamen Wärmeabfuhrkörper befestigt werden, ist es vorteilhaft, wenn alle Diodenlaserkomponenten ähnliche Eigenschaften aufweisen, wie zum Beispiel einen näherungsweise gleichen Arbeitspunkt (beispielsweise eine annähernd gleiche Leistung bei gleichem Strom und/oder eine näherungsweise gleiche Emissionswellenlänge bei gleichem Strom). Hierbei können die Laserdiodenelemente auf einem jeweils eigenen Wärmeleitkörper oder auf einem gemeinsamen Wärmeleitkörper angeordnet sein. Das erfindungsgemäße Verfahren gestattet eine derartige Selektion und Zusammenstellung von einer Vielzahl von Diodenlaserkomponenten vor ihrer stoffschlüssigen Anbindung an einen gemeinsamen Wärmeabfuhrkörper, von dem die Diodenlaserkomponenten nach der Montage nicht wieder schadlos – geschweige denn rückstandslos – entfernt werden können.diode laser components have in the following a heat conducting body and one or more laser diode elements. Especially at the Compilation of several diode laser components for an arrangement consisting of several diode laser components in which the diode laser components attached to a common heat dissipation body It is advantageous if all diode laser components are similar Have properties such as an approximate same operating point (for example, an approximately equal performance at same current and / or an approximate same emission wavelength at the same current). Here you can the laser diode elements on a respective own heat conducting body or arranged on a common heat conducting body be. The inventive method allows such a selection and compilation of a Variety of diode laser components before their cohesive connection to a common heat sink, from the diode laser components after assembly not harmless - let alone because without residue - removed can be.

Dabei muss am Ende aller Montageschritte die zur konvektiven Wärmeabfuhr vorgesehene Kanalstruktur im Wärmeleitkörper nicht mehr notwendigerweise nutzbar sein. Es genügt im Sinne der Erfindung, dass die zur konvektiven – insbesondere erzwungenen konvektiven – Wärmeabfuhr vorgesehene Kanalstruktur im Wärmeleitkörper im Verlaufe der Verfahrensschritte zur Herstellung der Wärmeübertragungsvorrichtung und Messung des Laserdiodenelementes bis zur letztendlich gewählten Anwendung wenigstens zeitweise zur konvektiven Kühlung des Laserdiodenelementes im Betrieb nutzbar ist.there At the end of all assembly steps, the convective heat removal must be carried out intended channel structure in the heat conducting body not more necessarily be usable. It is sufficient for the purposes of the invention that to the convective - in particular forced convective - heat dissipation provided channel structure in the heat-conducting body in Course of the process steps for the preparation of the heat transfer device and measuring the laser diode element at least until finally chosen application at times for convective cooling the laser diode element is usable during operation.

Der Wärmeleitkörper wird nach erfolgreichem Probebetrieb des Halbleiterbauelementes, das auf ihm montiert ist, über seine Anbindungsfläche für einen konduktiven Wärmeübergang – auch Wärmeabflußfläche genannt – vorzugsweise stoffschlüssig an eine Wärmeabfuhrvorrichtung mit einem Wärmeabfuhrkörper befestigt, der für die konvektive Wärmeabfuhr ausgebildet ist.Of the Thermal conductor is after successful trial operation of the semiconductor device, the it is mounted over its connection area for one Conductive heat transfer - also called Wärmeabflußfläche - preferably cohesively a heat dissipation device attached with a heat dissipation body, the for the convective heat dissipation is trained.

Vorzugsweise ist die dortige konvektive Wärmeabfuhr besonders zur erzwungenen konvektiven Wärmeabfuhr ausgebildet und übersteigt hinsichtlich seiner Wärmeabfuhreffizienz vorzugsweise diejenige des Wärmeleitkörpers.Preferably is the local convective heat dissipation specially designed and exceeded for forced convective heat dissipation in terms of its heat dissipation efficiency preferably that of the heat conducting body.

Ein Vorteil der Erfindung ist somit, dass ein Halbleiterbauelement mit einem Wärmeleitkörper, insbesondere eine Diodenlaserkomponente, in einem Produktionszwischenschritt ausschließlich durch konvektive Kühlung ausreichend gekühlt wird, so dass dieses betrieben und getestet werden kann, ohne dass auf einen weiteren Kühlkörper zurückgegriffen wird.One Advantage of the invention is thus that a semiconductor device with a heat-conducting body, in particular a diode laser component, in an intermediate production step exclusively by convective cooling sufficiently cooled so that it can be operated and tested without resorted to another heat sink becomes.

Alternativ erlaubt die Wärmeübertragungsvorrichtung auch ein (Test-)Verfahren (Anspruch 64), das ausschließlich die konduktive Kühleigenschaft des Wärmeleitkörpers verwendet. Hierbei wird eine konvektiv kühlende Wärmeabfuhrvorrichtung an der Anbindungsfläche des Wärmeleitkörpers lösbar, vorzugsweise kraftschlüssig, befestigt, bevor Funktionstests für mindestens ein Halbleiterbauelement durchgeführt werden. Während des Betreibens des Halbleiterbauelementes wird mindestens ein Parameter erfasst.Alternatively, the heat transfer device also allows a (test) method (claim 64) that exclusively uses the conductive cooling property used of Wärmeleitkörpers. In this case, a convective cooling heat removal device is releasably, preferably non-positively, attached to the connection surface of the heat conduction body before functional tests are carried out for at least one semiconductor component. During operation of the semiconductor device, at least one parameter is detected.

Aufgrund der ausreichenden konduktiven Kühlung wird während des Testbetriebes auf die konvektive Kühlung im Wärmeleitkörper verzichtet.by virtue of the sufficient conductive cooling is during of the test operation dispensed with the convective cooling in Wärmeleitkörper.

Hierdurch ist ein Testen des Halbleiterbauelementes unter Umständen realisierbar, in denen eine konvektive Kühlung des Wärmeleitkörpers nicht gegeben ist, beispielsweise wegen fehlender Anschlüsse für die Kühlmittelzu- und/oder -abfuhr.hereby is a testing of the semiconductor device under certain circumstances feasible, in which a convective cooling the Wärmeleitkörpers not given is, for example, due to lack of connections for the coolant supply and / or removal.

Nach der Durchführung des Funktionstests wird die Verbindung mit der Wärmeabfuhrvorrichtung gelöst und der Wärmeleitkörper erfindungsgemäß in Verbindung mit dem Wärmeabfuhrkörper gebracht.To the implementation the functional test, the connection with the heat dissipation device is released and the Wärmeleitkörper invention in conjunction brought to the heat dissipation body.

Selbstverständlich kann die Wärmeabfuhrvorrichtung mit dem Wärmeabfuhrkörper identisch sein.Of course you can the heat dissipation device be identical to the heat dissipation body.

Der Wärmeleitkörper der Erfindung gestattet sowohl das Betreiben des Halbleiterbauelementes bei ausschließlich konduktiver als auch bei einer ausschließlich konvektiven Kühlung. Durch die Anordnung der Kanäle bzw. der Kanalstruktur außerhalb der Wärmequellenprojektion des Halbleiterelementes sind die Wärmeabfuhreigenschaften nur in geringem Maße schlechter als bei einem Wärmeleitkörper, der speziell für die konduktive oder speziell für die konvektive Kühlung ausgebildet ist.Of the Wärmeleitkörper the Invention allows both the operation of the semiconductor device in exclusively more conductive as well as exclusively convective cooling. By the arrangement of the channels or the channel structure outside the Heat source projection of the semiconductor element are the heat dissipating properties only at low level worse than with a heat conducting body, the especially for the conductive or especially for the convective cooling is trained.

Bei Funktionstests mit einer extrem hohen Belastung der Halbleiterbauelemente ist mit einer überdurchschnittlichen Wärmeentwicklung zu rechnen. In einem solchen Fall ist durch eine konvektive und gleichzeitig konduktive Kühlung sichergestellt, dass das Halbleiterbauelement ausreichend gekühlt und damit vor Schäden geschützt ist. Da im tatsächlichen Einsatz des Halbleiterbauelements solch eine hohe Belastung über einen längeren Zeitraum selten oder nie auftritt, ist die Kombination der beiden Kühlungsarten später nicht mehr erforderlich und man beschränkt sich auf eines der beiden Wärmeabfuhrverfahren. Die Erfindung gestattet somit das Durchführen von Funktionstests, die über die normale Belastung eines Halbleiterbauelementes hinausgehen.at Function tests with an extremely high load on the semiconductor components is above average heat generation to count. In such a case is through a convective and simultaneously conductive cooling ensures that the semiconductor device is sufficiently cooled and so that from damage protected is. Because in the actual Use of the semiconductor device such a high load over a longer Period rarely or never occurs is the combination of the two cooling methods later no longer necessary and you are limited to one of the two Heat dissipation method. The invention thus allows the performance of functional tests over the normal load of a semiconductor device go beyond.

Zu den Parameter, die bei dem testweisen Betrieb eines elektro-optischen Bauelementes, insbesondere eines Laserdiodenelementes, vorzugsweise in Form eines Meßwertes erfaßt werden, zählen der elektrischer Betriebsstrom, die elektrische Betriebsspannung, die emittierte Strahlungsleistung und das Spektrum der emittierten Strahlung.To the parameter used in the test mode operation of an electro-optical Component, in particular a laser diode element, preferably in the form of a measured value detected will count the electrical operating current, the electrical operating voltage, the emitted radiation power and the spectrum of the emitted Radiation.

Anhand von Figuren werden Ausführungsformen der Erfindung näher erläutert. Es zeigen:Based Figures become embodiments closer to the invention explained. Show it:

1a bis 1k' die skizzenhaften Draufsichten (ungestrichen), Seitenansichten (einfach gestrichen) und Frontansichten (zweifach gestrichen) verschiedener Varianten von Ausführungsbeispielen der Wärmeleitkörper in einer erfindungsgemäßen Wärmeübertragungsvorrichtung mit einem kantenemittierenden Laserdiodenbarren als Wärmequelle; 1a to 1k ' the sketchy plan views (uncoated), side views (simply painted) and front views (twice painted) of different variants of embodiments of the heat conducting body in a heat transfer device according to the invention with an edge emitting laser diode bar as a heat source;

1l die Seitenansicht eines ersten Ausführungsbeispieles der Wärmeübertragungsvorrichtung mit einem Laserdiodenbarren als Wärmequelle; 1l the side view of a first embodiment of the heat transfer device with a laser diode bar as a heat source;

1m die Draufsicht des ersten Ausführungsbeispieles; 1m the top view of the first embodiment;

2a die Frontansicht eines zweiten Ausführungsbeispieles der Wärmeübertragungsvorrichtung mit einer kantenemittierenden Einzellaserdiode als Wärmequelle; 2a the front view of a second embodiment of the heat transfer device with an edge emitting single laser diode as a heat source;

2b die Draufsicht des zweiten Ausführungsbeispieles; 2 B the top view of the second embodiment;

3a die Draufsicht eines dritten Ausführungsbeispieles der Wärmeübertragungsvorrichtung mit drei Leuchtdioden als Wärmequellen; 3a the top view of a third embodiment of the heat transfer device with three LEDs as heat sources;

3b die Seitenansicht des dritten Ausführungsbeispieles; 3b the side view of the third embodiment;

4a den mittigen Querschnitt durch eine Explosionsdarstellung einer ersten Variante eines vierten Ausführungsbeispieles der Wärmeübertragungsvorrichtung, bei der die Kühlmittelzufuhr und -abfuhr in den bzw. aus dem Wärmeleitkörper über einen Anschlusskörper an der dem Halbleiterbauelement zugewandten Seite des Wärmeleitkörpers erfolgt; 4a the central cross section through an exploded view of a first variant of a fourth embodiment of the heat transfer device, in which the coolant supply and removal takes place in or out of the heat conducting body via a connection body on the side facing the semiconductor device of the heat conducting body;

4b den mittigen Querschnitt durch die Darstellung der ersten Variante des vierten Ausführungsbeispieles im montierten Zustand; 4b the central cross section through the representation of the first variant of the fourth embodiment in the mounted state;

4c den mittigen Querschnitt durch eine Explosionsdarstellung einer zweiten Variante des vierten Ausführungsbeispieles der Wärmeübertragungsvorrichtung, bei der die Kühlmittelzufuhr und -abfuhr in den bzw. aus dem Wärmeleitkörper über einen Wärmeaufnahmekörper an der dem Halbleiterbauelement abgewandten Seite des Wärmeleitkörpers erfolgt; 4c the central cross section through an exploded view of a second variant of the fourth embodiment of the heat transfer device, in which the coolant supply and removal takes place in and out of the heat conducting body via a heat receiving body on the side facing away from the semiconductor device of the heat conducting body;

4d den mittigen Querschnitt durch die Darstellung der zweiten Variante des vierten Ausführungsbeispieles im montierten Zustand; 4d the central cross section through the representation of the second variant of the fourth Ausfüh example in the assembled state;

5a die Draufsicht auf die erste Variante eines Wärmeleitkörpers eines fünften Ausführungsbeispieles der Wärmeübertragungsvorrichtung, in dessen der Wärmequelle zugewandten Oberfläche abseits der Wärmequelle eine Reihe von länglichen Ausnehmungen eingebracht sind; 5a the top view of the first variant of a Wärmeleitkörpers a fifth embodiment of the heat transfer device, in which the heat source facing surface away from the heat source, a series of elongated recesses are introduced;

5b die Draufsicht auf eine elektrisch isolierende Isolierplatte mit zwei Durchbrüchen als Bauteil des fünften Ausführungsbeispieles der Wärmeübertragungsvorrichtung; 5b the top view of an electrically insulating insulating plate with two openings as a component of the fifth embodiment of the heat transfer device;

5c die Draufsicht auf eine durch Aufbringen der Isolierplatte auf die erste Variante des Wärmeleitkörpers gebildete erste Variante einer Unterbaugruppe einer ersten Variante einer Diodenlaserkomponente des fünften Ausführungsbeispieles der Wärmeübertragungsvorrichtung; 5c the top view of a formed by applying the insulating on the first variant of the heat conducting first variant of a subassembly of a first variant of a diode laser component of the fifth embodiment of the heat transfer device;

5d den mittigen Querschnitt durch eine erste Variante einer Diodenlaserkomponente des fünften Ausführungsbeispieles der erfindungsgemäßen Wärmeübertragungsvorrichtung; 5d the central cross section through a first variant of a diode laser component of the fifth embodiment of the heat transfer device according to the invention;

5e die Draufsicht auf einen elektrisch isolierenden Schichtkörper als Bauteil einer zweiten Variante des fünften Ausführungsbeispieles der Wärmeübertragungsvorrichtung, in dessen Oberfläche eine Reihe von länglichen Ausnehmungen eingebracht sind; 5e the top view of an electrically insulating composite body as a component of a second variant of the fifth embodiment of the heat transfer device, in the surface of a series of elongated recesses are introduced;

5f die Draufsicht auf einen Verbund aus Isolierplatte und dem elektrisch isolierenden Schichtkörper als Bauteil der zweiten Variante des fünften Ausführungsbeispieles der Wärmeübertragungsvorrichtung; 5f the top view of a composite of insulating and the electrically insulating composite body as a component of the second variant of the fifth embodiment of the heat transfer device;

5g den mittigen Querschnitt durch eine zweite Variante einer Diodenlaserkomponente mit einer zweiten Variante des Wärmeleitkörpers des fünften Ausführungsbeispieles der erfindungsgemäßen Wärmeübertragungsvorrichtung; 5g the central cross section through a second variant of a diode laser component with a second variant of the heat conducting body of the fifth embodiment of the heat transfer device according to the invention;

5h die Draufsicht auf eine dritte Variante eines Wärmeleitkörpers des fünften Ausführungsbeispieles der Wärmeübertragungsvorrichtung, in dessen der Wärmequelle zugewandten Oberfläche abseits der Wärmequelle eine Reihe von länglichen Ausnehmungen eingebracht sind; 5h the top view of a third variant of a heat conducting body of the fifth embodiment of the heat transfer device, in which the heat source facing surface away from the heat source, a series of elongated recesses are introduced;

5i die Draufsicht auf einen durch Aufbringen der Isolierplatte auf die dritte Variante des Wärmeleitkörpers gebildeten Verbund des fünften Ausführungsbeispieles der Wärmeübertragungsvorrichtung; 5i the top view of a formed by applying the insulating plate on the third variant of the heat conducting composite of the fifth embodiment of the heat transfer device;

5j den mittigen Querschnitt durch eine dritte Variante einer Diodenlaserkomponente mit der dritten Variante des Wärmeleitkörpers des fünften Ausführungsbeispieles der erfindungsgemäßen Wärmeübertragungsvorrichtung; 5y the central cross section through a third variant of a diode laser component with the third variant of the heat conducting body of the fifth embodiment of the heat transfer device according to the invention;

5k den mittigen Querschnitt durch eine vierte Variante einer Diodenlaserkomponente mit einer vierten Variante des Wärmeleitkörpers des fünften Ausführungsbeispieles der erfindungsgemäßen Wärmeübertragungsvorrichtung; 5k the central cross section through a fourth variant of a diode laser component with a fourth variant of the heat conducting body of the fifth embodiment of the heat transfer device according to the invention;

5l den mittigen Querschnitt eines fünften Ausführungsbeispieles der Wärmeübertragungsvorrichtung mit der vierten Variante einer Diodenlaserkomponente, bei der die Kühlmittelzufuhr und -abfuhr in den Wärmeleitkörper über einen Anschlusskörper erfolgt; 5l the central cross section of a fifth embodiment of the heat transfer device with the fourth variant of a diode laser component, in which the coolant supply and removal takes place in the heat conducting body via a connection body;

6a die Draufsicht auf den Wärmeleitkörper eines sechsten Ausführungsbeispieles der Wärmeübertragungsvorrichtung, bei dem eine Reihe von Spalten in einen Grundkörper eingebracht sind; 6a the top view of the heat conducting body of a sixth embodiment of the heat transfer device, in which a number of columns are introduced into a base body;

6b den mittigen Querschnitt des sechsten Ausführungsbeispieles der erfindungsgemäßen Wärmeübertragungsvorrichtung in Form einer Diodenlaserkomponente, bei der die Kühlmittelzufuhr in den Wärmeleitkörper über einen Wärmeaufnahmekörper erfolgt; 6b the central cross section of the sixth embodiment of the heat transfer device according to the invention in the form of a diode laser component, in which the coolant is supplied into the heat conducting body via a heat receiving body;

7a die Draufsicht auf den Wärmeleitkörper eines siebten Ausführungsbeispieles der Wärmeübertragungsvorrichtung, bei dem drei Felder von Bohrungen in einen Grundkörper eingebracht sind; 7a the top view of the heat conducting body of a seventh embodiment of the heat transfer device in which three fields of holes are introduced into a base body;

7b den mittigen Querschnitt der Wärmeübertragungsvorrichtung des siebten Ausführungsbeispieles; 7b the central cross section of the heat transfer device of the seventh embodiment;

7c den mittigen Querschnitt einer ersten bevorzugten Weiterbildung des siebten Ausführungsbeispieles der Wärmeübertragungsvorrichtung in Form eines Diodenlasers; 7c the central cross section of a first preferred embodiment of the seventh embodiment of the heat transfer device in the form of a diode laser;

7d den mittigen Querschnitt einer zweiten bevorzugten Weiterbildung des siebten Ausführungsbeispieles der Wärmeübertragungsvorrichtung in Form eines Diodenlasers; und 7d the central cross section of a second preferred embodiment of the seventh embodiment of the heat transfer device in the form of a diode laser; and

7e den mittigen Querschnitt einer dritten bevorzugten Weiterbildung des siebten Ausführungsbeispieles der Wärmeübertragungsvorrichtung in Form eines Diodenlasers. 7e the central cross section of a third preferred embodiment of the seventh embodiment of the heat transfer device in the form of a diode laser.

7f den mittigen Querschnitt einer vierten bevorzugten Weiterbildung des siebten Ausführungsbeispieles der Wärmeübertragungsvorrichtung in Form eines Diodenlaserstapels. 7f the central cross section of a fourth preferred embodiment of the seventh embodiment of the heat transfer device in the form of a diode laser stack.

8a die Draufsicht einer ersten Variante eines Wärmeleitkörper eines achten Ausführungsbeispieles der Wärmeübertragungsvorrichtung, bei dem Kanäle außermittig in den Wärmeleitkörper eingebracht sind; 8a the top view of a first variant of a heat conducting body of an eighth Ausführungsbei game of the heat transfer device, in which channels are introduced eccentrically into the heat conducting body;

8b die Seitenansicht einer Diodenlaserkomponenten mit der ersten Variante eines Wärmeleitkörpers des achten Ausführungsbeispieles der Wärmeübertragungsvorrichtung; 8b the side view of a diode laser components with the first variant of a heat conducting body of the eighth embodiment of the heat transfer device;

8c die Draufsicht einer zweiten Variante eines Wärmeleitkörper des achten Ausführungsbeispieles der Wärmeübertragungsvorrichtung, bei dem Kanäle außermittig in den Wärmeleitkörper eingebracht sind 8c the top view of a second variant of a heat-conducting body of the eighth embodiment of the heat transfer device, wherein the channels are introduced eccentrically into the heat-conducting body

8d die Seitenansicht einer Diodenlaserkomponenten mit der zweiten Variante eines Wärmeleitkörper des achten Ausführungsbeispieles der Wärmeübertragungsvorrichtung; 8d the side view of a diode laser components with the second variant of a heat conducting body of the eighth embodiment of the heat transfer device;

8e den mittigen Querschnitt des achten Ausführungsbeispieles der Wärmeübertragungsvorrichtung in Form eines Diodenlaserstapels von Diodenlaserelementen mit mit der ersten Variante des Wärmeleitkörpers. 8e the central cross section of the eighth embodiment of the heat transfer device in the form of a diode laser stack of diode laser elements with the first variant of the heat conducting body.

Die in den Figuren dargestellten Elemente sind nicht maßstäblich und auch die Verhältnisse der Elemente zueinander dienen nur der Verdeutlichung.The Elements shown in the figures are not to scale and also the conditions the elements to each other are for illustration only.

Die in den Figuren verwendeten Bezugszeichen setzen sich aus drei Ziffern (XYY) zusammen, wobei die erste Stelle (X) das Ausführungsbeispiel und die zweite und dritte Stelle (YY) die Nummer des Elementes selbst kennzeichnet. Elemente mit gleicher Nummer (YY) sind in den verschiedenen Ausführungsbeispielen gleicher oder ähnlicher Natur und werden, um eine verbesserte Lesbarkeit und Verständlichkeit der nun folgenden Beschreibung zu erreichen, nur bei ihrer ersten Verwendung ausführlich beschrieben.The Reference numerals used in the figures are made up of three numbers (XYY) together, wherein the first digit (X) the embodiment and the second and third digits (YY) are the number of the element itself features. Elements with the same number (YY) are in different embodiments same or similar Nature and are designed for improved readability and comprehensibility to achieve the following description, only at its first Use described in detail.

Elemente oder funktionale Einheiten der dargestellten Ausführungsbeispiele sind untereinander austauschbar und entsprechende Kombinationen sind hier explizit mit eingeschlossen.elements or functional units of the illustrated embodiments are interchangeable and corresponding combinations are explicitly included here.

Einleitend die Beschreibung der Ausführungsbeispiele sei ausdrücklich hervorgehoben, daß der erfindungsgemäße Wärmeleitkörper hinsichtlich der Lage der Anbindungsfläche zur Aufnahme- beziehungsweise Kontaktfläche nicht auf eine bestimmte Anordnung beschränkt ist. Des weiteren sind als längliche Kanäle ausgebildete Teile der Kanalstruktur weder auf eine bestimmte Orientierung der Kanallängsachsen bezüglich der Aufnahme- beziehungsweise Kontaktfläche noch auf eine bestimmte Erstreckung ihrer Ausdehnung insbesondere in Längsrichtung noch auch auf eine bestimmte Lage außerhalb des Wärmequellenprojektionsvolumens im Wärmeleitkörper beschränkt. Schließlich sind auch Einlass- und Auslassöffnungen zur Kühlmittelversorgung der Kanalstruktur hinsichtlich ihrer Lage zueinander und bezüglich der Aufnahme- beziehungsweise Kontaktfläche nicht auf eine bestimmte Konfiguration festgelegt.introductory the description of the embodiments be explicit emphasized that the Heat-conducting body according to the invention in terms of Location of the connection area to the recording or contact surface not on a specific Restricted arrangement is. Furthermore, as elongated channels trained parts of the channel structure neither to a specific orientation the channel longitudinal axis in terms of the recording or contact surface still on a specific Extension of their extension, especially in the longitudinal direction still on a certain location outside of Heat source projection volume limited in the heat conducting body. Finally are also inlet and outlet openings for coolant supply the channel structure with respect to their position to each other and with respect to the Recording or contact surface not on a specific Configuration set.

Zur Veranschaulichung dieser erfindungsinhärenten Universalität möge ein Wärmeleitkörper dienen, der als Quader mit sechs Außenflächen – einem Paar von zwei einander gegenüberliegenden oberen und unteren Hauptflächen, einem Paar von zwei einander gegenüberliegenden Front- und Rückflächen, und einem Paar von zwei einander gegenüberliegenden linken und rechten Seitenflächen – ausgebildet ist, wobei jeweils ein erstes Flächenpaar senkrecht zu den beiden anderen Flächenpaaren orientiert ist:
Die Anbindungsfläche kann auf derselben Fläche des Quaders angeordnet sein wie die Aufnahmefläche, auf einer ihr gegenüberliegenden Fläche oder einer winklig zu ihr orientierten Fläche. Sie kann auf einer oder auf mehreren Flächen liegen.
To illustrate this universality inherent in the invention, a heat conduction body serving as a cuboid having six outer surfaces - a pair of two opposing upper and lower major surfaces, a pair of two opposing front and rear surfaces, and a pair of two opposing left and right side surfaces - Is formed, wherein in each case a first surface pair is oriented perpendicular to the other two surface pairs:
The attachment surface can be arranged on the same surface of the cuboid as the receiving surface, on an opposite surface or an angled to her oriented surface. It can be on one or more surfaces.

Die Kanallängsachsen können parallel zur einer Normalen jeder der drei Flächenpaare ausgerichtet sein, einzeln oder abschnittsweise auch parallel zu zwei oder mehr Normalen der drei Flächenpaare. Die Kanallängsachsen können auch parallel zu einer oder mehreren, zu allen drei Fächenpaarnormalen geneigten, Richtung beziehungsweise Richtungen orientiert sein sowie teilweise oder gänzlich regellos.The channel axes can be aligned parallel to a normal of each of the three pairs of faces, individually or in sections, also parallel to two or more normals the three pairs of surfaces. The channel longitudinal axes can also parallel to one or more, to all three Fächpaarnormalen inclined, direction or directions as well as partly or wholly irregularly.

Liegt die bei zu einer zumindest näherungsweise parallelen Anordnung der Kontaktfläche zur Aufnahmefläche die Aufnahmefläche nicht bündig mit wenigstens einer Kante zweier Flächen, so ist prinzipiell jeder Bereich des Wärmeleitkörpers außerhalb der Wärmequellenprojektion geeignet, wenigstens einen Teil der Kanalstruktur zu enthalten. Sei ohne der Bechränkung der Allgemeinheit die Aufnahmefläche auf der oberen Hauptfläche abseits einer Kante mit einer benachbarten Fläche angeordnet, so erstreckt sich die Wärmequellenprojektion von der oberen zur unteren Hauptfläche durch den Wärmeleitkörper, und die Kanalstruktur kann zumindest abschnittsweise zwischen der Wärmequellenprojektion und wenigstens einer der Flächen Frontfläche, Rückfläche, linke Seitenfläche und rechte Seitenfläche liegen. Darüber hinaus kann die Kanalstruktur auch abseits der Wärmeleitkörperbereiche, die in kreuzartiger Aufweitung der Erstreckung des Wärmequellenprojektionvolumens in Richtung der genannten Flächen Frontfläche, Rückfläche, linke Seitenfläche und rechte Seitenfläche liegen im Wärmeleitkörper angeordnet sein.Lies the at at least approximately parallel arrangement of the contact surface to the receiving surface the receiving surface not flush with at least one edge of two surfaces, In principle, every area of the heat conduction body is outside the heat source projection suitable to contain at least a part of the channel structure. Be without the restriction the general public the reception area on the upper main surface extends apart from an edge with an adjacent surface so extends the heat source projection from the upper to the lower major surface through the heat conducting body, and the channel structure can at least partially between the heat source projection and at least one of the surfaces front surface, back surface, left side surface and right side surface lie. About that In addition, the channel structure can also be away from the heat-conducting body areas, which in Kreuzartiger Expansion of the extent of the heat source projection volume in the direction of said surfaces Front surface, Back surface, left side surface and right side surface are arranged in the heat conducting body be.

Einlass- und Auslassöffnung können auf ein- und derselben Außenfläche des Quaders angeordnet sein oder auf unterschiedlichen, einander gegenüberliegenden oder winklig zu einander orienterten Flächen. Sie können auf derselben Fläche angeordnet sein sowohl wie die Aufnahmefläche als auch wie die Anbindungsfläche, sowie auf einer der Aufnahmefläche beziehungsweise der Anbindungsfläche gegenüberliegenden oder auf einer oder zwei zu der Aufnahmefläche beziehungsweise der Anbindungsfläche winklig orienterten Fläche beziehungsweise Flächen. Insbesondere kann eine oder können beide Öffnungen in der Anbindungsfläche angeordnet sein.Inlet and outlet openings can be arranged on one and the same outer surface of the cuboid or on different, opposite or angled to each other oriented surfaces. They can be arranged on the same surface both as the receiving surface and as the connection surface, and on one of the receiving surface or the connection surface opposite or on one or two angled to the receiving surface or the connection surface area or surfaces. In particular, one or both openings may be arranged in the connection surface.

Einen Ausschnitt aus der Vielfalt der möglichen Konfigurationen reflektieren die in 1a bis 1k' gezeigten skizzenhaften Draufsichten (ungestrichen), Seitenansichten (einfach gestrichen) und Frontansichten (zweifach gestrichen) verschiedener Varianten von Ausführungsbeispielen der Wärmeleitkörper in einer erfindungsgemäßen Wärmeübertragungsvorrichtung mit einem kantenemittierenden Laserdiodenbarren als Wärmequelle. Sie veranschaulichung eine Vielzahl von Anordnungen, die die Kontaktflächen, Aufnahmeflächen und Anbindungsflächen untereinander und bezüglich der Kanalstruktur einnehmen können, sowie die vielfältigen Ausgestaltungen und Anordnungen von Kanalstrukturen in Wärmeleitkörpern.A section of the variety of possible configurations reflects the in 1a to 1k ' shown sketchy plan views (uncoated), side views (simply painted) and front views (twice painted) of different variants of embodiments of the heat conducting body in a heat transfer device according to the invention with an edge emitting laser diode bar as a heat source. It illustrates a variety of arrangements that can take the contact surfaces, receiving surfaces and bonding surfaces with each other and with respect to the channel structure, and the various configurations and arrangements of channel structures in Wärmeleitkörpern.

Beispielhaft werden zum Zwecke der besseren Übersichtlichkeit nur in den 1a und 1a' Bezugszeichen verwendet, die mit 110 das kariert schraffierte dargestellte Laserdiodenelement bezeichnen, mit 113 den Richtungspfeil der Lichtemission, mit 120 den Wärmeleitkörper, mit 122 die gepunktet dargestellte Wärmequellenprojektion im Wärmeleitkörper, mit 123 mögliche, durch einen dicken Balken dargestellte, Anbindungsflächen zur stoffschlüssigen Befestigung eines Wärmeabfuhrkörpers, mit 130 die gestrichelten Umrisse eine oder mehrerer Kanäle der erfindungsgemäßen Kanalstruktur. Des weiteren wird auf eine Darstellung von möglichen Zu- und Abläufen sowie Ein- und Auslässen verzichtet, um den Schwerpunkt auf die wesentlichen Aspekte der folgenden Varianten zu legen.For the sake of clarity, examples are given only in the 1a and 1a ' Used with reference numerals 110 the checkered shaded illustrated laser diode element denote with 113 the directional arrow of the light emission, with 120 the heat-conducting body, with 122 the spotted heat source projection in the heat conduction body, with 123 possible, represented by a thick bar, connecting surfaces for cohesive attachment of a heat dissipation body, with 130 the dashed outlines of one or more channels of the channel structure according to the invention. Furthermore, a description of possible inflows and outflows as well as inlets and outlets is dispensed with in order to focus on the essential aspects of the following variants.

Während in 1a und 1a' nur ein einziger Kanal, der parallel zur Kontaktfläche und senkrecht zur Lichtemissionsrichtung orientiert ist, im Wärmeleitkörper angeordnet ist, sind in den Folgefiguren 1b bis 1k' stets mehrere, zueinander parallele Kanäle im Wärmeleitkörper angeordnet.While in 1a and 1a ' only a single channel, which is oriented parallel to the contact surface and perpendicular to the light emission direction, is arranged in the heat conduction body, are in the following figures 1b to 1k ' always arranged a plurality of mutually parallel channels in the heat conducting body.

Während in 1a und 1a' nur zwei Anbindungsflächen zur stoffschlüssigen Verbindung mit dem Wärmeabfuhrkörper eingezeichnet sind – nämlich eine erste Anbindungsfläche, die auf der dem Laserdiodenbarren gegenüberliegenden Unterseite des Wärmeleitkörpers angeordnet ist, und eine zweite Anbindungsfläche, die auf einer Lichtemissionsrichtung abgewandten Rückseite des Wärmeleitkörpers senkrecht zur Kontaktfläche beziehungsweise parallel zur Lichtaustrittsfläche angeordnet ist, –, sind in den Folgefiguren 1b bis 1k' auch weitere Anbindungsflächen veranschaulicht, die beispielsweise an einer in Lichtemissionsrichtung liegenden Frontseite des Wärmeleitkörpers angeordnet sein können, sowie auf einer der Anbindungsfläche zugewandten Oberseite des Wärmeleitkörpers, auf einer bezüglich der Lichtemissionsrichtung linken Seitenfläche des Wärmeleitkörpers und auf einer bezüglich der Lichtemissionsrichtung rechten Seitenfläch des Wärmeleitkörpers, wobei beide Seitenflächen sowohl senkrecht zur Ober- und Unterseite des Wärmeleitkörpers ausgerichtet sind als auch senkrecht zur Front- und Rückseite des Wärmeleitkörpers.While in 1a and 1a ' only two connection surfaces for cohesive connection with the heat dissipation body are shown - namely a first connection surface, which is arranged on the opposite side of the laser diode bar heat conduction, and a second connection surface, arranged on a light emission direction rear side of the heat conduction perpendicular to the contact surface or parallel to the light exit surface is, -, are in the followers 1b to 1k ' Also illustrates further attachment surfaces, which may be arranged for example on a front side lying in the light emission direction of the Wärmeleitkörpers, and on one of the connection surface facing top of the Wärmeleitkörpers, on a left side surface relative to the light emission direction of the Wärmeleitkörpers and on a relative to the light emission direction side surface of the Wärmeleitkörpers both side surfaces are aligned both perpendicular to the top and bottom of the heat conducting body as well as perpendicular to the front and back of the heat conducting body.

1b zeigt einen Wärmeleitkörper, in dem eine Vielzahl von Kanälen mit ihren Längsachsen parallel zu einander und parallel zur Lichtemissionsrichtung im Wärmeleitkörper angeordnet sind. 1b shows a heat conducting body in which a plurality of channels are arranged with their longitudinal axes parallel to each other and parallel to the light emission direction in the heat conducting body.

1c zeigt einen Wärmeleitkörper, in dem eine Vielzahl von Kanälen mit ihren Längsachsen parallel zu einander, parallel zur Laserbarrenbreitenrichtung, das heißt: parallel zur Kontaktfläche und senkrecht zur Lichtemissionsrichtung, im Wärmeleitkörper angeordnet sind. Die 1b' und 1c' zeigen, daß es in der Seitenansicht verschiedene Möglichkeiten gibt, diese Kanäle auszuführen. So können sie als zumindest abschnittsweise verschließbare Kühlrippen sowohl in die Oberseite des Wärmeleitkörpers als auch in die Unterseite des Wärmeleitkörpers eingebracht werden, als einzelne oder in mehreren Lagen vollständig in den Wärmeleitkörper eingebracht werden, oder sich durchgängig von der Oberseite zur Unterseite des Wärmeleitkörpers erstrecken. 1c shows a heat conducting body in which a plurality of channels with their longitudinal axes parallel to each other, parallel to the laser bar width direction, that is: parallel to the contact surface and perpendicular to the light emission direction, are arranged in the heat conducting body. The 1b ' and 1c ' show that there are different ways in page view to execute these channels. So they can be introduced as at least partially closable cooling fins both in the top of the Wärmeleitkörpers and in the underside of the Wärmeleitkörpers, as a single or in several layers are completely introduced into the heat conducting, or extending continuously from the top to the bottom of the heat conducting body.

Beispiele für die Integration eines Zwischenkörpers in die stoffschlüssige Verbindung von Wärmeleitkörper und Laserdiodenbarren zeigen die 1d bis 1e'. Wie beiden Ansichten zu entnehmen ist, liegen die Kontaktfläche des Laserdiodenbarrens und die Anbindungsfläche des Wärmeleitkörpers senkrecht zueinander, was dazu führt, das die Wärmequellenprojektion vollständig außerhalb des Wärmeleitkörpers im Zwischenkörper angeordnet sind.Examples of the integration of an intermediate body in the cohesive connection of heat conducting body and laser diode bar show the 1d to 1e ' , As can be seen from both views, the contact surface of the laser diode bar and the connection surface of the heat conducting body are perpendicular to each other, which leads to the heat source projection being arranged completely outside the heat conducting body in the intermediate body.

Erfindungsgemäß ist in so einer Anordnung die Lage der Kanalstruktur im Wärmeleitkörper beliebig, wobei speziellen Ausführungsvarianten je nach Bedarf der Vorrang eingeräumt werden kann.According to the invention is in such an arrangement, the position of the channel structure in the heat-conducting arbitrarily, wherein special embodiments priority may be given as needed.

Wie in der Draufsicht von 1d dargestellt ist, können eine Vielzahl von Kanälen mit ihren Längsachsen parallel zu einander und parallel zur Lichtemissionsrichtung im Wärmeleitkörper angeordnet sein. Die Seitenansichten in 1d' zeigen, daß verschiedene Kanallagen übereinander in Richtung senkrecht zur Kontaktfläche gestapelt werden können, wobei ein Wärmeleitungsbereich im Wärmeleitkörper von Kanälen ausgespart bleiben kann, der durch eine Projektion der Aufnahmefläche senkrecht zur rückseitigen Anbindungsfläche definiert wird.As in the top view of 1d is shown, a plurality of channels may be arranged with their longitudinal axes parallel to each other and parallel to the light emission direction in the heat conducting body. The side views in 1d ' show that different channel layers one above the other in the direction can be stacked perpendicular to the contact surface, wherein a heat conduction region can remain recessed in the heat conducting body of channels, which is defined by a projection of the receiving surface perpendicular to the rear attachment surface.

Die Draufsicht von 1e zeigt zwei Gruppen mit jeweils einer Vielzahl von Kanälen, die mit ihren Längsachsen parallel zueinander und senkrecht zur Kontaktfläche im Wärmeleitkörper angeordnet sind. Dabei bleibt eine gegen die Lichtemissionsrichtung bis zur rückseitigen Anbindungsfläche ausgedehnte Wärmequellenprojektion frei von Kanälen, so daß sich eine ungehinderte Wärmeleitung von der Aufnahmefläche zur Anbindungsfläche ergibt.The top view of 1e shows two groups, each with a plurality of channels, which are arranged with their longitudinal axes parallel to each other and perpendicular to the contact surface in the heat conducting body. In this case, an extended against the light emission direction to the rear attachment surface heat source projection remains free of channels, so that there is an unimpeded heat conduction from the receiving surface to the connection surface.

Die Seitenansichten in 1e' zeigen, daß die Kanäle in den Wärmeleitkörper eingebettet sein können, oder aber sich von der Oberseite zur Unterseite durchgehend erstrecken können.The side views in 1e ' show that the channels may be embedded in the heat-conducting body, or may extend continuously from the top to the bottom.

Die 1f bis 1g' zeigen die Anordnung von jeweils zwei Kanälen, die übereinander in einem dem Laserdiodenelement in Lichtemissionsrichtung vorgelagerten Bereich oder Vorsprung des Wärmeleitkörpers angeordnet sind. Die Anordnung der 1f und 1f' unterschieden sich von der Anordnung der 1g und 1g' dadurch, dass im ersten Fall der Wärmeleitkörper mit einer Stufe ausgeformt ist, die sich in über einen Absatz hinter dem Vorsprung erhebt und die Aufnahmeflächen umfaßt, während im zweiten Fall ein den Laserdiodenbarren tragender Zwischenkörper in einem ausreichenden Abstand von der frontseitigen Stirnfläche auf der Aufnahmefläche des Wärmeleitkörpers befestigt ist.The 1f to 1g ' show the arrangement of two channels, which are arranged one above the other in a laser diode element in the light emission direction upstream region or projection of the heat conducting body. The arrangement of 1f and 1f ' differed from the arrangement of the 1g and 1g ' in that, in the first case, the heat conducting body is formed with a step which rises above a shoulder behind the projection and comprises the receiving surfaces, while in the second case an intermediate body supporting the laser diode bars is spaced a sufficient distance from the front end face on the receiving surface of the Heat conducting body is attached.

Die 1h bis 1i'' zeigen die Anordnung von Kanälen beiderseits der Wärmequellenprojektion, wobei die Kanäle links und rechts bezüglich der Lichtemissionsrichtung im Wärmeleitkörper angeordnet sind. In 1h beziehungsweise 1h'' sind jeweils zwei Kanäle parallel zu einander und parallel zur Lichtemissionsrichtung im Wärmeleitkörper angeordnet. In 1i beziehungsweis 1i'' sind jeweils eine Gruppe von Kanälen mit ihren Längsachsen parallel zueinander und senkrecht zur Kontaktfläche im Wärmeleitkörper angeordnet sind und sich von der Oberseite zur Unterseite durchgehend erstrecken.The 1h to 1i '' show the arrangement of channels on both sides of the heat source projection, wherein the channels are arranged left and right with respect to the light emission direction in the heat conducting body. In 1h respectively 1h '' each two channels are arranged parallel to each other and parallel to the light emission direction in the heat conducting body. In 1i relationship-oriented 1i '' are each a group of channels with their longitudinal axes parallel to each other and are arranged perpendicular to the contact surface in the heat conducting body and extending continuously from the top to the bottom.

Wie die 1j bis 1k' zeigen, können auch komplexere Kanalstrukturen im Wärmeleitkörper angeordnet sein, beispielsweise solche, die Merkmale der in den 1f bis 1g' dargestellten Kanalstrukturen mit Merkmalen der in 1h bis 1i'' dargestellten Kanalstrukturen verbinden.As the 1j to 1k ' show more complex channel structures may be arranged in the heat conducting body, for example, those of the features in the 1f to 1g ' illustrated channel structures with features of in 1h to 1i '' Connect shown channel structures.

So erstrecken sich in dem in 1j und 1j' dargestellten Beispiel zwei übereinanderliegende U-förmige Kanäle um die Wärmequellenprojektion herum, wobei der Mittelschenkel der Kanäle in Bereich eines Vorsprungs des Wärmeleitkörpers gegenüber dem Laserdiodenbarren liegt. In dem in 1k und 1k' dargestellten Beispiel erstreckte sich die Kanalstruktur fast vollständig um die Wärmequellenprojektion herum, wobei im Zentralbreich des Vorsprung eine Umkehr des Kühlmittelflusses vorgesehen ist, die es gestattet, zum einen die Kanäle über zwei außermittig angeordneten Zu- und Ablauföffnungen an einen Kühlmittelkreislauf anzuschließen und zum anderen den Kühlmittelfluß strömungstechnisch weitgehend symmetrisch zur Wärmequelle auszubilden, so dass der Laserdiodenbarren im Betrieb keine nennenswerte Temperaturdifferenz zwischen seiner linken und rechten Seite erfährt, wie dies im Gegensatz dazu im vorangegangen Beispiel möglich ist.So extend in the in 1j and 1j ' illustrated example, two superimposed U-shaped channels around the heat source projection around, wherein the central leg of the channels in the region of a projection of the heat conduction body is opposite to the laser diode bar. In the in 1k and 1k ' As shown, the channel structure extended almost completely around the heat source projection, wherein in the Zentralbreich of the projection, a reversal of the coolant flow is provided, which allows to connect the channels via two off-center inlet and outlet ports to a coolant circuit and on the other hand, the coolant flow fluidically form largely symmetrical to the heat source, so that the laser diode bar during operation undergoes no appreciable temperature difference between its left and right side, as is possible in contrast to the previous example.

1l zeigt die skizzenhafte Darstellung der Seitenansicht eines ersten Ausführungsbeispieles der Wärmeübertragungsvorrichtung mit einem Wärmeleitkörper 120 und einem Halbleiterbauelement 110 als Wärmequelle, wobei das Halbleiterbauelement 110 – hier ein kantenemittierender Laserdiodenbarren – an der Kante der Frontseite des Wärmeleitkörpers 120 angeordnet ist. Die Lichtemissionsrichtung des Laserdiodenbarrens ist durch einen Pfeil 113 verdeutlicht. Zudem wird durch das Bezugszeichen 112 die dem Wärmeleitkörper 120 abgewandte Kontaktfläche des Halbleiterelements 110 gezeigt. 1l shows the sketchy representation of the side view of a first embodiment of the heat transfer device with a heat-conducting body 120 and a semiconductor device 110 as a heat source, wherein the semiconductor device 110 - Here, an edge-emitting laser diode bar - at the edge of the front of the Wärmeleitkörpers 120 is arranged. The light emission direction of the laser diode bar is indicated by an arrow 113 clarified. In addition, by the reference numeral 112 the heat conducting body 120 remote contact surface of the semiconductor element 110 shown.

Im hinteren, das heißt bezüglich des Laserdiodenbarrens entgegen der Lichtemission liegenden, Bereich des Wärmeleitkörpers 120 ist eine erste Kanalstruktur 130 ausgebildet, die einen ersten Zulauf 141 und einen ersten Ablauf 151 aufweist. Die Kanalstruktur 130 ist hierbei als Mikrokanalstruktur ausgebildet. Auf einer, dem Laserdiodenbarren zugewandten, Oberseite des Wärmeleitkörpers 120 ist eine Zulauföffnung 140 zur Aufnahme eines Kühlmittels ausgebildet, wodurch das Kühlmittel der ersten Kanalstruktur 130 zuleitbar ist. Gleichermaßen ist eine Ablauföffnung 150 mit dem ersten Ablauf 151 gekoppelt, um das Kühlmittel aus der ersten Kanalstruktur 130 abzuleiten. Die der Oberseite gegenüberliegenden Unterseite des Wärmeleitkörpers 120 bildet eine Anbindungsfläche 123 aus, die es bei einem konduktiven Wärmeübergang gestattet, die Wärme an einen dort befestigbaren Wärmeabfuhrkörper (vgl.In the rear, that is with respect to the laser diode bar opposite to the light emission, the region of the Wärmeleitkörpers 120 is a first channel structure 130 trained, the first inflow 141 and a first course 151 having. The channel structure 130 is designed here as a microchannel structure. On one, the laser diode bar facing the top of the Wärmeleitkörpers 120 is an inlet opening 140 adapted to receive a coolant, whereby the coolant of the first channel structure 130 can be supplied. Equally, there is a drain hole 150 with the first procedure 151 coupled to the coolant from the first channel structure 130 derive. The underside of the Wärmeleitkörpers opposite the upper side 120 forms a connection surface 123 from, which allows for a conductive heat transfer, the heat to a heat dissipator attachable there (see.

4a/b und 5l) beziehungsweise an einen Wärmeaufnahmekörper einer den Wärmeabfuhrkörper enthaltenden Wärmeabfuhrvorrichtung abzugeben (vgl. 7c). 4a /Federation 5l ) or to a heat receiving body of a heat dissipation body containing heat dissipating device (see. 7c ).

Die Wärmequellenprojektion 122 des Halbleiterbauelements 110 senkrecht zu seiner Kontaktfläche ist – wie durch die gestrichelte Begrenzungslinie verdeutlicht wird – im vorderen Bereich des Wärmeleitkörpers 120 unterhalb des Halbleiterbauelements 110 angeordnet. Im Projektionsvolumen selbst sind keine Kanalstrukturen ausgebildet, und der Wärmeleitkörper 120 ist im Bereich der Wärmequellenprojektion zur Reduzierung des thermischen Widerstands ohne einen Hohlraum und aus einem einzigen Stück ausgebildet.The heat source projection 122 of the semiconductor device 110 perpendicular to its contact surface is - as is illustrated by the dashed boundary line - in the front region of the Wärmeleitkörpers 120 below the semiconductor device ments 110 arranged. In the projection volume itself, no channel structures are formed, and the heat-conducting body 120 is designed in the area of heat source projection to reduce the thermal resistance without a cavity and from a single piece.

Der beschriebene Wärmeleitkörper 120 gestattet durch Kühlmittel, das durch die erste Kanalstruktur 130 fließt, die Wärme des Halbleiterbauelements 110 konvektiv abzuleiten. Alternativ ist der Wärmeleitkörper 120 mit oder ohne einen vermittelnden Wärmeaufnahmekörper (vgl. 7c) konduktiv durch einen angeschlossene Wärmeabfuhrkörper kühlbar. Beide Wärmeabfuhrvarianten sind gleichzeitig oder einzeln einsetzbar und gestatten somit einen besonders flexiblen Einsatz des Wärmeleitkörpers 120 in der Wärmeübertragungsvorrichtung.The described heat-conducting body 120 permitted by coolant passing through the first channel structure 130 flows, the heat of the semiconductor device 110 convectively derive. Alternatively, the heat-conducting body 120 with or without a mediating heat-absorbing body (see. 7c ) Conductive by a connected heat dissipation body coolable. Both heat dissipation variants can be used simultaneously or individually and thus allow a particularly flexible use of the heat-conducting body 120 in the heat transfer device.

In 1m wird die skizzenhafte Darstellung der Draufsicht des ersten Ausführungsbeispieles gezeigt. Die Vielzahl der ersten Kanalstrukturen 130 ist hierbei so ausgebildet, dass die Zuleitung des Kühlmittels in den ersten Zulauf 141 der ersten Kanalstruktur 130 durch die gemeinsame Zulauföffnung 140 erfolgt. Hierbei sind die Kanäle der ersten Kanalstruktur 130 parallel angeordnet und durch einen gemeinsamen Zulauf 141 miteinander gekoppelt. Nicht zu sehen ist die gemeinsame Ablauföffnung 150, die ein Ableiten des Kühlmittels gestattet. Auch in 1b ist die Emissionsrichtung des Laserbarrens durch Pfeile 113 dargestellt. Die Vielzahl der Pfeile verdeutlicht, dass ein Laserdiodenbarren mit mehreren Emittern verwendet wird.In 1m the sketchy representation of the top view of the first embodiment is shown. The multiplicity of the first channel structures 130 is here designed so that the supply of the coolant in the first inlet 141 the first channel structure 130 through the common inlet opening 140 he follows. Here are the channels of the first channel structure 130 arranged in parallel and through a common inlet 141 coupled together. You can not see the common drainage opening 150 , which allows a discharge of the coolant. Also in 1b is the emission direction of the laser bar by arrows 113 shown. The large number of arrows illustrates that a laser diode bar with multiple emitters is used.

Ein zweites Ausführungsbeispiel ist in 2a und 2b dargestellt, wobei es sich dort bei dem wärmeerzeugenden Halbleiterbauelement 210 um eine Einzellaserdiode handelt. 2a zeigt eine skizzenhafte Darstellung der Frontansicht. Das Halbleiterbauelement 210 ist mittig auf dem Wärmeleitkörper 220 aufgebracht, wobei die Einzellaserdiode an der Kante der Frontseite angeordnet ist und die Emissionsrichtung somit aus der Bildebene heraus gerichtet ist.A second embodiment is in 2a and 2 B shown, where it is in the heat-generating semiconductor device 210 is a single laser diode. 2a shows a sketchy representation of the front view. The semiconductor device 210 is centered on the heat conduction body 220 applied, wherein the single-laser diode is disposed at the edge of the front side and the emission direction is thus directed out of the image plane.

Zusätzlich zu der ersten Kanalstruktur 230 ist eine zweite Kanalstruktur 231 ausgebildet, die der ersten Kanalstruktur 230 strömungstechnisch parallel zugeschaltet ist. Die zweite Kanalstruktur 231 weist wie die erste Kanalstruktur 230 einen zweiten Zulauf 242 bzw. einen zweiten Ablauf 252 auf, der das Kühlmittel von der Zulauföffnung 240 zu der zweiten Kanalstruktur 231 leitet bzw. von der zweiten Kanalstruktur 231 zur Ablauföffnung 250 leitet.In addition to the first channel structure 230 is a second channel structure 231 formed, that of the first channel structure 230 fluidly connected in parallel. The second channel structure 231 points like the first channel structure 230 a second feed 242 or a second process 252 on, the coolant from the inlet opening 240 to the second channel structure 231 leads or from the second channel structure 231 to drain opening 250 passes.

Die Kanalstrukturen 230 und 231 sind links bzw. rechts der Projektion 222 ausgebildet, die gekennzeichnet und begrenzt ist durch die gestrichelten Linien in 2a. Auch in diesem Wärmeleitkörper 220 verlaufen keine Kanäle oder sonstige Hohlräume im Bereich der Projektion, um den thermischen Widerstand so gering wie möglich zu halten und sich somit die Vorteile der Erfindung zu Nutzen zu machen.The channel structures 230 and 231 are left and right of the projection 222 formed, which is characterized and limited by the dashed lines in 2a , Also in this heat-conducting body 220 No channels or other cavities extend in the area of the projection in order to minimize the thermal resistance and thus to take advantage of the advantages of the invention.

Wie in der Draufsicht des zweiten Ausführungsbeispiels in 2b zu sehen ist, sind die Kanalstrukturen 230, 231 seitlich der Längsseiten der größten lateralen Ausdehnung des Halbleiterelements 210 angeordnet. Die einzelnen Kanäle der jeweiligen Kanalstrukturen 230, 231 sind hierbei parallel zueinander angeordnet und stehen auf die Längsseite der größten lateralen Ausdehnung des Halbleiterelements 210 senkrecht. Die Haupterstreckung der einzelnen Kanäle erfolgt in vertikaler Richtung, so dass das Kühlmittel von oben nach unten fließt.As in the plan view of the second embodiment in 2 B can be seen, are the channel structures 230 . 231 side of the long sides of the largest lateral extent of the semiconductor element 210 arranged. The individual channels of the respective channel structures 230 . 231 are arranged parallel to each other and stand on the long side of the largest lateral extent of the semiconductor element 210 perpendicular. The main extension of the individual channels takes place in the vertical direction, so that the coolant flows from top to bottom.

Die ersten und zweiten Zuläufe 241 und 242 der ersten und zweiten Kanalstrukturen 230 und 231 sind miteinander gekoppelt, so dass über die einzige Zulauföffnung 240 Kühlflüssigkeit zugeleitet wird. Auch die einzige Ablauföffnung 250 ist ausreichend, um Kühlflüssigkeit aus den ersten und zweiten Abläufen 251 und 252 abzuleiten.The first and second feeds 241 and 242 the first and second channel structures 230 and 231 are coupled together so that over the single inlet opening 240 Coolant is supplied. Also the only drain hole 250 is sufficient to cool liquid from the first and second processes 251 and 252 derive.

3a und b zeigen zwei Ansichten einer Wärmeübertragungsvorrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel zur Kühlung von drei Halbleiterbauelementen 310, hier Leuchtdioden, von denen eine erste im blauen Spektralbereich, eine zweite im grünen Spektralbereich und eine dritte im roten Spektralbereich emittiert. Die Lichtemissionrichtungen sind durch die drei Pfeile 313 angezeigt. Zur getrennten elektrischen Ansteuerung sind die drei Leuchtdioden über elektrisch von einander getrennte, metallische Leiterzüge 324 auf einen elektrisch isolierenden Grundkörper 325 aufgebracht, der zusammen mit den Leiterzügen 324 und 326 den Wärmeleitkörper 320 bildet und zwei Kanalstrukturen 330 und 331, hier Mikrokanalstrukturen, aufweist. 3a and b show two views of a heat transfer device according to a third embodiment for cooling three semiconductor devices 310 here light-emitting diodes, one of which emits a first in the blue spectral range, a second in the green spectral range and a third in the red spectral range. The light emission directions are indicated by the three arrows 313 displayed. For separate electrical control, the three LEDs are electrically separated from each other, metallic conductor tracks 324 on an electrically insulating body 325 applied, which together with the conductor tracks 324 and 326 the heat conducting body 320 forms and two channel structures 330 and 331 , here microchannel structures, has.

Nicht bezeichnete Bonddrähte bilden eine elektrische Verbindung der von dem Wärmeleitkörper 320 abgewandten elektrischen Kontaktflächen 312 der Leuchtdioden mit den elektrischen Leiterzügen 326 aus, während die dem Wärmeleitkörper 320 zugewandten Kontaktflächen direkt auf den elektrischen Leiterzügen 324 aufliegen.Non-designated bonding wires form an electrical connection of the heat-conducting body 320 remote electrical contact surfaces 312 the light-emitting diodes with the electrical conductor tracks 326 off while the heat conduction body 320 facing contact surfaces directly on the electrical conductor tracks 324 rest.

Diese Anordnung ist beispielweise als Lichtquelle für Videoprojektoren geeignet, die sich je nach Auswahl der Wärmeabfuhrmethode in zwei unterschiedliche Klassen der Lichtstärke betreiben lassen. In einer Gruppe mit einer niedrigen Lichtstärke ist die an der Anbindungsfläche 323 angeschlossene (nicht dargestellte) Wärmeabfuhrvorrichtung als Wärmesenke verwendbar, in der die Wärme zuvor über einen Wärmeaufnahmekörper gespreizt und direkt oder über ein Peltiermodul in einen Rippenkühler geführt wird, der die Wärme an vorbeiströmende Umgebungsluft abgibt. Bei einer hohen Lichtstärke ist der Wärmeleitkörper 320 als Wärmesenke unter konvektiver Abgabe der Wärme an ein durch die Mikrokanäle zirkulierendes flüssiges Kühlmedium verwendbar.This arrangement is suitable, for example, as a light source for video projectors, which can be operated depending on the choice of heat dissipation method in two different classes of light intensity. In a group with a low light intensity is the at the connection surface 323 connected (not shown) heat removal device used as a heat sink, in which the heat is previously spread over a heat receiving body and passed directly or via a Peltier module in a fin cooler, the heat flowing past Umge exhausts air. At a high light intensity is the heat-conducting body 320 as a heat sink with convective heat release to a liquid cooling medium circulating through the microchannels.

Bei einem vierten Ausführungsbeispiel, von dem eine erste Variante in den 4a und 4b dargestellt ist, ist das wärmeerzeugende Halbleiterelement 410 ein Laserdiodenbarren. Die 4a zeigt den mittigen Querschnitt durch eine Explosionsdarstellung einer Diodenlaserkomponente 415 und 4b zeigt die Diodenlaserkomponente 415 im montierten Zustand. Die Kühlmittelzufuhr und -abfuhr in den bzw. aus dem Wärmeleitkörper 420 erfolgt in diesem Ausführungsbeispiel über einen Anschlusskörper 480, der auf der dem Laserdiodenelement zugewandten Seite des Wärmeleitkörpers 420 befestigt ist.In a fourth embodiment, of which a first variant in the 4a and 4b is shown, is the heat-generating semiconductor element 410 a laser diode bar. The 4a shows the central cross section through an exploded view of a diode laser component 415 and 4b shows the diode laser component 415 in the assembled state. The coolant supply and discharge into and out of the heat-conducting body 420 takes place in this embodiment via a connection body 480 on the side of the heat conduction body facing the laser diode element 420 is attached.

Der Wärmeleitkörper 420 ist eine Mikrokanalwärmesenke, die durch das Verbinden von fünf Lagen Kupfer hergestellt ist. Der Laserdiodenbarren ist mit Indiumlot an der Kante zur Frontseite des Wärmeleitkörpers 420 befestigt. Ferner ist eine Isolierplatte 460 direkt auf der dem Halbleiterbauelement 410 zugewandten Seite des Wärmeleitkörpers 420 abseits des Halbleiterbauelements 410 am Wärmeleitkörper 420 befestigt. Bei der Isolierplatte 460 handelt es sich um eine Polyimidfolie, die einen direkten Stromfluss zwischen dem Wärmeleitkörper 420 und dem Anschlusskörper 480 unterbindet. Zusätzlich wird ein elektrisch leitfähiges Kontaktelement 470 zur elektrischen Kontaktierung des Halbleiterbauelements 410 auf der dem Wärmeleitkörper 420 abgewandten Kontaktfläche 412 des Halbleiterbauelements 410 verwendet. Das elektrische Kontaktelement 470 ist ein Kupferblechstreifen, der mit elektrisch leitfähigem Klebstoff am Laserdiodenbarren befestigt ist.The heat-conducting body 420 is a microchannel heat sink made by joining five layers of copper. The laser diode bar is with indium solder at the edge to the front of the heat conduction body 420 attached. Further, an insulating plate 460 directly on the semiconductor device 410 facing side of the Wärmeleitkörpers 420 away from the semiconductor device 410 on the heat conducting body 420 attached. At the insulating plate 460 it is a polyimide film that provides a direct flow of current between the heat conduction body 420 and the connector body 480 in derogation. In addition, an electrically conductive contact element 470 for electrical contacting of the semiconductor device 410 on the heat conduction body 420 remote contact surface 412 of the semiconductor device 410 used. The electrical contact element 470 is a sheet of copper foil that is attached to the laser diode bar with electrically conductive adhesive.

Der Anschlusskörper 480 ist auf dem Kontaktelement 470 angeordnet und ist aus einem elektrisch isolierenden Grundkörper 482 ausgebildet. Eine elektrische Schicht 483 auf dem elektrisch isolierenden Grundkörper 482 ist ein fertigungstechnischer Bestandteil des Anschlusskörpers 480 und bildet einen elektrischen Kontakt mit dem elektrisch leitfähigen Kontaktelement 470 aus. Ein erstes Anschlusselement 481 ist zur elektrischen Kontaktierung der elektrischen Schicht 483 des Anschlusskörpers 480, der elektrisch in Verbindung mit dem elektrisch leitfähigen Kontaktelement 470 steht, ausgebildet und gestattet den Anschluss an eine Stromquelle (nicht gezeigt).The connection body 480 is on the contact element 470 arranged and is made of an electrically insulating body 482 educated. An electrical layer 483 on the electrically insulating base body 482 is a manufacturing component of the connection body 480 and forms an electrical contact with the electrically conductive contact element 470 out. A first connection element 481 is for electrical contacting of the electrical layer 483 of the connection body 480 electrically connected to the electrically conductive contact element 470 is standing, trained and allows the connection to a power source (not shown).

Ein erstes Kühlmittelanschlusselement 448 ist am Anschlusskörper 480 befestigt und dient zur Aufnahme eines Kühlmittels und zur Zuleitung des Kühlmittels zur Zulauföffnung 440 im Wärmeleitkörper 420. Ein Vorlauf 447 des Anschlusskörpers 480 ist hierbei für die Zuleitung so ausgebildet, dass das Kühlmittel durch einen ersten Kontaktelementdurchbruch 471 und einen ersten Isolierplattendurchbruch 461 in die Zulauföffnung 440 des Wärmeleitkörpers 420 leitbar ist und von dort in die Kanalstruktur 430 weitergeleitet wird. Ein Einlassdichtring 445 dichtet die Zulauföffnung 440 gegenüber dem vom Anschlusskörper 480 in die Zulauföffnung 440 fließenden Kühlmittel ab.A first coolant connection element 448 is at the connection body 480 attached and serves to receive a coolant and to supply the coolant to the inlet opening 440 in the heat conducting body 420 , A lead 447 of the connection body 480 is designed for the supply line so that the coolant through a first contact element breakthrough 471 and a first insulation panel breakthrough 461 in the inlet opening 440 the Wärmeleitkörpers 420 is conductive and from there into the channel structure 430 is forwarded. An inlet seal 445 seals the inlet opening 440 opposite to the connection body 480 in the inlet opening 440 flowing coolant from.

Zur Abgabe des Kühlmittels weist der Anschlusskörper 480 ein zweites Kühlmittelanschlusselement 458 auf. Das Kühlmittel wird aus der Kanalstruktur 430 zur Ablauföffnung 450 des Wärmeleitkörpers 420 geleitet und von dort durch einen zweiten Isolierplattendurchbruch 462 und einen zweiten Kontaktelementdurchbruch 472 an einen Rücklauf 457 des Anschlusskörpers 480 überführt. Ein Auslassdichtring 455 ist rücklaufseitig zur Abdichtung eingesetzt.To dispense the coolant, the connector body 480 a second coolant connection element 458 on. The coolant is removed from the channel structure 430 to drain opening 450 the Wärmeleitkörpers 420 passed and from there through a second Isolierplattdurchbruch 462 and a second contact element breakdown 472 to a return 457 of the connection body 480 transferred. An outlet sealing ring 455 is used on the return side for sealing.

Der Wärmeleitkörper 420 ist mit einem elektrisch leitfähigen Klebstoff, der auf die Anbindungsfläche 423 aufgetragen ist, stoffschlüssig an einen elektrisch leitenden Wärmeaufnahmekörper 490 aus Kupfer befestigt, der ein zweites elektrisches Anschlusselement 491 aufweist. Das Anschlusselement 491 ist zur Kontaktierung mit wenigstens einem elektrischen Anschluss einer Stromquelle (nicht gezeigt) ausgebildet, wobei der Anschluss der Stromquelle zum Anschluss einer Stromquelle, die mit dem ersten Anschlusselement 481 gekoppelt ist, gegenpolig ist.The heat-conducting body 420 is using an electrically conductive adhesive on the bonding surface 423 is applied, cohesively to an electrically conductive heat-absorbing body 490 made of copper, which has a second electrical connection element 491 having. The connection element 491 is for contacting with at least one electrical connection of a power source (not shown), wherein the connection of the power source for connection of a power source connected to the first connection element 481 coupled, is opposite polarity.

Die Wärmeübertragungsvorrichtung 415 wird komplettiert durch einen am Wärmeaufnahmekörper 490 befestigte Wärmeabfuhrkörper 498, die eine – nicht dargestellte – Wärmeübertragungsstruktur für eine zur Kanalstruktur im Wärmeleitkörper alternativen oder zusätzlichen konvektiven Wärmeübertragung aufweist. Im vorligenden Fall sei diese Wärmeübertragungsstruktur eine Rippenstruktur, die durch ein Gebläse beziehungsweise einem Lüfter mit Umgebungsluft beströmt wird. Der Wärmeübergang vom Wärmeaufnahmekörper 490 zum Wärmeabfuhrkörper 498 wird durch eine zwischen Wärmeaufnahmekörper 490 und Wärmeabfuhrkörper 498 gebrachte elektrisch isolierende Wärmeleitfolie 499 verbessert.The heat transfer device 415 is completed by a heat absorbing body 490 fixed heat dissipation body 498 , which has a - not shown - heat transfer structure for a channel structure in the heat conducting body alternative or additional convective heat transfer. In the preceding case, this heat transfer structure is a rib structure, which is flown through by a fan or a fan with ambient air. The heat transfer from the heat absorption body 490 to the heat dissipation body 498 is through a between heat absorbing body 490 and heat dissipation body 498 placed electrically insulating heat conducting foil 499 improved.

Die Wärmeübertragungsvorrichtung gestattet bei diesem vierten Ausführungsbeispiel besonders vorteilhaft den Laserbarren mit Strom zu versorgen. Das erste Anschlusselement 481, das mit einem ersten Anschluss einer Stromquelle gekoppelt ist, ist durch die metallische Schicht 483 und das Kontaktelement 470 elektrisch mit der dem Wärmeleitkörper 420 abgewandten Kontaktfläche 412 des Halbleiterbauelements 410 gekoppelt. Gleichzeitig verhindert die Isolierplatte 460 die elektrische Kontaktierung des Wärmeleitkörpers 420 mit dem Kontaktelement 470. Die dem Wärmeleitkörper 420 zugewandte Kontaktfläche 411 des Halbleiterbauelements 410 ist elektrisch leitend mit dem Wärmeleitkörper 420 gekoppelt. Ebenso ist der Wärmeleitkörper 420 und der Wärmeaufnahmekörper 490 elektrisch leitend ausgebildet und beide sind über das zweite Anschlusselement 491 mit einem zweiten, zum ersten Anschluss gegenpoligen Anschluss einer Stromquelle verbunden. Die Dichtringe 445 und 455 verhindern zusätzlich, dass Strom mit der Kühlflüssigkeit in Berührung kommt.The heat transfer device allows in this fourth embodiment, particularly advantageous to power the laser bar. The first connection element 481 that is coupled to a first terminal of a power source is through the metallic layer 483 and the contact element 470 electrically with the heat conducting body 420 remote contact surface 412 of the semiconductor device 410 coupled. At the same time prevents the insulating plate 460 the electrical contact of the Wärmeleitkörpers 420 with the contact element 470 , The heat conducting body 420 facing contact surface 411 of the semiconductor device 410 is electrically conductive with the heat conducting body 420 coupled. Likewise, the heat-conducting body 420 and the heat receiving body 490 formed electrically conductive and both are via the second connection element 491 connected to a second, opposite to the first terminal terminal of a power source. The sealing rings 445 and 455 additionally prevent electricity from coming in contact with the coolant.

Wie durch die gestrichelte Linie gekennzeichnet ist, ist in der Projektion der Grundfläche des Laserbarrens keine Kanalstruktur ausgebildet, wodurch sich das Laserdiodenelement sowohl konvektiv als auch konduktiv kühlen lässt. Die Projektion umfasst insbesondere den Bereich des Wärmeleitkörpers 420, der zwischen der Aufnahmefläche (vgl. 6a, 5c, 6a und 7a) und dem Halbleiterbauelement 410 liegt. Darüber hinaus weist der Wärmeaufnahmekörper 490 in diesem Bereich ebenfalls keine Kanäle auf, so dass im Falle einer rein konduktiven Kühlung auch hier ein sehr geringer thermischer Widerstand vorzufinden ist.As indicated by the dashed line, no channel structure is formed in the projection of the base of the laser bar, which allows the laser diode element to be cooled both convectively and conductively. The projection comprises in particular the area of the heat conduction body 420 which between the receiving surface (see. 6a . 5c . 6a and 7a ) and the semiconductor device 410 lies. In addition, the heat absorption body has 490 In this area also no channels, so that in the case of a purely conductive cooling here also a very low thermal resistance is to be found.

Der Wärmeleitkörper 420 vereint eine Reihe von Funktionen in der Wärmeübertragungsvorrichtung. Zum einen gestattet er die konvektive und konduktive Kühlung des Halbleiterbauelements, weist also eine thermische Funktion auf. Gleichzeitig dient er als elektrischer Kontakt und ermöglicht das Zuführen bzw. Abführen von Strom. Und drittens ist der Wärmeleitkörper 420 auch zur Befestigung des Wärmeaufnahmekörpers 490 verwendbar.The heat-conducting body 420 combines a number of functions in the heat transfer device. First, it allows the convective and conductive cooling of the semiconductor device, so has a thermal function. At the same time it serves as an electrical contact and allows the supply or removal of electricity. And third is the heat-conducting body 420 also for fixing the heat receiving body 490 usable.

Eine zweite Variante des vierten Ausführungsbeispieles ist in den 4c und 4d dargestellt. Die zweite Variante unterscheidet sich von der ersten Variante im wesentlichen dadurch, daß die Kühlflüssigkeit nicht über den Anschlußkörper 480 zum Wärmeleitkörper zu- und vom Wärmeleitkörper abgeführt wird, sondern über den Wärmeaufnahmekörper 490. Ein weiterer Unterschied zur ersten Variante besteht darin, daß das elektrisch leitfähige Kontaktelement 470 aus einer Vielzahl von Bonddrähten besteht, die mit ihren ersten Enden an der substratseitigen Kontaktfläche 412 des Laserdiodenbarrens 410 und mit ihren zweiten Enden an einer Metallschicht 467 eines als Schichtkörper 465 ausgebildeten elektrischen Isolationskörpers befestigt sind. Der Schichtkörper 465 besteht aus einer Isolationsschicht 466 aus Aluminiumoxid, die aus mechanischen Symmetriegründen sowohl an ihrer dem Wärmeleitkörper 420 zugewandten Seite mit einer Metallschicht 468 aus Kupfer als auch an ihrer dem Wärmeleitkörper 420 abgewandten Seite mit einer Metallschicht 467 aus Kupfer versehen ist.A second variant of the fourth embodiment is in the 4c and 4d shown. The second variant differs from the first variant essentially in that the cooling liquid is not above the connector body 480 to the heat-conducting body and removed from the heat-conducting body, but over the heat-absorbing body 490 , Another difference from the first variant is that the electrically conductive contact element 470 consists of a plurality of bonding wires, with their first ends on the substrate-side contact surface 412 of the laser diode bar 410 and with its second ends on a metal layer 467 one as a laminated body 465 trained electrical insulation body are attached. The laminated body 465 consists of an insulation layer 466 made of alumina, which for mechanical symmetry reasons both at its the heat conduction body 420 facing side with a metal layer 468 made of copper as well as on its heat-conducting body 420 opposite side with a metal layer 467 made of copper.

Die 5a–l dienen der Veranschaulichung vier verschiedener Varianten eines fünften Ausführungsbeispieles der erfindungsgemäßen Warmeübertragungsvorrichtung, das daruch gekennzeichnet ist, daß eine Reihe von Nuten 530 abseits des Halbleiterbauelementes 510 – hier des Laserdiodenbarrens 510 – in eine, dem Halbieiterbauelement zugewandte und zur Kontaktfläche parallelen Oberfläche des Wärmeleitkörpers 520 eingebracht sind. Die vier verschiedenen Varianten repräsentieren vier unterschiedliche Ausführungsformen derart gekennzeichneter Wärmeleitkörper 520. Speziell stellen die 5a–d Bauteile einer ersten Variante, die 5e–f Bauteile einer zweiten Variante, die 5h–j Bauteile einer dritten. Variante, 5k das Bauteil einer vierten Variante und 5l die Wärmeübertragungsvorrichtung 515 in einer vierten Variante dar.The 5a 1 serve to illustrate four different variants of a fifth embodiment of the heat transfer device according to the invention, which is characterized in that a number of grooves 530 away from the semiconductor device 510 - here the laser diode bar 510 - In one, the Halbieiterbauelement facing and parallel to the contact surface surface of the Wärmeleitkörpers 520 are introduced. The four different variants represent four different embodiments of heat-conducting bodies characterized in this way 520 , Specifically, the 5a -D components of a first variant, the 5e -F components of a second variant, the 5h -J components of a third. Variant, 5k the component of a fourth variant and 5l the heat transfer device 515 in a fourth variant.

In allen vier Varianten sind eine Reihe von Nuten 530 in die besagte Oberfläche des Wärmeleitkörpers 520 eingebracht (5a, 5e, 5h). Die Einbringung kann durch mechanische Bearbeitung wie Sägen oder Fräsen, chemisch durch isotropes oder anisotropes Ätzen oder aber durch Laserschneiden sowie durch Kombinationen der genannten Methoden erzielt werden.In all four variants are a set of grooves 530 in the said surface of the Wärmeleitkörpers 520 brought in ( 5a . 5e . 5h ). The introduction can be achieved by mechanical processing such as sawing or milling, chemically by isotropic or anisotropic etching or by laser cutting and by combinations of the mentioned methods.

In allen vier Varianten wird durch eine im Bereich der Nutenreihe 530 an der Oberfläche des Wärmeleitkörpers 520 befestigte Isolierplatte 560 (5b) aus Aluminumoxid mit zwei Durchbrüchen 561 und 562, die der Nutenreihe 530 abschnittsweise gegenüberliegen, die Nutenreihe 530 zumindest in einem Abschnitt, der dem Bereich zwischen den beiden Durchbrüchen 561 und 562 gegenüberliegt, zu einer geschlossenen Kanalstruktur abgedichte. Dabei sind die Nuten 530 hinsichtlich ihrer Längsachsen parallel zu wenigstens einer Verbindungslinie zwischen den beiden Durchbrüchen 561 und 562 ausgerichtet, so daß ein Durchströmung der Nutenreihe 530 durch Einlass einer Kühlflüssigkeit in den ersten Durchbruch 561 und Auslass der Kühlflüssigkeit durch den zweiten Durchbruch 562 möglich ist (5c, 5f, 5i). Die Montage der Isolierplatte 560 erfolgt vorzugsweise nach der Laserdiodenbarrenmontage auf dem Wärmeleitkörper 520 unter Verwendung eines Klebstoffes. Alternativ wird anstatt der Aluminiumoxidkeramik als Isolationselement eine Aluminiumnitridkeramik verwendet, die beidseitig mit einer Kupferschicht versehen ist und die auf der denn Wärmeleitkörper abgewandten Seite eine über die Keramik hinausstehende Kontaktfahne aus Kupfer aufweist. In diesem Fall wird analog der zweiten Variaten des vierten Ausführungsbeispiels die dem Wärmeleitkörper 520 zugewandte Kupferschicht vor der Laserbarrenmontage an die Kühlstruktur angelötet und als elektrisches Kontaktelement eine Reihe von Bonddrähten verwendet, die die dem Wärmeleitkörper 520 abgewandte Kupferschicht elektrisch mit der freien Laserdiodenbarrenkontaktfläche verbinden.In all four variants is by a in the range of Nutenreihe 530 on the surface of the heat conducting body 520 fixed insulating plate 560 ( 5b ) made of aluminum oxide with two openings 561 and 562 , the row of grooves 530 sections opposite, the row of grooves 530 at least in a section that is the area between the two breakthroughs 561 and 562 opposite, sealed to a closed channel structure. Here are the grooves 530 with respect to their longitudinal axes parallel to at least one connecting line between the two openings 561 and 562 aligned, so that a flow through the Nutenreihe 530 by introducing a cooling liquid into the first breakthrough 561 and outlet of the cooling fluid through the second opening 562 is possible ( 5c . 5f . 5i ). The mounting of the insulating plate 560 is preferably carried out after the laser diode bar assembly on the heat conducting body 520 using an adhesive. Alternatively, instead of the aluminum oxide ceramic as an insulating element, an aluminum nitride ceramic is used, which is provided on both sides with a copper layer and on the side facing away from the heat-conducting body has a projecting beyond the ceramic contact lug made of copper. In this case, analogous to the second variant of the fourth embodiment, the heat-conducting body 520 soldered facing copper layer prior to the laser bar assembly to the cooling structure and used as an electrical contact element, a series of bonding wires, the heat conduction 520 opposite copper layer electrically connected to the free laser diode bar contact surface the.

In allen vier Varianten von Diodenlaserkomponenten 514 des fünften Ausführungsbeispieles ist das elektrische Kontaktelement 570 ein Kupferblech, das mit elektrisch leitfähigem Klebstoff am der dem Wärmeleitkörper abgewandten Kontaktfläche des Laserdiodenbarrens befestigt wurde, ein Anschlusselement 581 zur Befestigung eines elektrischen Kontaktes aufweist sowie einen Durchbruch 571, der sowohl in Deckung mit dem ersten Durchbruch 561 als auch mit dem zweiten Durchbruch 562 der Isolierplatte 560 liegt (5d, 5g, 5j, 5k). Damit kann die Kühlmittelzufuhr zum ersten Durchbruch 561 und die Kühlmittelabfuhr vom zweiten Durchbruch durch den einen Durchbruch 571 im Kontaktelement erfolgen. Durch die Isolierplatte 560 ist das Kontaktelement 570 elektrisch von der Nutenreihe 530 getrennt.In all four variants of diode laser components 514 of the fifth embodiment is the electrical contact element 570 a copper sheet, which has been fixed with electrically conductive adhesive on the heat conducting body remote from the contact surface of the laser diode bar, a connection element 581 for fixing an electrical contact and has a breakthrough 571 that covers both with the first breakthrough 561 as well as the second breakthrough 562 the insulating plate 560 lies ( 5d . 5g . 5y . 5k ). This allows the coolant supply to the first breakthrough 561 and the coolant discharge from the second breakthrough through the one breakthrough 571 done in the contact element. Through the insulating plate 560 is the contact element 570 electrically from the row of slots 530 separated.

Die Unterschiede der vier Varianten Wärmeleitkörper werden anhand der Querschnittsansichten der 5d, 5g, 5j und 5k deutlich:
In der ersten Variante ist der Wärmeleitkörper 520 aus einem Stück gefertigt und elektrisch leitfähig, so daß die Rippen zwischen den Nuten 530 in elektrischer Verbindung mit der Kontaktfläche des Laserdiodenbarrens 510 steht, die stoffschlüssig an der Aufnahmefläche befestigt ist (5d). Zur elektrischen Isolierung der Kanalstruktur gegenüber dem Kühlmittel kann diese oberflächlich mit einer elektrisch isolierenden Schicht versehen werden.
The differences between the four variants heat conducting bodies are based on the cross - sectional views of 5d . 5g . 5y and 5k clear:
In the first variant is the heat-conducting body 520 Made of one piece and electrically conductive, so that the ribs between the grooves 530 in electrical connection with the contact surface of the laser diode bar 510 is, which is firmly attached to the receiving surface ( 5d ). For electrical insulation of the channel structure relative to the coolant, it can be provided on the surface with an electrically insulating layer.

In der zweiten Variante besteht der Wärmeleitkörper aus einem L-förmigen Grundkörper 525 und einem Schichtkörper 565, wobei die Aufnahmefläche an der Endfläche des kürzeren Schenkels des L-förmigen Grundkörpers 525 angeordnet ist und die Platte an der, zur Aufnahmefläche parallelen, Schenkelinnenfläche des längeren Schenkels des L-förmigen Grundkörpers 525 befestigt ist (5g). Der Grundkörper besteht aus einem Kohlenstoff-Metall-Verbundwerkstoff, dessen thermischer Ausdehnungskoeffizient näherungsweise dem des Laserdiodenbarrens entspricht. Der Schichtkörper 565 besteht aus einer Isolationsschicht 566 aus hoch wärmeleitfähigem Aluminiumnitrid (AlN), die aus mechanischen Symmetriegründen sowohl an ihrer dem Grundkörper 525 zugewandten Seite mit einer Metallschicht 568 aus Kupfer als auch an ihrer dem Grundkörper 525 abgewandten Seite mit einer Metallschicht 567 aus Kupfer versehen ist. In die dem Grundkörper abgewandte Metallschicht 567 sind die Nuten 530 eingebracht (5e). Das Verhältnis der Schichtdicken der Kupfer- und Aluminiumnitridschichten zueinander ist vorzugsweise so gewählt, das der Schichtkörper in der Schichtenebene (in-plane) einen thermischen Ausdehnungkoeffizienten aufweist, der näherungsweise dem des Grundkörpers 525 entspricht. So können beide Bauteile, Laserdiodenbarren 510 und Schichtkörper 565, mittels eines hoch zuverlässigen Gold-Zinn-Lotes stoffschlüssig an dem Grundkörper 525 angelötet werden.In the second variant of the heat-conducting body consists of an L-shaped body 525 and a laminated body 565 wherein the receiving surface on the end face of the shorter leg of the L-shaped main body 525 is arranged and the plate on the, parallel to the receiving surface, leg inner surface of the longer leg of the L-shaped main body 525 is attached ( 5g ). The main body consists of a carbon-metal composite whose thermal expansion coefficient approximately corresponds to that of the laser diode bar. The laminated body 565 consists of an insulation layer 566 made of highly thermally conductive aluminum nitride (AlN), which for mechanical symmetry reasons both at its base 525 facing side with a metal layer 568 from copper as well as at its base 525 opposite side with a metal layer 567 made of copper. In the base body facing away from the metal layer 567 are the grooves 530 brought in ( 5e ). The ratio of the layer thicknesses of the copper and aluminum nitride layers to one another is preferably selected such that the layered body in the layer plane (in-plane) has a thermal expansion coefficient which is approximately that of the main body 525 equivalent. So both components, laser diode bars 510 and laminated body 565 , by means of a highly reliable gold-tin solder cohesively to the body 525 be soldered.

In dieser Anordnung sind außerdem die Rippen zwischen den Nuten 530 vorteilhafterweise sowohl gegenüber dem elektrischem Potential an der der Aufnahmefläche zugewandten Kontaktfläche des Laserdiodenbarrens 510 als auch gegenüber dem elektrischem Potential an der der Aufnahmefläche abgewandten Kontaktfläche des Laserdiodenbarrens 510 elektrisch isoliert, so daß das Kühlmittel ausschließlich elektrisch neutrale Bauteile benetzt.In this arrangement, moreover, the ribs between the grooves 530 advantageously both with respect to the electrical potential at the receiving surface facing the contact surface of the laser diode bar 510 as well as with respect to the electrical potential at the receiving surface facing away from the contact surface of the laser diode bar 510 electrically isolated, so that the coolant wets only electrically neutral components.

Die gleiche doppelte elektrische Isolierung wird mit dem Wärmeleitkörper 520 der dritten Variante (5j) erzielt: Er besteht aus einem Schichtkörper, in dem ein Grundkörper 525 aus einem hoch wärmeleitfähigen, elektrisch isolierenden oder oberflächlich elektrisch isolierten Material besteht und auf zwei einander gegenüberliegenden Oberflächen Metalllagen aus Kupfer aufweist. Dabei ist die dem Laserdiodenelement zugewandte Kupferlagen in zwei elektrisch voneinander getrennte Teilbereiche einer ersten Schicht 524 und einer zweiten Schicht 526 untergliedert, um die Kühlstruktur potentialfrei zu halten, die in Form der Nuten 530 in die zweite Metallschicht 526 eingebracht ist. Die erste Metallschicht 524 stellt die Aufnahmefläche 521 zur Befestigung des Laserdiodenbarrens 510 bereit und ist gleichzeitig für die Stromzuführung bzw. -abführung zu bzw. vom Laserdiodenbarren 510 geeignet. Dazu erstreckt sie sich als Stromführungsschicht 524 von der dem Laserdiodenbarren 510 zugewandten Seite des Grundkörpers auf die dem Laserdiodenbarren 510 abgewandte Seite des Grundkörpers.The same double electrical insulation comes with the heat conducting body 520 the third variant ( 5y ): It consists of a laminated body in which a basic body 525 consists of a highly thermally conductive, electrically insulating or superficially electrically insulated material and has metal layers of copper on two opposite surfaces. In this case, the copper layers facing the laser diode element are in two electrically separate subregions of a first layer 524 and a second layer 526 subdivided to keep the cooling structure floating, in the form of grooves 530 in the second metal layer 526 is introduced. The first metal layer 524 represents the receiving surface 521 for fixing the laser diode bar 510 ready and is at the same time for the power supply or -abführung to or from the laser diode bar 510 suitable. For this purpose, it extends as a current-carrying layer 524 from the laser diode bar 510 facing side of the body on the the laser diode bar 510 opposite side of the body.

In der vierten Variante des Wärmeleitkörpers ist der Grundkörper 525 in weitere Schichten – zwei elektrisch isolierende Schichten und einen zwischen beiden elektrisch isolierenden Schichten angeordneten Zwischenkörper, der seinerseits aus mehreren Schichten bestehen kann, untergliedert (5k). Der dem Laserdiodenbarren zugewandte Teil der ersten Metallschicht 524 steht mit dem dem Laserdiodenbarren abgewandten Teil der ersten Metallschicht 524 über eine Durchkontaktierung in elektrischer Verbindung, die sich durch den Grundkörper hindurch erstreckt (nicht dargestellt).In the fourth variant of the Wärmeleitkörpers is the main body 525 in further layers - two electrically insulating layers and arranged between two electrically insulating layers intermediate body, which in turn may consist of several layers, subdivided ( 5k ). The part of the first metal layer facing the laser diode bar 524 stands with the laser diode bar facing away from the first metal layer 524 via a via in electrical connection extending through the body (not shown).

5l veranschaulicht die Integration der vierten Variante der Diodenlaserkomponente 514 aus 5k in ein fünftes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Wärmeübertragungsvorrichtung. Analog können die erste, zweite und dritte Diodenlaserkomponenten, dargestellt in den 5d, 5g und 5j, in die Wärmeübertragungsvorrichtung integriert sein. 5l illustrates the integration of the fourth variant of the diode laser component 514 out 5k in a fifth embodiment of the heat transfer device according to the invention. Similarly, the first, second and third diode laser components shown in FIGS 5d . 5g and 5y , be integrated in the heat transfer device.

Die Kühlmittelzufuhr und -abfuhr zu bzw. in den Wärmeleitkörper 520 erfolgt über einen Anschlusskörper 580, der auf der dem Laserdiodenbarren 510 zugewandten Seite des Wärmeleitkörpers 520 befestigt ist, wobei das Kühlmittel ausschließlich elektrisch neutrale Bauelemente benetzt. Vertiefungen 546 und 556 dienen der Aufnahme des Einlassdichtrings 545 bzw. Auslassdichtrings 555. Der erste Isolierplattendurchbruch 561 ist zur Überführung des Kühlmittels vom Anschlusskörper 580 in den Wärmeleitkörper 520 vorgesehen, während der zweite Isolierplattendurchbruch 562 zur Überführung des Kühlmittels vom Wärmeleitkörper 520 in den Anschlusskörper 580 vorgesehen ist.The coolant supply and discharge to or in the heat conducting body 520 via a connection body 580 standing on the laser diode bar 510 facing side of the Wärmeleitkörpers 520 is fastened, wherein the coolant wets only electrically neutral components. wells 546 and 556 serve to receive the inlet sealing ring 545 or outlet sealing ring 555 , The first insulation board breakthrough 561 is to transfer the coolant from the connector body 580 in the heat conducting body 520 provided while the second Isolierplattdurchbruch 562 for transferring the coolant from the heat conducting body 520 in the connection body 580 is provided.

Der Wärmeleitkörper 520 ist schließlich mit Indiumlot auf einem Wärmeaufnahmekörper 590 aus Kupfer befestigt, der die vom Wärmeleitkörper 520 aufgenommene Wärme an einen nicht dargestellten Wärmeabfuhrkörper überträgt und den elektrischen Strom von einem elektrisches Anschlusselement 591 an die metallische Stromführungsschicht 524 überträgt.The heat-conducting body 520 finally with indium solder on a heat absorption body 590 made of copper attached to the heat-conducting body 520 absorbed heat to a heat dissipation body, not shown transmits and the electric current from an electrical connection element 591 to the metallic current-carrying layer 524 transfers.

In einer bevorzugten Weiterbildung der Kanalstruktur dieses fünften Ausführungsbeispieles sind zwei Reihen von sich einander überkreuzenden Nuten in die Oberfläche des Wärmeleitkörpers eingebracht, so daß in dem so gebildeten Nutmuster rhomboedrische Säulen von dem Kühlmittel unter Ausbildung eines erhöhten Wärmeeintrags umspült werden können.In a preferred embodiment of the channel structure of this fifth embodiment are two rows of intersecting grooves in the surface introduced the heat conducting body, so that in the groove pattern thus formed rhombohedral columns of the coolant under education of an elevated heat input bathes can be.

In den folgenden beiden Ausführungsbeispielen sechs und sieben können die Kühlkanäle X30 nicht nur direkt in den Wärmeleitkörper X20 eingebracht sein, sondern auch in einen leichter strukturierbaren Ersatzkörper, der mit einem Teil des Wärmeleitkörpers X20 zu diesem verbunden ist oder in eine durchgängige zylindrische Ausnehmung im Wärmeleitkörper X20 eingesetzt ist.In the following two embodiments six and seven can the cooling channels X30 are not only directly into the heat-conducting body X20 be introduced, but also in a structurable easier Replacement body, with a part of the heat-conducting body X20 connected to this or in a continuous cylindrical recess in the heat-conducting body X20 is used.

Die Draufsicht auf den Wärmeleitkörper 620 des sechsten Ausführungsbeispieles der Wärmeübertragungsvorrichtung ist in 6a dargestellt. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Kanalstruktur 630 durch eine Reihe von Spalten ausgebildet, die in einem Grundkörper 625 eingebracht sind und sich von der Wärmequelle zugewandten Seite des Grundkörpers 625 auf die gegenüberliegende, der Wärmequelle abgewandten Seite des Grundkörpers 625 erstrecken. Der Wärmeleitkörper 620 weist einen Grundkörper 625 aus elektrisch isolierendem CVD-Diamant mit der am Diamant befestigten ersten Metallschicht 624, einer Kupferfolie, auf, auf die das Halbleiterbauelement 610, hier der Laserdiodenbarren, mit dem in DE 196 44 941 C1 beschriebenen Verfahren mittels eines Gold-Zinn-Lotes befestigt und in Teilabschnitte gebrochen ist.The top view of the heat-conducting body 620 of the sixth embodiment of the heat transfer device is in 6a shown. In this embodiment, the channel structure 630 formed by a series of columns formed in a main body 625 are introduced and facing away from the heat source side of the body 625 on the opposite, the heat source side facing away from the body 625 extend. The heat-conducting body 620 has a basic body 625 made of electrically insulating CVD diamond with the first metal layer attached to the diamond 624 , a copper foil, on top of which the semiconductor device 610 , here the laser diode bar, with the in DE 196 44 941 C1 fixed method by means of a gold-tin solder and broken into sections.

6b stellt den mittigen Querschnitt des sechsten Ausführungsbeispieles der Wärmeübertragungsvorrichtung dar, bei dem die Kühlmittelzufuhr in den Wärmeleitkörper 620 über einen Anschlusskörper 680 erfolgt, der auf der dem Laserdiodenelement 610 zugewandten Seite des Wärmeleitkörper 620 befestigt ist. Die Kühlmittelabfuhr aus dem Wärmeleitkörper 620 erfolgt über den Wärmeaufnahmekörper 690, der auf der dem Laserdiodenelement 610 abgewandten Seite des Wärmeleitkörpers 620 befestigt ist. 6b illustrates the central cross section of the sixth embodiment of the heat transfer device, wherein the coolant supply into the heat conducting body 620 via a connection body 680 done on the the laser diode element 610 facing side of the heat-conducting body 620 is attached. The coolant discharge from the heat-conducting body 620 takes place via the heat absorption body 690 which is on the laser diode element 610 opposite side of the Wärmeleitkörpers 620 is attached.

Der Wärmeaufnahmekörper 690 ist Teil einer nicht vollständig dargestellten erfindungsgemäßen Wärmeabfuhrvorrichtung und ist aus einem Verbundwerkstoff aus Silizium, Siliziumkarbid und Diamant ausgebildet, wie er in WO 2002 042 240 A2 beschrieben ist. Auf diesen Wärmeaufnahmekörper 690 ist der Wärmeleitkörper 620 mit Hilfe eines zinnhaltigen Lotes befestigt. Die Isolierplatte 660 ist ein Keramiksubstrat. Das elektrisch leitfähige Kontaktelement 670 ist ein Kupferblechstreifen, der mit elektrisch leitfähigem Klebstoff am Laserdiodenbarren befestigt ist.The heat-absorbing body 690 is part of a heat dissipation device according to the invention, not shown in full, and is formed of a composite material of silicon, silicon carbide and diamond, as described in US Pat WO 2002 042 240 A2 is described. On this heat-absorbing body 690 is the heat conducting body 620 fastened with the help of a tin-containing solder. The insulating plate 660 is a ceramic substrate. The electrically conductive contact element 670 is a sheet of copper foil that is attached to the laser diode bar with electrically conductive adhesive.

Anstatt direkt in den Diamantkörper können die Kanäle auch mittels anisotropen Ätzens in einen Ersatzkörper aus Silizium eingebracht werden, der in eine durchgängige zylinderische Ausnehmung im Diamantkörper eingesetzt wird.Instead of directly into the diamond body can they channels also by anisotropic etching in a replacement body be introduced from silicon, which in a continuous zylinderische Recess in the diamond body is used.

Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Kühlflüssigkeit über das bereits beschriebene erste Kühlmittelanschlusselement 648 des Anschlusskörpers 680 zuführbar. Von dort ist es über die Spalten im Grundkörper 625 und damit über den Wärmeleitkörper 620 führbar, wobei die Wärme vom Kühlmittel aufgenommen und über das zweite Kühlmittelanschlusselement 658 des Wärmeaufnahmekörpers 690 abgebbar ist.In this embodiment, the cooling liquid over the already described first coolant connection element 648 of the connection body 680 fed. From there it is over the columns in the main body 625 and thus over the heat-conducting body 620 feasible, wherein the heat absorbed by the coolant and the second coolant connection element 658 the heat receiving body 690 is deliverable.

Die 7a–e zeigen die Wärmeübertragungsvorrichtung eines siebenten Ausführungsbeispieles. 7a stellt eine Draufsicht auf den Wärmeleitkörper 720 des Ausführungsbeispiels dar. Der Wärmeleitkörper 720 weist den Grundkörper 725 mit zwei Gruppen von Bohrungen auf, die sich in drei Feldern von der der Wärmequelle zugewandten Seite des Grundkörpers 725 auf die gegenüberliegende, der Wärmequelle abgewandten, Seite des Grundkörpers 725 erstrecken. Der Wärmeleitkörper 720 besteht aus einem Diamant-Metall-Verbund, der oberflächlich elektrisch isoliert ist. Es sind drei Leiterzüge auf den Grundkörper 725 aufgebracht, die den Grundkörper 725 als Metallschicht aus Kupfer jeweils in einem ring- beziehungsweis U-förmigen Band umgeben und damit eine elektrische Stromführung von der dem Laserdiodenbarren abgewandten Unterseite des Grundkörpers 725 auf die dem Laserdiodenbarren zugewandten Oberseite des Grundkörpers 725 und umgekehrt ermöglichen. Ein erster Leiterzug, die erste Metallschicht 724, steht mit einer ersten Kontaktfläche des Halbleiterbauelementes 710 elektrisch in Verbindung, wobei zur Befestigung des Halbleiterbauelementes 710 die Aufnahmefläche 721 vorgesehen ist, und erstreckt sich U-förmig über eine senkrecht zur Ober- und Unterseite geneigten frontseitigen Stirnfläche des Grundkörpers 725 von der Oberseite auf die Unterseite. Ein zweiter Leiterzug ist dazu ausgelegt, mit einer zweiten elektrischen Kontaktfläche des Halbleiterbauelementes 710 elektrisch in Verbindung zu stehen. Der zweite Leiterzug umgibt den Grundkörper 725 als eine Metallschicht 775 ringförmig über senkrecht zur Stirnfläche und zur Ober-/Unterseite orientierte Seitenflächen, und ist wenigstens teilweise auf der dem Halbleiterbauelement 710 zugewandten Seite des Grundkörpers 725 angeordnet und dabei insbesondere zur Stromzuführung bzw. -abführung zum bzw. vom Halbleiterbauelement 710 geeignet. Ein dritter Leiterzug, die zweite Metallschicht 726, hat keine elektrische Funktion sondern dient nur der Erhaltung einer großflächigen ebenen Montagefläche auf der Ober- und Unterseite des Wärmeleitkörpers. Der dritte Leiterzug erstreckt sich U-förmig über der eine Frontseite des Grundkörpers 725 gegenüberliegende rückseitige Endfläche von der Oberseite auf die Unterseite. Außerdem sind im Bereich des dritten Leiterzuges die Durchbrüche 727 und 728 ausgebildet, um Kühlmittel in die erste und zweite Kanalstruktur 730 und 731 zu- bzw. abzuleiten, die durch die Bohrungen im Grundkörper 725 ausgebildet ist.The 7a Figure 1 shows the heat transfer device of a seventh embodiment. 7a represents a plan view of the heat-conducting body 720 of the embodiment. The heat-conducting body 720 has the main body 725 with two sets of holes, extending in three fields from the heat source side of the body 725 on the opposite, the heat source facing away, side of the body 725 extend. The heat-conducting body 720 consists of a diamond-metal composite that is electrically insulated on the surface. There are three conductor tracks on the main body 725 applied to the main body 725 surrounded as a metal layer of copper in each case in a ring or U-shaped band and thus an electrical current from the side facing away from the laser diode bar bottom of the body 725 on the laser diode bar facing top of the body 725 and vice versa. A first circuit, the first metal layer 724 , stands with a first contact surface of the semiconductor device 710 electrically connected, wherein for attachment of the semiconductor device 710 the receiving surface 721 is provided, and extends U-shaped over a perpendicular to the top and bottom inclined front end face of the body 725 from the top to the bottom. A second conductor line is designed with a second electrical contact surface of the semiconductor component 710 to communicate electrically. The second conductor surrounds the body 725 as a metal layer 775 annular over side surfaces perpendicular to the face and top / bottom, and at least partially on the semiconductor device 710 facing side of the body 725 arranged and in particular to the power supply and -abführung to or from the semiconductor device 710 suitable. A third circuit, the second metal layer 726 , has no electrical function but serves only to maintain a large flat mounting surface on the top and bottom of the Wärmeleitkörpers. The third Leiterzug extends U-shaped over the one front of the body 725 opposite rear end surface from the top to the bottom. In addition, the breakthroughs are in the area of the third conductor 727 and 728 designed to introduce coolant into the first and second channel structure 730 and 731 in or out, through the holes in the body 725 is trained.

In 7b ist ein mittiger Querschnitt der Wärmeübertragungsvorrichtung des siebenten Ausführungsbeispiels gezeigt. Der Schnitt erfolgt entlang der gestrichelten Linie von 7a. Zusätzlich zum Wärmeleitkörper 720 aus 7a ist der Anschlusskörper 780 und der Wärmeaufnahmekörper 790, an dem die Kühlmittelanschlusselemente 748 und 758 befestigt sind, dargestellt. Die Kühlmittelzufuhr und -abfuhr erfolgt über den Wärmeaufnahmekörper 790, der auf der dem Laserdiodenelement abgewandten Seite des Wärmeleitkörpers 720 befestigt ist. Der Kühlmittelfluss führt hierbei von der ersten Gruppe eines Feldes von Bohrungen, der ersten Kanalstruktur 730, über einen Hohlraum 732 im Anschlusskörper 780 zur zweiten Gruppen von Bohrungen, der zweiten Kanalstruktur 731, die in zwei Feldern von Bohrungen beiderseits des ersten Feldes von Bohrungen angeordnet sind. Der Hohlraum 732 ist an der dem Halbleiterbauelement 710 zugewandten Seite des Wärmeleitkörpers 720 ausgebildet und gestattet die strömungstechnische Verbindung zwischen den beiden Kanalstrukturen 730 und 731 und führt dazu, dass die zweite Kanalstruktur 731 der ersten Kanalstruktur 730 seriell nachgeschalten ist. Gleichzeitig ist bei dieser Anordnung sichergestellt, dass das Kühlmittel ausschließlich elektrisch neutrale Bauelemente benetzt.In 7b Fig. 12 is a central cross section of the heat transfer device of the seventh embodiment. The cut is made along the dashed line of 7a , In addition to the heat-conducting body 720 out 7a is the connection body 780 and the heat receiving body 790 at which the coolant connection elements 748 and 758 are attached, shown. The coolant supply and removal takes place via the heat absorption body 790 , on the side facing away from the laser diode element of the Wärmeleitkörpers 720 is attached. The coolant flow in this case leads from the first group of a field of holes, the first channel structure 730 , over a cavity 732 in the connecting body 780 to the second groups of holes, the second channel structure 731 which are arranged in two fields of holes on either side of the first field of holes. The cavity 732 is at the the semiconductor device 710 facing side of the Wärmeleitkörpers 720 designed and allows the fluidic connection between the two channel structures 730 and 731 and causes the second channel structure 731 the first channel structure 730 is connected in series. At the same time it is ensured in this arrangement that the coolant wets only electrically neutral components.

Das Halbleiterbauelement 710, hier der Laserdiodenbarren, ist mittels eines Gold-Zinn-Lotes auf dem Wärmeleitkörper 720 befestigt. Das elektrische Kontaktelement 770 ist eine dünne Platte aus einem Wolfram-Kupfer-Verbundmaterial, das ebenfalls mit Gold-Zinn am Laserdiodenbarren befestigt ist. Ein elektrisches Verbindungselement 774 aus einer Metallfolie von Laserdiodenbarrendicke ist zwischen dem elektrisch leitfähigen Kontaktelement 770 und der Metallschicht 775 angeordnet und verbindet diese elektrisch leitend miteinander.The semiconductor device 710 , here the laser diode bar, is by means of a gold-tin solder on the Wärmeleitkörper 720 attached. The electrical contact element 770 is a thin plate of tungsten-copper composite material also attached to the laser diode bar with gold-tin. An electrical connection element 774 from a metal foil of laser diode bar thickness is between the electrically conductive contact element 770 and the metal layer 775 arranged and connects them electrically conductive with each other.

Der Wärmeaufnahmekörper 790 in diesem Ausführungsbeispiel besteht aus einem Verbund von Kupfer- und Aluminiumnitridplatten, wobei nur die äußeren, dem Wärmeleitkörper 720 zugewandten Metallschichten dargestellt sind. Die erste metallische Schicht 793 auf dem elektrisch isolierten Wärmeaufnahmekörper 790 ist in elektrischem Kontakt mit der Metallschicht 724 des Wärmeleitkörpers 720. Die zweite metallische Schicht 794 ist in gleicher Weise mit der Metallschicht 775 in elektrischem Kontakt. Letztlich ist auch die metallische Schicht 795 in elektrischem Kontakt mit der Metallschicht 726; jedoch ist diese ebenso wie die Metallschicht 726 ohne elektrische Funktion.The heat-absorbing body 790 in this embodiment consists of a composite of copper and Aluminiumnitridplatten, with only the outer, the Wärmeleitkörper 720 facing metal layers are shown. The first metallic layer 793 on the electrically insulated heat-absorbing body 790 is in electrical contact with the metal layer 724 the Wärmeleitkörpers 720 , The second metallic layer 794 is in the same way with the metal layer 775 in electrical contact. Finally, the metallic layer is 795 in electrical contact with the metal layer 726 ; however, this is just like the metal layer 726 without electrical function.

Die metallische Schicht 795 weist zudem einen Durchbruch 796 auf, ebenso wie die zweite Metallschicht 726 einen Durchbruch 729 auf der dem Halbleiterbauelement abgewandten Seite aufweist, der zur Überführung des Kühlmittels vom Wärmeaufnahmekörper 790 in den Wärmeleitkörper 720 vorgesehen ist. Ferner ist in 7b das erste Kühlmittelanschlusselement 748 gezeigt, mittels welchem Kühlflüssigkeit über den Zulauf 747 in die erste Kanalstruktur 730 zuleitbar ist.The metallic layer 795 also shows a breakthrough 796 on, as well as the second metal layer 726 a breakthrough 729 has on the side facing away from the semiconductor device, for the transfer of the coolant from the heat receiving body 790 in the heat conducting body 720 is provided. Furthermore, in 7b the first coolant connection element 748 shown, by means of which coolant over the inlet 747 in the first channel structure 730 can be supplied.

7c zeigt den mittigen Querschnitt einer ersten bevorzugten Weiterbildung des siebten Ausführungsbeispieles. Die Wärmeübertragungsvorrichtung ist hierbei in Form einer Diodenlaserkomponente ausgebildet, bei der der Wärmeaufnahmekörper 790, der auf der dem Laserdiodenelement abgewandten Seite des Wärmeleitkörpers 720 befestigt ist, ein Peltiermodul 797 aufweist. Das Peltiermodul 797 ist an seiner Kaltseite thermisch an die Wärmequelle und an seiner Warmseite an einen erfindungsgemäßen Wärmeabfuhrkörper 798 als Wärmesenke angebunden. Zur Nutzung des Wärmeleitkörpers 720 als Wärmesenke wird ein Anschlußkörper 780 in Form eines kombinierten Kühlmittelzuführ- und -abführelementes mit Kühlmittelanschlußelementen 748 und 758 und Vor- und Rückläufen 747 und 757 auf der dem Laserdiodenelement zugewandten Seite des Wärmeleitkörpers 720 angeschlossen und zur Versorgung des Wärmeleitkörpers 720 mit einem flüssigen Kühlmittel verwendet. 7c shows the central cross section of a first preferred embodiment of the seventh embodiment. The heat transfer device is in this case in the form of a diode laser component, wherein the heat receiving body 790 , on the side facing away from the laser diode element of the Wärmeleitkörpers 720 is attached, a Peltier module 797 having. The Peltier module 797 is on its cold side thermally to the heat source and on its warm side to a heat dissipation body according to the invention 798 connected as a heat sink. To use the heat-conducting body 720 as a heat sink is a terminal body 780 in the form of a combined coolant supply and discharge element with coolant connection elements 748 and 758 and advances and returns 747 and 757 on the laser diode element facing side of the Wärmeleitkörpers 720 connected and to supply the Wärmeleitkörpers 720 used with a liquid coolant.

In einer zweiten und dritten bevorzugten Weiterbildung des siebenten Ausführungsbeispiels, dargestellt in 7d und 7e, ist der Wärmeabfuhrkörper 798 direkt an der Anbindungsfläche 723 auf der dem Laserdiodenelement abgewandten Seite des Wärmeleitkörpers 720 mit einem Zinn-Lot angelötet.In a second and third preferred Development of the seventh embodiment, shown in FIG 7d and 7e , is the heat dissipation body 798 directly at the connection area 723 on the side facing away from the laser diode element of the Wärmeleitkörpers 720 soldered with a tin solder.

Die Kanalstruktur 735 im Wärmeabfuhrkörper 798 ist in einen Stapel Kupferlagen eingebracht, der zwischen zwei Aluminiumnitridplatten liegt.The channel structure 735 in the heat dissipation body 798 is placed in a stack of copper layers sandwiched between two aluminum nitride plates.

Die Kühlmittelzuleitung und -ableitung von und zu der Kanalstruktur 735 erfolgt über ein erstes Kühlmittelanschlusselement 738, das am Wärmeabfuhrkörper 798 befestigt ist. Außerdem ist ein Zulauf 736 für Kühlmittel im Wärmeabfuhrkörper 798 ausgebildet, der die Zuleitung von Kühlmittel zur Kanalstruktur 735 gestattet. Zur Ableitung des Kühlmittels von der Kanalstruktur 735 zum einem nicht dargestellten zweiten Kühlmittelanschlusselement ist ein Ablauf 737 im Wärmeabfuhrkörper 798 ausgebildet.The coolant supply and discharge from and to the channel structure 735 takes place via a first coolant connection element 738 that at the heat dissipation body 798 is attached. There is also an inlet 736 for coolant in the heat dissipation body 798 formed, which is the supply of coolant to the channel structure 735 allowed. For discharging the coolant from the channel structure 735 to a second coolant connection element, not shown, is a sequence 737 in the heat dissipation body 798 educated.

Bei dem Betrieb der Wärmeübertragungsvorrichtung in der zweiten Weiterbildung – so wie sie in 7d dargestellt ist – wird auf eine Nutzung des Wärmeleitkörpers 720 als Wärmesenke verzichtet, ebenso wird auf die Kühlung mittels der ersten Kanalstruktur 730 verzichtet.In the operation of the heat transfer device in the second development - as in 7d is shown - is based on a use of the Wärmeleitkörpers 720 as a heat sink waived, as is the cooling by means of the first channel structure 730 waived.

7e zeigt einen mittigen Querschnitt durch eine dritte bevorzugte Weiterbildung des siebenten Ausführungsbeispieles. Der Wärmeabfuhrkörper 798, der auf der dem Laserdiodenelement abgewandten Seite des Wärmeleitkörpers 720 befestigt ist, weist die bereits im 7d dargestellte Mikrokanalstruktur auf. Anders als bei der zweiten bevorzugten Weiterbildung des siebten Ausführungsbeispieles ist der Wärmeleitkörper 720 als Wärmesenke einbezogen, indem die dortigen Kanalstrukturen 730 und 731 über Strömungsflusspfade, die strömungstechnisch parallel zur Kanalstruktur 735 des Wärmeaufnahmekörpers 790 geschaltet sind, mit Kühlmittel versorgt werden. 7e shows a central cross section through a third preferred embodiment of the seventh embodiment. The heat dissipation body 798 , on the side facing away from the laser diode element of the Wärmeleitkörpers 720 attached, already in the 7d shown micro-channel structure. Unlike the second preferred embodiment of the seventh embodiment, the heat-conducting body 720 as a heat sink incorporated by the local channel structures 730 and 731 via flow flow paths, which flow-parallel to the channel structure 735 the heat receiving body 790 are switched, are supplied with coolant.

Ähnlich wie in 7b wird durch die Verwendung eines Anschlusskörpers 780 mit einem Hohlraum 732 eine serielle Nachschaltung der zweiten Kanalstruktur 731 nach der ersten Kanalstruktur 730 erreicht.Similar to in 7b is through the use of a connector body 780 with a cavity 732 a serial connection of the second channel structure 731 after the first channel structure 730 reached.

In einer vierten bevorzugten Weiterbildung des siebten Ausführungsbeispieles wird die Wärme der Diodenlaserkomponente 714 über eine um 90° zur Kontaktfläche des Laserdiodenelementes geneigte rückwärtige Anbindungsfläche 723, deren Normale entgegen der Lichtemissionsrichtung orientiert ist, konduktiv an einen über eine Lötfuge am Wärmeleitkörper 720 befestigten Wärmeaufnahmekörper 790 übertragen, der durch ein Peltier-Modul 797 gekühlt wird, dessen Warmseite an den erfindungsgemäßen Wärmeabfuhrkörper 798 angebunden ist. Eine solche Wärmeübertragungsvorrichtung 715 eignet sich, wie in 7f dargestellt, zur Kühlung mehrerer Diodenlaserkomponenten 714, die in Richtung senkrecht zur Kontaktfläche 711 des kantenemittierenden Laserdiodenelementes 710, übereinander gestapelt sind. Die serielle elektrische Verbindung zwischen zwei einander in einem solchen Diodenlaserstapel 715 benachbarten ersten und zweiten Diodenlaserkomponenten 714 und 714' wird durch ein elektrisches Verbindungselement 776 realisiert, das in elektrischen Kontakt mit dem Kontaktelement 770 der ersten Diodenlaserkomponenten 714 und mit der ersten stromführenden Metallschicht 724' der zweiten Diodenlaserkomponente 714 steht und dazu zumindest abschnittsweise zwischen der ersten und zweiten Diodenlaserkomponente 714 und 714' angeordnet ist.In a fourth preferred embodiment of the seventh embodiment, the heat of the diode laser component 714 via a 90 ° to the contact surface of the laser diode element inclined rear connection surface 723 whose normal is oriented counter to the light emission direction, conductively connected to a via a solder joint on the heat conducting body 720 attached heat-absorbing body 790 transmitted by a Peltier module 797 is cooled, the hot side of the heat dissipation body according to the invention 798 is connected. Such a heat transfer device 715 is suitable as in 7f shown, for cooling a plurality of diode laser components 714 pointing in the direction perpendicular to the contact surface 711 the edge emitting laser diode element 710 , stacked on top of each other. The serial electrical connection between two each other in such a diode laser stack 715 adjacent first and second diode laser components 714 and 714 ' is through an electrical connection element 776 realized that in electrical contact with the contact element 770 the first diode laser components 714 and with the first current-carrying metal layer 724 ' the second diode laser component 714 stands and at least partially between the first and second diode laser component 714 and 714 ' is arranged.

Diese Wärmeübertragungsvorrichtung ist besonders zur Kühlung von Laserdiodenelementen geeignet, die im Puls- oder qcw-Modus betrieben werden.These Heat transfer device is especially for cooling of laser diode elements operating in pulse or qcw mode.

Die gleiche Anbindungsmethode an einer rückseitigen Endfläche des Wärmeleitkörpers kommt im achten Ausführungsbeispiel, dargestellt anhand einer Querschnittsansicht in 8e, zur Geltung. Der dort dargestellte Diodenlaserstapel enthält Diodenlaserkomponenten einer ersten Variante, dargestellt in der Seitenansicht in 8b, mit einer ersten Variante eines Wärmeleitkörpers, dargestellt in der Draufsicht von 8a, ausgestattet sind. Des besagte Wärmeleitkörper 820 besteht aus einem quaderförmigen Grundkörper 825 mit einer Oberseite, einer der Oberseite gegenüberliegenden Unterseite, einer frontseitigen Stirnfläche und einer der Stirnfläche gegenüberliegenden rückseitigen Endfläche, die sich beide von der Oberseite zur Unterseite erstrecken. Eine metallische Stromführungsschicht 824 erstreckt sich von der Oberseite über die Frontseite auf die Unterseite. Im oberseitigen Abschnitt der metallische Stromführungsschicht 824 ist eine Aufnahmefläche 821 für die stoffschlüssige Befestigung eines Laserdiodenbarrens 810 vorgesehen.The same method of connection to a rear end surface of the heat conducting body comes in the eighth embodiment, illustrated by a cross-sectional view in FIG 8e , to the validity. The diode laser stack shown there contains diode laser components of a first variant, shown in the side view in 8b , with a first variant of a Wärmeleitkörpers, shown in the plan view of 8a , are equipped. The said heat-conducting body 820 consists of a cuboid base body 825 with an upper side, a lower side opposite the upper side, a front end face and a rear end face opposite the end face, both of which extend from the upper side to the lower side. A metallic current-carrying layer 824 extends from the top over the front to the bottom. In the upper-side section of the metallic current-carrying layer 824 is a reception area 821 for the integral attachment of a laser diode bar 810 intended.

In die Oberseite des Grundkörper 825 sind zwei Mikrokanalstrukturen 830 und 831 beiderseits außermittig links und rechts der strichgepunkteten Symmetrielinie eingebracht. Sie stehen jeweils separat mit Einlassöffnungen 840 und Auslassöffnungen 850 in Verbindung, die an der, in einer der Aufnahmefläche 821 abgewandten Richtung angeordneten, rückseitigen Endfläche liegen, welche zudem als Anbindungsfläche 823 dient.In the top of the main body 825 are two microchannel structures 830 and 831 on both sides eccentrically introduced left and right of the dash-dotted symmetry line. They are each separately with inlet openings 840 and outlet openings 850 in contact with, in one of the receiving area 821 arranged away from the direction of the rear end surface, which also serve as a connection surface 823 serves.

Die im Grundkörper offenen Mikrokanalstrukturen 830 und 831 werden durch eine Isolierplatte 860 abgedeckt. Während der Laserdiodenbarren mit seiner epitaxieseitigen Kontaktfläche an der metallischen Stromführungsschicht 824 befestigt ist, ist ein zur metallischen Stromführungsschicht 824 gegenpoliges elektrisches Kontaktelement 870 stoffschlüssig an der der epitaxieseitigen Kontaktfläche 811 gegenüberliegenden substratseitigen Kontaktfläche 812 befestigt, welches mit einem vom Laserdiodenbarren 810 abgewandten Endabschnitt zur Zugentlastung an der Isolierplatte befestigt ist.The open in the body micro-channel structures 830 and 831 be through an insulating plate 860 covered. During the laser diode bar with its epitaxial contact surface on the metalli rule current-carrying layer 824 is attached to the metallic current-carrying layer 824 opposite pole electrical contact element 870 cohesively on the epitaxial-side contact surface 811 opposite substrate-side contact surface 812 attached, which with a laser diode bar 810 remote end portion is attached to the strain relief on the insulating plate.

Vorteilhaft an der vorliegenden Anordnung der Mikrokanalstrukturen 830 und 831 im Wärmeleitkörper ist, dass diese weit abseits eines für die ungehinderte Wärmeleitung zur Anbindungsfläche 823 zu Verfügung stehenden Mittenbereiches im Grundkörper 825 des Wärmeleitkörpers 820 liegen.Advantageous in the present arrangement of the microchannel structures 830 and 831 in the Wärmeleitkörper is that these far away from one for the unimpeded heat conduction to the connection surface 823 available center area in the main body 825 the Wärmeleitkörpers 820 lie.

Die ungehinderte Wärmeleitung von dem Laserdiodenbarren 810 zur rückseitigen Anbindungsfläche 823 ist, wie in 8c dargestellt, in der zweiten Variante des Wärmeleitkörpers 820 perfektioniert: Hier liegen die Kanalstrukturen gänzlich außerhalb der Wärmequellenprojektion eines entgegen der Lichtemissionsrichtung bis zur Ebene der Anbindungsfläche 823 verlängerten Wärmequellenbereiches. Präzise ausgedrückt weist der Wärmeleitkörper innerhalb einer Projektion, die sich senkrecht zur Stirnfläche durch den Wärmeleitkörper erstreckt, eine Breite von der lateralen Ausdehnung des Wärmequellenbereiches parallel zur Kontaktfläche und senkrecht zur Lichtemissionsrichtung und eine Höhe von der Ausdehnung der Stirnfläche in zur Kontaktfläche senkrechter Richtung besitzt, keine Ausnehmung auf. Wie in 8d in der Seitenansicht einer zweiten Variante der Diodenlaserkomponente dargestellt ist, sind die Kanalstrukturen in der betreffenden zweiten Variante des Wärmeleitkörpers über Zu- und Ablaufkanäle 841 und 851 mit den Einlassöffnungen 840 und 850 verbunden, wobei die Zu- und Ablaufkanäle 841 und 851 als Nuten in die der Aufnahmefläche 821 gegenüberliegenden Seite des Grundkörpers eingebracht und durch Deckplatten 839 verschlossen sind.The unimpeded heat conduction from the laser diode bar 810 to the rear connection surface 823 is how in 8c shown, in the second variant of the Wärmeleitkörpers 820 perfected: Here, the channel structures are located entirely outside the heat source projection of one against the light emission direction to the plane of the connection surface 823 extended heat source area. Specifically, within a projection that extends perpendicular to the end face through the heat conduction body, the heat conduction body has no width from the lateral extent of the heat source region parallel to the contact surface and perpendicular to the light emission direction and a height from the extension of the end surface in the direction perpendicular to the contact surface Recess on. As in 8d is shown in the side view of a second variant of the diode laser component, the channel structures in the relevant second variant of the heat conducting body via inlet and outlet channels 841 and 851 with the inlet openings 840 and 850 connected, wherein the inlet and outlet channels 841 and 851 as grooves in the receiving surface 821 placed opposite side of the body and through cover plates 839 are closed.

8e zeigt wie Diodenlaserkomponenten 814 der ersten Variante unter Ausbildung eines Diodenlaserstapels 815 mit ihrer rückseitigen Anbindungsfläche 823 über eine Klebefuge an einen Wärmeaufnahmekörper 890 angebunden sind, der durch ein Peltier-Modul 797 gekühlt wird, dessen Warmseite an den erfindungsgemäßen Wärmeabfuhrkörper 798 angebunden ist. Die elektrische Serienschaltung erfolgt dabei durch direktes Inkontaktbringen des substratseitigen elektrischen Kontaktelementes 870 einer ersten Diodenlaserkomponenten 814 mit der stromführenden Metallschicht 824' einer der ersten Diodenlaserkomponente 814 benachbarten zweiten Diodenlaserkomponente 814'. Zum Inkontaktbringen zählt auch das Ausbilden einer elektrisch leitfähigen stoffschlüssigen Verbindung, zum Beispiel vermittels eines elektrisch leitfähigen Klebstoffes. 8e shows how diode laser components 814 the first variant forming a diode laser stack 815 with its back connection surface 823 via an adhesive joint to a heat-absorbing body 890 Tied by a Peltier module 797 is cooled, the hot side of the heat dissipation body according to the invention 798 is connected. The electrical series connection is effected by direct contacting of the substrate-side electrical contact element 870 a first diode laser components 814 with the current-carrying metal layer 824 ' one of the first diode laser component 814 adjacent second diode laser component 814 ' , For contacting also includes the formation of an electrically conductive cohesive connection, for example by means of an electrically conductive adhesive.

Der Wärmeaufnahmekörper 890 dient gleichzeitig als Anschlusskörper für die Kühlmittelzu- und -abfuhr zu den einzelnen Wärmeleitkörpern des Diodenlaserstapels. Dazu weist er einen Zulauf 847 auf, der über mit einem ersten Kühlmittelanschlusselement 848 von einer Kühlmittelquelle mit Kühlmittel versorgt werden kann, sowie einen Ablauf 857, der das Kühlmittel über ein zweites Kühlmittelanschlusselement 858 an eine Kühlmittelsenke abgeben kann. In Höhe jeder Diodenlaserkomponente 814 zweigen von dem Zulauf 847 jeweils zwei Zulaufkanäle zu den zwei Einlässen 840 jedes Wärmeleitkörpers 820 ab sowie von dem Ablauf 857 jeweils zwei Ablaufkanäle zu den zwei Auslässen 850 jedes Wärmeleitkörpers 820.The heat-absorbing body 890 at the same time serves as a connection body for the coolant supply and removal to the individual heat conducting bodies of the diode laser stack. For this he has an inflow 847 on, with over with a first coolant connection element 848 can be supplied from a coolant source with coolant, and a drain 857 containing the coolant via a second coolant connection element 858 can deliver to a coolant sink. In the amount of each diode laser component 814 branches from the inlet 847 two inlet channels to the two inlets 840 every heat-conducting body 820 as well as from the process 857 two drainage channels to the two outlets 850 every heat-conducting body 820 ,

Ähnlich wie der Diodenlaserstapel 715 des siebenten Ausführungsbeispiels eignet der Diodenlaserstapel 815 des achten Ausführungsbeispiels vorteilhaft zur Kühlung von Laserdiodenelementen 810, die im Puls- oder qcw-Modus betrieben werden. So eignet sich der Wärmeleitkörper 820 bei niedrigem Puls-Tast-Verhältnis (engl.: duty cycle) zur konduktiven Wärmeübertragung an einen mit Umgebungsluft gekühlten Wärmeabfuhrkörper 898 und bei hohem duty cycle zur konvektiven Wärmeübertragung an Wasser, das durch seine Kanalstrukturen 830 und 831 strömt.Similar to the diode laser stack 715 of the seventh embodiment, the diode laser stack is suitable 815 of the eighth embodiment advantageous for cooling laser diode elements 810 , which are operated in the pulse or qcw mode. So is the heat-conducting body 820 at a low duty cycle for conductive heat transfer to a cooled with ambient air heat dissipation body 898 and at high duty cycle for convective heat transfer to water through its channel structures 830 and 831 flows.

In einer bevorzugten Weiterbildung ist der Wärmeabfuhrkörper 898 an Stelle des Wärmeaufnahmekörpers 890 über eine Klebefuge an den rückseitigen Anbindungsflächen 823 der Wärmeleitkörper 820 befestigt und weist eine Kanalstruktur zur konvektiven Übertragung der Wärme an ein flüssiges Kühlmittel auf, welches optional parallel oder seriell durch die Kanalstrukturen 830 und 831 des Wärmeleitkörpers 820 strömen kann.In a preferred embodiment of the heat removal body 898 in place of the heat receiving body 890 via an adhesive joint on the back connection surfaces 823 the heat conducting body 820 attached and has a channel structure for the convective transfer of heat to a liquid coolant, which optionally parallel or serially through the channel structures 830 and 831 the Wärmeleitkörpers 820 can flow.

Anmerkung: Die folgende Bezugszeichenliste ist durch Voranstellen der Figurennummer bzw. der Nummer des Ausführungsbeispieles auf die Figuren und den Beschreibungstext anwendbar.Annotation: The following list of reference numerals is by prepending the figure number or the number of the embodiment applicable to the figures and the description text.

1010
HalbleiterbauelementSemiconductor device
1111
Wärmeleitkörper zugewandte KontaktflächeFacing heat conducting body contact area
1212
Wärmeleitkörper abgewandte KontaktflächeFacing away from heat conducting body contact area
1313
EmissionsrichtungspfeilEmission direction arrow
1414
Diodenlaserkomponentediode laser component
1515
WärmeübertragungsvorrichtungHeat transfer device
2020
Wärmeleitkörperthermal conductors
2121
Aufnahmeflächereceiving surface
2222
WärmequellenprojektionHeat source projection
2323
Anbindungsflächebonding surface
2424
erste Metallschichtfirst metal layer
2525
Grundkörperbody
2626
zweite Metallschichtsecond metal layer
2727
Durchbruchbreakthrough
2828
Durchbruchbreakthrough
2929
Durchbruchbreakthrough
3030
erste Kanalstrukturfirst channel structure
3131
zweite Kanalstruktursecond channel structure
3232
Hohlraumcavity
3535
Wärmeübertragungsstruktur/KanalstrukturHeat transfer structure / channel structure
3636
ZulaufIntake
3737
Ablaufprocedure
3838
KühlmittelanschlusselementCoolant connection element
3939
Deckplattecover plate
4040
Einlass/ZulauföffnungInlet / inlet opening
4141
erster Zulauffirst Intake
4242
zweiter Zulaufsecond Intake
4545
EinlassdichtringInlet seal
4747
Vorlauf/Zulauf im AnschlusskörperForward / feed in the connecting body
4646
Vertiefungdeepening
4848
erstes Kühlmittelanschlusselementfirst Coolant connection element
5050
Auslass/AblauföffnungOutlet / outlet port
5151
erster Ablauffirst procedure
5252
zweiter Ablaufsecond procedure
5555
AuslassdichtringAuslassdichtring
5656
Vertiefungdeepening
5757
Rücklauf/Ablauf im AnschlusskörperRewind / drain in the connecting body
5858
zweites Kühlmittelanschlusselementsecond Coolant connection element
6060
Isolierplatteinsulation
6161
erster Isolierplattendurchbruchfirst Isolierplattendurchbruch
6262
zweiter Isolierplattendurchbruchsecond Isolierplattendurchbruch
6565
Schichtkörperlayer body
6666
Isolationsschichtinsulation layer
6767
erste Metallschichtfirst metal layer
6868
zweite Metallschichtsecond metal layer
7070
Kontaktelementcontact element
7171
erster Kontaktelementdurchbruchfirst Contact element breakdown
7272
zweiter Kontaktelementdurchbruchsecond Contact element breakdown
7474
elektrisches Verbindungselementelectrical connecting element
7575
Metallschichtmetal layer
7676
elektrisches Verbindungselementelectrical connecting element
8080
Anschlusskörperconnection body
8181
erstes Anschlusselementfirst connecting element
8282
Grundkörperbody
8383
metallische Schichtmetallic layer
9090
WärmeaufnahmekörperHeat absorbing element
9191
zweites Anschlusselementsecond connecting element
9393
metallische Schichtmetallic layer
9494
metallische Schichtmetallic layer
9595
metallische Schichtmetallic layer
9696
Durchbruchbreakthrough
9797
PeltiermodulPeltier module
9898
WärmeabfuhrkörperHeat dissipation body
9999
WärmeleitfolieHeat conducting

Claims (67)

Wärmeübertragungsvorrichtung (15) mit 1 wenigstens einem Halbleiterbauelement (10) und 2 wenigstens einem Wärmeleitkörper (20), wobei das Halbleiterbauelement (10) 1.1 wenigstens einen im Betrieb des Halbleiterbauelementes (10) Wärme erzeugenden pn-Übergang und 1.2 einen, alle im Betrieb des Halbleiterbauelementes (10) Wärme erzeugenden pn-Übergänge im Halbleiterbauelement einschließenden, Wärmequellenbereich sowie 1.3 wenigstens eine Kontaktfläche (11, 12) aufweist und der Wärmeleitkörper (20) 2.1 sowohl wenigstens eine Aufnahmefläche (21), die in wenigstens einer stoffschlüssigen Verbindung mit der Kontaktfläche (11, 12) des Halbleiterbauelementes (10) steht, als auch 2.2 wenigstens eine Kanalstruktur (30, 31) aufweist, die 2.2.1 für eine konvektive Wärmeübertragung an wenigstens ein erstes, durch die Kanalstruktur (30, 31) leitbares, Kühlmittel vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanalstruktur (30, 31) des Wärmeleitkörpers (20) 2.2.2 vollständig außerhalb einer sich senkrecht zur Kontaktfläche (11, 12) erstreckenden Wärmequellenprojektion (22) des Wärmequellenbereiches angeordnet ist, und der Wärmeleitkörper (20) 2.3 wenigstens eine Anbindungsfläche (23) aufweist, über die wenigstens eine konduktive Wärmeübertragung an 3 wenigstens einen Wärmeabfuhrkörper (98) vorgesehen ist, der 3.1 wenigstens eine Wärmeübertragungsstruktur (35) aufweist, wobei wenigstens eine konvektive Wärmeübertragung wahlweise wenigstens an 2.2.1 das erste Kühlmittel oder an 3.1.1 wenigstens ein zweites Kühlmittel erfolgt, das durch die Wärmeübertragungsstruktur (35) strömt.Heat transfer device ( 15 ) with 1 at least one semiconductor device ( 10 ) and 2 at least one heat conducting body ( 20 ), wherein the semiconductor device ( 10 ) 1.1 at least one during operation of the semiconductor device ( 10 ) Heat generating pn junction and 1.2, all in the operation of the semiconductor device ( 10 ) Heat generating pn junctions in the semiconductor device enclosing, heat source region and 1.3 at least one contact surface ( 11 . 12 ) and the heat conducting body ( 20 ) 2.1 both at least one receiving surface ( 21 ), which in at least one cohesive connection with the contact surface ( 11 . 12 ) of the semiconductor device ( 10 ), as well as 2.2 at least one channel structure ( 30 . 31 2.2.1 for convective heat transfer to at least a first, through the channel structure (FIG. 30 . 31 ) conductive, coolant is provided, characterized in that the channel structure ( 30 . 31 ) of the heat conducting body ( 20 ) 2.2.2 completely outside a perpendicular to the contact surface ( 11 . 12 ) extending heat source projection ( 22 ) of the heat source region is arranged, and the heat conducting body ( 20 ) 2.3 at least one connection surface ( 23 ), via which at least one conductive heat transfer to 3 at least one heat dissipation body ( 98 ), 3.1 at least one heat transfer structure ( 35 ), wherein at least one convective heat transfer optionally takes place at least at 2.2.1 the first coolant or at 3.1.1 at least one second coolant which is conveyed through the heat transfer structure ( 35 ) flows. Wärmeübertragungsvorrichtung (15) nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb der Wärmequellenprojektion (22) keine Kanalstruktur (30, 31) im Wärmeleitkörper ausgebildet ist.Heat transfer device ( 15 ) according to claim 1, characterized in that within the heat source projection ( 22 ) no channel structure ( 30 . 31 ) is formed in the heat conducting body. Wärmeübertragungsvorrichtung (15) nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb der Wärmequellenprojektion (22) kein Hohlraum im Wärmeleitkörper (20) ausgebildet ist, dessen größte Abmessung die kleinste Abmessung eines Kanals der Kanalstruktur (30, 31) übersteigt.Heat transfer device ( 15 ) according to one of the preceding claims, characterized in that within the heat source projection ( 22 ) no cavity in the heat conducting body ( 20 ) whose largest dimension is the smallest dimension of a channel of the channel structure ( 30 . 31 ) exceeds. Wärmeübertragungsvorrichtung (15) nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb der Wärmequellenprojektion (22) generell kein Hohlraum im Wärmeleitkörper (20) ausgebildet ist.Heat transfer device ( 15 ) according to one of the preceding claims, characterized in that within the heat source projection ( 22 ) generally no cavity in the heat conducting body ( 20 ) is trained. Wärmeübertragungsvorrichtung (15) nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass das Halbleiterbauelement (10) zwei oder mehr im Betrieb des Halbleiterbauelementes Wärme erzeugende pn-Übergänge aufweist.Heat transfer device ( 15 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the semiconductor component ( 10 ) has two or more in the operation of the semiconductor device heat generating pn junctions. Wärmeübertragungsvorrichtung (15) nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmequellenbereich über das ganze Halbleiterbauelement (10) ausgedehnt ist.Heat transfer device ( 15 ) according to any one of the preceding claims, characterized in that the heat source region over the entire semiconductor device ( 10 ) is extended. Wärmeübertragungsvorrichtung (15) nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeübertragungsvorrichtung (15) zwei oder mehr Halbleiterbauelemente (10) aufweist, die jeweils wenigstens einen im Betrieb des Halbleiterbauelementes (10) Wärme erzeugenden pn-Übergang aufweisen und sich der Wärmequellenbereich über wenigstens zwei Halbleiterbauelemente (10) erstreckt.Heat transfer device ( 15 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the heat transfer device ( 15 ) two or more semiconductor devices ( 10 ) each having at least one during operation of the semiconductor device ( 10 ) Have heat generating pn junction and the heat source region over at least two semiconductor devices ( 10 ). Wärmeübertragungsvorrichtung (15) nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die konduktive Wärmeübertragung von der Anbindungsfläche (23) an den Wärmeabfuhrkörper (98) über wenigstens ein Peltier-Modul (97) erfolgt.Heat transfer device ( 15 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the conductive heat transfer from the connection surface ( 23 ) to the heat removal body ( 98 ) via at least one Peltier module ( 97 ) he follows. Wärmeübertragungsvorrichtung (15) nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die konduktive Wärmeübertragung von der Anbindungsfläche (23) an den Wärmeabfuhrkörper (98) über wenigstens einen Wärmeaufnahmekörper (90) erfolgt, der wenigstens eine Anschlußfläche für die konduktive Wärmeübertragung an den Wärmeabfuhrkörper (98) besitzt.Heat transfer device ( 15 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the conductive heat transfer from the connection surface ( 23 ) to the heat removal body ( 98 ) via at least one heat receiving body ( 90 ), the at least one contact surface for the conductive heat transfer to the heat dissipation body ( 98 ) owns. Wärmeübertragungsvorrichtung (15) nach Anspruch 9 dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlußfläche des Wärmeaufnahmekörpers (90) größer ist als die Anbindungsfläche des Wärmeleitkörpers (20).Heat transfer device ( 15 ) according to claim 9, characterized in that the connection surface of the heat receiving body ( 90 ) is greater than the bonding surface of the heat conducting body ( 20 ). Wärmeübertragungsvorrichtung (15) nach Anspruch 9 oder 10 dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeaufnahmekörper (90) in wenigstens einer stoffschlüssigen Verbindung mit der Anbindungsfläche (23) steht.Heat transfer device ( 15 ) according to claim 9 or 10, characterized in that the heat absorption body ( 90 ) in at least one cohesive connection with the attachment surface ( 23 ) stands. Wärmeübertragungsvorrichtung (15) nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeabfuhrkörper (98) in wenigstens einer stoffschlüssigen Verbindung mit der Anbindungsfläche (23) steht.Heat transfer device ( 15 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the heat dissipation body ( 98 ) in at least one cohesive connection with the attachment surface ( 23 ) stands. Wärmeübertragungsvorrichtung (15) nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeübertragungsstruktur (35) des Wärmeabfuhrkörpers (98) wenigstens eine Kanalstruktur mit mehreren Kanälen aufweist, von denen wenigstens ein Kanal wenigstens eine Abmessung senkrecht zur Strömungsrichtung beziehungsweise zur seiner Kanallängsachse besitzt, die kleiner ist als die kleinste Abmessung eines Kanals der Kanalstruktur (30, 31) des Wärmeleitkörpers (20).Heat transfer device ( 15 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the heat transfer structure ( 35 ) of the heat removal body ( 98 ) has at least one channel structure with a plurality of channels, of which at least one channel has at least one dimension perpendicular to the flow direction or to its channel longitudinal axis which is smaller than the smallest dimension of a channel of the channel structure ( 30 . 31 ) of the heat conducting body ( 20 ). Wärmeübertragungsvorrichtung (15) nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass das erste Kühlmittel flüssig ist.Heat transfer device ( 15 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the first coolant is liquid. Wärmeübertragungsvorrichtung (15) nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Strömung des ersten Kühlmittels durch wenigstens ein äußeres Mittel erzwungen ist.Heat transfer device ( 15 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the flow of the first coolant is forced by at least one external means. Wärmeübertragungsvorrichtung (15) nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass das erste Kühlmittel sowohl durch die Kanalstruktur (30, 31) als auch durch die Wärmeübertragungsstruktur (35) strömt.Heat transfer device ( 15 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the first coolant through both the channel structure ( 30 . 31 ) as well as through the heat transfer structure ( 35 ) flows. Wärmeübertragungsvorrichtung (15) nach Anspruch 16 dadurch gekennzeichnet, dass die Strömung des ersten Kühlmittels durch die Kanalstruktur (30, 31) und die Wärmeübertragungsstruktur (35) parallel erfolgt.Heat transfer device ( 15 ) according to claim 16, characterized in that the flow of the first coolant through the channel structure ( 30 . 31 ) and the heat transfer structure ( 35 ) takes place in parallel. Wärmeübertragungsvorrichtung (15) nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die konvektive Wärmeübertragung sowohl an das erste Kühlmittel als auch an das zweite Kühlmittel erfolgt.Heat transfer device ( 15 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the convective heat transfer takes place both to the first coolant and to the second coolant. Wärmeübertragungsvorrichtung (15) nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Kühlmittel gasförmig ist.Heat transfer device ( 15 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the second coolant is gaseous. Wärmeübertragungsvorrichtung (15) nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Strömung des zweiten Kühlmittels durch wenigstens ein äußeres Mittel erzwungen ist.Heat transfer device ( 15 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the flow of the second coolant is forced by at least one external means. Wärmeübertragungsvorrichtung (15) nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeübertragungsstruktur (35) zumindest abschnittsweise in Form wenigstens einer Rippen- und/oder Säulenstruktur vorliegt.Heat transfer device ( 15 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the heat transfer structure ( 35 ) is present at least in sections in the form of at least one rib and / or column structure. Wärmeübertragungsvorrichtung (15) nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die stoffschlüssige Verbindung der Aufnahmefläche (21) mit der Kontaktfläche (11, 12) wenigstens eine Fügeverbindung mit wenigstens einem elektrisch leitfähigen Fügemittel aufweist.Heat transfer device ( 15 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the cohesive connection of the receiving surface ( 21 ) with the contact surface ( 11 . 12 ) has at least one joint connection with at least one electrically conductive joining agent. Wärmeübertragungsvorrichtung (15) nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die stoffschlüssige Verbindung der Aufnahmefläche (21) mit der Kontaktfläche (11, 12) wenigstens einen Übergangskörper aufweist.Heat transfer device ( 15 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the cohesive connection of the receiving surface ( 21 ) with the contact surface ( 11 . 12 ) has at least one transition body. Wärmeübertragungsvorrichtung (15) nach Anspruch 23 dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmefläche (21) und die Kontaktfläche (11, 12) im wesentlichen parallel zueinander sind und der Übergangskörper zwischen der Aufnahmefläche (21) und der Kontaktfläche (11, 12) angeordnet ist.Heat transfer device ( 15 ) according to claim 23, characterized in that the up acreage ( 21 ) and the contact area ( 11 . 12 ) are substantially parallel to each other and the transition body between the receiving surface ( 21 ) and the contact surface ( 11 . 12 ) is arranged. Wärmeübertragungsvorrichtung (15) nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass das Halbleiterbauelement (10) mit seiner Kontaktfläche (11, 12) an der Aufnahmefläche über eine Lötverbindung mit befestigt ist.Heat transfer device ( 15 ) according to one of claims 1 to 22, characterized in that the semiconductor component ( 10 ) with its contact surface ( 11 . 12 ) is attached to the receiving surface via a solder joint with. Wärmeübertragungsvorrichtung (15) nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeleitkörper (20) wenigstens im Bereich der Wärmequellenprojektion zumindest abschnittsweise aus einem Verbundwerkstoff von kohlenstoffhaltigem Gewebe und/oder kohlenstoffhaltigen Partikeln in einer metall- und/oder silizium- und/oder siliziumkarbidhaltigen Matrix ausgebildet ist.Heat transfer device ( 15 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the heat-conducting body ( 20 ) is formed at least in sections in the region of the heat source projection of a composite material of carbonaceous tissue and / or carbonaceous particles in a metal and / or silicon and / or silicon carbide-containing matrix. Wärmeübertragungsvorrichtung (15) nach Anspruch 26 dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeleitkörper (20) einen kohlenstoffhaltigen Grundkörper (25) aufweist.Heat transfer device ( 15 ) according to claim 26, characterized in that the heat-conducting body ( 20 ) a carbonaceous body ( 25 ) having. Wärmeübertragungsvorrichtung (15) nach Anspruch 27 dadurch gekennzeichnet, dass der kohlenstoffhaltige Grundkörper (25) aus zumindest abschnittsweise aus Diamant besteht.Heat transfer device ( 15 ) according to claim 27, characterized in that the carbon-containing basic body ( 25 ) consists of at least sections of diamond. Wärmeübertragungsvorrichtung (15) nach Anspruch 28 dadurch gekennzeichnet dass der kohlenstoffhaltige Grundkörper (25) zumindest näherungsweise vollständig aus Diamant besteht.Heat transfer device ( 15 ) according to claim 28, characterized in that the carbon-containing basic body ( 25 ) consists at least approximately completely of diamond. Wärmeübertragungsvorrichtung (15) nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Kanalstruktur (30, 31) an wenigstens einer ihrer Innenflächen zumindest abschnittsweise eine elektrische Isolationsschicht und/oder eine Korrosionsschutzschicht aufweist.Heat transfer device ( 15 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the channel structure ( 30 . 31 ) has at least one of its inner surfaces at least partially an electrical insulation layer and / or a corrosion protection layer. Wärmeübertragungsvorrichtung (15) nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Kanalstruktur (30, 31) auf einer dem Halbleiterbauelement abgewandten Seite der Ebene der Aufnahmefläche (21) im Wärmeleitkörper (20) angeordnet ist.Heat transfer device ( 15 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the channel structure ( 30 . 31 ) on a side remote from the semiconductor device side of the plane of the receiving surface ( 21 ) in the heat conducting body ( 20 ) is arranged. Wärmeübertragungsvorrichtung (15) nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Kanalstruktur (30, 31) zwei oder mehr Kanäle aufweist, die im Wärmeleitkörper (20) angeordnet sind.Heat transfer device ( 15 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the channel structure ( 30 . 31 ) has two or more channels in the heat conducting body ( 20 ) are arranged. Wärmeübertragungsvorrichtung (15) nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeleitkörper (20) wenigstens eine Zulauföffnung (40) und wenigstens eine Ablauföffnung (50) aufweist, die mit der Kanalstruktur (30, 31) in Verbindung stehen.Heat transfer device ( 15 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the heat-conducting body ( 20 ) at least one inlet opening ( 40 ) and at least one drain opening ( 50 ) having the channel structure ( 30 . 31 ) keep in touch. Wärmeübertragungsvorrichtung (15) nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Kanalstruktur (30, 31) zwei oder mehr Kanäle aufweist, die im Wärmeleitkörper angeordnet sind und über einen gemeinsamen Zulauf (41, 42) und/oder einen gemeinsamen Ablauf (51, 52) mit wenigstens einer Zulauföffnung (40) und/oder wenigstens einer Ablauföffnung (50) in Verbindung stehen.Heat transfer device ( 15 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the channel structure ( 30 . 31 ) has two or more channels, which are arranged in the heat conducting body and via a common inlet ( 41 . 42 ) and / or a common process ( 51 . 52 ) with at least one inlet opening ( 40 ) and / or at least one drain opening ( 50 ) keep in touch. Wärmeübertragungsvorrichtung (15) nach Anspruch 33 oder 34 dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlmittel, durch eine erste Kanalstruktur (30) und durch eine zweite Kanalstruktur (31) im Wärmeleitkörper (20) fließt.Heat transfer device ( 15 ) according to claim 33 or 34, characterized in that the coolant, through a first channel structure ( 30 ) and by a second channel structure ( 31 ) in the heat conducting body ( 20 ) flows. Wärmeübertragungsvorrichtung (15) nach einem der Ansprüche 33 bis 35 dadurch gekennzeichnet, dass die Zulauföffnung (40) und die Ablauföffnung (50) auf einander gegenüberliegenden Seiten des Wärmeleitkörpers (20) angeordnet sind.Heat transfer device ( 15 ) according to one of claims 33 to 35, characterized in that the inlet opening ( 40 ) and the drain opening ( 50 ) on opposite sides of the heat conducting body ( 20 ) are arranged. Wärmeübertragungsvorrichtung (15) nach einem der Ansprüche 33 bis 35 dadurch gekennzeichnet, dass die Zulauföffnung (40) und die Ablauföffnung (50) auf ein- und derselben Seite des Wärmeleitkörpers (20) angeordnet sind.Heat transfer device ( 15 ) according to one of claims 33 to 35, characterized in that the inlet opening ( 40 ) and the drain opening ( 50 ) on one and the same side of the heat conducting body ( 20 ) are arranged. Wärmeübertragungsvorrichtung (15) nach einem der Ansprüche 33 bis 37 dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der beiden Öffnungen (40, 50) in der Anbindungsfläche (23) angeordnet ist.Heat transfer device ( 15 ) according to one of claims 33 to 37, characterized in that at least one of the two openings ( 40 . 50 ) in the connection surface ( 23 ) is arranged. Wärmeübertragungsvorrichtung (15) nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Anbindungsfläche (23) der Aufnahmefläche (21) zumindest abschnittsweise gegenüberliegt.Heat transfer device ( 15 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the connection surface ( 23 ) of the receiving surface ( 21 ) at least partially opposite. Wärmeübertragungsvorrichtung (15) nach Anspruch 39 dadurch gekennzeichnet, dass die Anbindungsfläche (23) zumindest abschnittsweise innerhalb der Wärmequellenprojektion (22) liegt.Heat transfer device ( 15 ) according to claim 39, characterized in that the connection surface ( 23 ) at least in sections within the heat source projection ( 22 ) lies. Wärmeübertragungsvorrichtung (15) nach Anspruch 40 dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeübertragungsstruktur (35) des Wärmeabfuhrkörpers (98) zumindest abschnittsweise in der Wärmequellenprojektion (22) angeordnet ist.Heat transfer device ( 15 ) according to claim 40, characterized in that the heat transfer structure ( 35 ) of the heat removal body ( 98 ) at least in sections in the heat source projection ( 22 ) is arranged. Wärmeübertragungsvorrichtung (15) nach einem der Ansprüche 1 bis 38 dadurch gekennzeichnet, dass die Anbindungsfläche (23) gegenüber der Kontaktfläche (11, 12) um zumindest näherungsweise 90° geneigt ist.Heat transfer device ( 15 ) according to one of claims 1 to 38, characterized in that the connection surface ( 23 ) opposite the contact surface ( 11 . 12 ) is inclined by at least approximately 90 °. dass der Wärmeleitkörper (20) eine Stirnfläche besitzt, die bezüglich der Kontaktfläche (11, 12) zumindest näherungsweise um 90° geneigt ist und die Anbindungsfläche (23) an einer, der Stirnfläche zumindest abschnittsweise gegenüberliegenden, rückseitigen Endfläche angeordnet ist.that the heat conducting body ( 20 ) a Stirnflä having the contact area ( 11 . 12 ) is inclined at least approximately by 90 ° and the connection surface ( 23 ) is arranged on a, the end face at least partially opposite, rear end surface. Wärmeübertragungsvorrichtung (15) nach Anspruch 43 dadurch gekennzeichnet, dass sich die Stirnfläche an die Aufnahmefläche (21) anschließt.Heat transfer device ( 15 ) according to claim 43, characterized in that the end face to the receiving surface ( 21 ). Wärmeübertragungsvorrichtung (15) nach Anspruch 43 oder 44 dadurch gekennzeichnet, dass sich der Wärmeleitkörper (20) in einer der Endfläche abgewandten Richtung zumindest abschnittsweise über die Wärmequellenprojektion (22) hinaus erstreckt.Heat transfer device ( 15 ) according to claim 43 or 44, characterized in that the heat-conducting body ( 20 ) in a direction away from the end face at least in sections via the heat source projection ( 22 ) extends. Wärmeübertragungsvorrichtung (15) nach einem der Ansprüche 43 bis 45 dadurch gekennzeichnet, dass die Kanalstruktur (30, 31) zumindest abschnittsweise in einem Bereich des Wärmeleitkörpers angeordnet ist, der zwischen der Wärmequellenprojektion (22) und der rückseitigen Endfläche liegt.Heat transfer device ( 15 ) according to one of claims 43 to 45, characterized in that the channel structure ( 30 . 31 ) is arranged at least in sections in a region of the heat conduction body, which between the heat source projection ( 22 ) and the rear end surface is located. Wärmeübertragungsvorrichtung (15) nach einem der Ansprüche 43 bis 46 dadurch gekennzeichnet, dass die Kanalstruktur (30, 31) zumindest abschnittsweise in einem Bereich des Wärmeleitkörpers (20) angeordnet ist, der sich in einer der Endfläche abgewandten Richtung zumindest abschnittsweise über die Wärmequellenprojektion (22) hinaus erstreckt.Heat transfer device ( 15 ) according to one of claims 43 to 46, characterized in that the channel structure ( 30 . 31 ) at least in sections in a region of the heat conducting body ( 20 ) arranged in a direction away from the end face at least in sections via the heat source projection ( 22 ) extends. Wärmeübertragungsvorrichtung (15) nach einem der Ansprüche 43 bis 45 dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeleitkörper (20) innerhalb eines Volumens, das sich senkrecht zur Stirnfläche durch den Wärmeleitkörper (20) erstreckt, eine Breite von der lateralen Ausdehnung des Wärmequellenbereiches parallel zur Kontaktfläche (11, 12) und senkrecht zur Stirnfläche und eine Höhe von der Ausdehnung der Stirnfläche in zur Kontaktfläche (11, 12) senkrechter Richtung besitzt, keine Ausnehmung aufweist.Heat transfer device ( 15 ) according to one of claims 43 to 45, characterized in that the heat-conducting body ( 20 ) within a volume that extends perpendicular to the end face through the heat conducting body ( 20 ) extends, a width of the lateral extent of the heat source region parallel to the contact surface ( 11 . 12 ) and perpendicular to the end face and a height from the extent of the end face in to the contact surface ( 11 . 12 ) has vertical direction, has no recess. Wärmeübertragungsvorrichtung (15) nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass das Halbleiterbauelement (10) ein kantenemittierendes elektro-optisches Bauelement mit einer ersten Kontaktfläche (11) und wenigstens einer, der ersten Kontaktfläche (11) zumindest abschnittsweise gegenüberliegenden, zweiten Kontaktfläche (12) und mit wenigstens einer Lichtaustrittsfläche ist, die zwischen den beiden Kontaktflächenebenen angeordnet ist, bezüglich der Kontaktflächen (11, 12) um einen Winkel von zumindest näherungsweise 90° geneigt ist und eine Lichtemissionsrichtung (13) definiert, die senkrecht zur Lichtaustrittsfläche in vom Bauelement (10) abgewandter Richtung orientiert ist.Heat transfer device ( 15 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the semiconductor component ( 10 ) an edge emitting electro-optical device having a first contact surface ( 11 ) and at least one, the first contact surface ( 11 ) at least partially opposite, second contact surface ( 12 ) and with at least one light exit surface, which is arranged between the two contact surface planes, with respect to the contact surfaces ( 11 . 12 ) is inclined by an angle of at least approximately 90 ° and a light emission direction ( 13 ) defined perpendicular to the light exit surface in from the component ( 10 ) facing away from the direction. Wärmeübertragungsvorrichtung (15) nach Anspruch 49 dadurch gekennzeichnet, dass sich der Wärmeleitkörper (20) in Lichtemissionsrichtung (13) und entgegen der Lichtemissionsrichtung (13) zumindest abschnittsweise über die Wärmequellenprojektion (22) hinaus erstreckt und die Anbindungsfläche (23) an einer dem elektro-optischen Bauelement (10) abgewandten Seite des Wärmeleitkörpers (20) angeordnet ist.Heat transfer device ( 15 ) according to claim 49, characterized in that the heat-conducting body ( 20 ) in light emission direction ( 13 ) and against the light emission direction ( 13 ) at least in sections via the heat source projection ( 22 ) and the connection surface ( 23 ) at one of the electro-optical component ( 10 ) side facing away from the Wärmeleitkörpers ( 20 ) is arranged. Wärmeübertragungsvorrichtung (15) nach Anspruch 50 dadurch gekennzeichnet, dass die Kanalstruktur (30, 31) zumindest abschnittsweise dem Bereich des Wärmeleitkörpers (20) angeordnet ist, der sich in Lichtemissionsrichtung (13) zumindest abschnittsweise über die Wärmequellenprojektion (22) hinaus erstreckt.Heat transfer device ( 15 ) according to claim 50, characterized in that the channel structure ( 30 . 31 ) at least in sections the area of the heat conducting body ( 20 ) arranged in the light emission direction ( 13 ) at least in sections via the heat source projection ( 22 ) extends. Wärmeübertragungsvorrichtung (15) nach Anspruch 50 oder 51 dadurch gekennzeichnet, dass die Kanalstruktur (30, 31) zumindest abschnittsweise dem Bereich des Wärmeleitkörpers (20) angeordnet ist, der sich in Lichtemissionsrichtung (13) zumindest abschnittsweise über die Wärmequellenprojektion (22) hinaus erstreckt.Heat transfer device ( 15 ) according to claim 50 or 51, characterized in that the channel structure ( 30 . 31 ) at least in sections the area of the heat conducting body ( 20 ) arranged in the light emission direction ( 13 ) at least in sections via the heat source projection ( 22 ) extends. Wärmeübertragungsvorrichtung (15) nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Kanalstruktur (30, 31) aus einer Vielzahl von zumindest abschnittsweise länglichen Kanälen besteht, deren Längsachsen senkrecht zur Kontaktfläche (11, 12) angeordnet sind.Heat transfer device ( 15 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the channel structure ( 30 . 31 ) consists of a plurality of at least partially elongated channels whose longitudinal axes perpendicular to the contact surface ( 11 . 12 ) are arranged. Wärmeübertragungsvorrichtung (15) nach Anspruch 53 dadurch gekennzeichnet, dass die Kanäle (30, 31) sich von einer zur Kontaktfläche parallelen Oberseite des Wärmeleitkörpers (20) zu einer der Oberseite gegenüberliegenden Unterseite des Wärmeleitkörpers (20) erstrecken.Heat transfer device ( 15 ) according to claim 53, characterized in that the channels ( 30 . 31 ) extending from an upper surface of the heat conducting body parallel to the contact surface ( 20 ) to an underside of the heat conducting body opposite the upper side ( 20 ). Wärmeübertragungsvorrichtung (15) nach Anspruch 53 oder 54 dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein am Wärmeleitkörper (20) befestigter Anschlusskörper (80) das Kühlmittel, das durch eine erste Gruppe (30) von Kanälen im Wärmeleitkörper (20) fließt, aufnimmt und an eine zweite Gruppe von Kanälen (31) im Wärmeleitkörper (20) wieder abgibt, wobei die Strömungsrichtung in Kanälen der ersten Gruppe (30) entgegengesetzt ist zu der in Kanälen der zweiten Gruppe (31).Heat transfer device ( 15 ) according to claim 53 or 54, characterized in that at least one of the heat conducting body ( 20 ) fastened connection body ( 80 ) the coolant which is replaced by a first group ( 30 ) of channels in the heat conducting body ( 20 ) flows, receives and to a second group of channels ( 31 ) in the heat conducting body ( 20 ), the direction of flow in channels of the first group ( 30 ) is opposite to that in channels of the second group ( 31 ). Wärmeübertragungsvorrichtung (15) nach einem der Ansprüche 1 bis 52 dadurch gekennzeichnet, dass die Kanalstruktur (30, 31) im Wärmeleitkörper (20) in Form wenigstens einer Ausnehmung in einen Oberflächenbereich des Wärmeleitkörpers (20) eingebracht ist, der im wesentlichen parallel zur Kontaktfläche (11, 12) ausgerichtet ist, wobei die Ausnehmung durch ein Deckelement (60, 80) zumindest abschnittsweise abgeschlossen ist und ein erster Abschnitt der Ausnehmung mit einem ersten Durchbruch (61, 47) im Deckelement in Verbindung steht und ein zweiter Abschnitt der Ausnehmung mit einem zweiten Durchbruch (62, 57) im Deckelement (60, 80) in Verbindung steht.Heat transfer device ( 15 ) according to one of claims 1 to 52, characterized in that the channel structure ( 30 . 31 ) in the heat conducting body ( 20 ) in the form of at least one recess in a surface region of the heat conducting body ( 20 ) is introduced, which is substantially parallel to the contact surface ( 11 . 12 ), wherein the Ausneh through a cover element ( 60 . 80 ) is completed at least in sections, and a first portion of the recess with a first breakthrough ( 61 . 47 ) in the cover element and a second section of the recess with a second opening ( 62 . 57 ) in the cover element ( 60 . 80 ). Wärmeübertragungsvorrichtung (15) nach Anspruch 56 dadurch gekennzeichnet, dass die Kanalstruktur (30, 31) durch wenigstens eine Reihe von mehreren, zueinander zumindest abschnittsweise im wesentlichen parallelen, Nuten ausgebildet ist.Heat transfer device ( 15 ) according to claim 56, characterized in that the channel structure ( 30 . 31 ) is formed by at least one row of a plurality of, at least partially substantially parallel, grooves. Wärmeübertragungsvorrichtung (15) nach Anspruch 57 dadurch gekennzeichnet, dass die Kanalstruktur (30, 31) durch zwei Reihen von sich einander überkreuzenden Nuten ausgebildet ist.Heat transfer device ( 15 ) according to claim 57, characterized in that the channel structure ( 30 . 31 ) is formed by two rows of intersecting grooves. Wärmeübertragungsvorrichtung (15) nach einem der Ansprüche 56 bis 56 dadurch gekennzeichnet, dass der Oberflächenbereich dem Halbleiterbauelement (10) zugewandt ist.Heat transfer device ( 15 ) according to any one of claims 56 to 56, characterized in that the surface area of the semiconductor device ( 10 ) is facing. Wärmeübertragungsvorrichtung (15) nach Anspruch 59 dadurch gekennzeichnet, dass der Oberflächenbereich zumindest näherungsweise mit der Kontaktfläche (11, 12) in einer Ebene liegt.Heat transfer device ( 15 ) according to claim 59, characterized in that the surface area at least approximately with the contact surface ( 11 . 12 ) lies in one plane. Wärmeübertragungsvorrichtung (15) nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeleitkörper (20) aus wenigstens einem L-förmigen Grundkörper (25) und wenigstens einer Platte (65) besteht, wobei die Aufnahmefläche (21) an der Endfläche des kürzeren Schenkels des L-förmigen Grundkörpers (25) angeordnet ist, die Platte (65) an der, zur Aufnahmefläche (21) parallelen, Schenkelinnenfläche des längeren Schenkels des L-förmigen Grundkörpers (25) befestigt ist und die Kanalstruktur (30, 31) in Form wenigstens einer Ausnehmung in die Platte (65) eingebracht ist.Heat transfer device ( 15 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the heat-conducting body ( 20 ) of at least one L-shaped basic body ( 25 ) and at least one plate ( 65 ), the receiving surface ( 21 ) on the end face of the shorter leg of the L-shaped main body ( 25 ), the plate ( 65 ) at, to the receiving surface ( 21 ) parallel, leg inner surface of the longer leg of the L-shaped body ( 25 ) and the channel structure ( 30 . 31 ) in the form of at least one recess in the plate ( 65 ) is introduced. Wärmeübertragungsvorrichtung (15) nach Anspruch 61 dadurch gekennzeichnet, dass die Platte (65) ein Schichtkörper ist, der aus zwei oder mehr übereinander gestapelten Schichtplatten (66, 67, 68) besteht.Heat transfer device ( 15 ) according to claim 61, characterized in that the plate ( 65 ) is a laminated body consisting of two or more stacked laminates ( 66 . 67 . 68 ) consists. Verfahren, insbesondere Testverfahren, zum Einrichten und Betreiben einer Wärmeübertragungsvorrichtung (15) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, mit folgenden Schritten: a) Stoffschlüssiges Verbinden des wenigstens einen Halbleiterbauelementes (10) mit dem Wärmeleitkörper (20) b) Durchströmen der Kanalstruktur (30, 31) des Wärmeleitkörpers (20) mit einem flüssigen, ersten Kühlmittel und testweises Betreiben des wenigstens einen Halbleiterbauelementes (10), insbesondere zur Durchführung von Funktionstests des wenigstens einen Halbleiterelements (10), verbunden mit der Erfassung wenigstens eines Parameters c) Anschließen des Wärmeabfuhrkörpers (98) an den Wärmeleitkörper (20) d) Betreiben des Halbleiterbauelementes (10) wahlweise unter Durchströmung der Kanalstruktur (30, 31) des Wärmeleitkörpers (20) mit dem flüssigen, ersten Kühlmittel oder unter Beströmung der Wärmeübertragungsstruktur (35) des Wärmeabfuhrkörpers (98) mit dem flüssigen, ersten Kühlmittel oder einem zweiten Kühlmittel.Method, in particular test method, for setting up and operating a heat transfer device ( 15 ) according to one of the preceding claims, with the following steps: a) materially connecting the at least one semiconductor component ( 10 ) with the heat conducting body ( 20 ) b) flow through the channel structure ( 30 . 31 ) of the heat conducting body ( 20 ) with a liquid, first coolant and testwise operating the at least one semiconductor component ( 10 ), in particular for carrying out functional tests of the at least one semiconductor element ( 10 ), associated with the detection of at least one parameter c) connecting the heat removal body ( 98 ) to the heat conducting body ( 20 ) d) operation of the semiconductor component ( 10 ) optionally with flow through the channel structure ( 30 . 31 ) of the heat conducting body ( 20 ) with the liquid, first coolant or under flow of the heat transfer structure ( 35 ) of the heat removal body ( 98 ) with the liquid, first coolant or a second coolant. Verfahren, insbesondere Testverfahren, zum Einrichten und Betreiben einer Wärmeübertragungsvorrichtung (15) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 62, mit folgenden Schritten: a) Stoffschlüssiges Verbinden des wenigstens einen Halbleiterbauelementes (01) mit dem Wärmeleitkörper (20) b) Einrichten einer lösbaren Verbindung zwischen dem Wärmeleitkörper (20) und einer Wärmeabfuhrvorrichtung, c) Beströmen der Wärmeabfuhrvorrichtung mit einem ersten Kühlmittel und testweises Betreiben des wenigstens einen Halbleiterbauelements (10), insbesondere zur Durchführung von Funktionstests des wenigstens einen Halbleiterbauelements (10), verbunden mit der Erfassung wenigstens eines Parameters, d) Lösen der Verbindung zwischen dem Wärmeleitkörper und der Wärmeabfuhrvorrichtung e) Einrichten einer stoffschlüssigen Verbindung zwischen dem Wärmeleitkörper (20) und dem Wärmeabfuhrkörper (98) f) Betreiben des Halbleiterbauelementes 10) wahlweise unter Durchströmung der Kanalstruktur (30, 31) des Wärmeleitkörpers (20) oder unter Beströmung der Wärmeübertragungsstruktur (35) des Wärmeabfuhrkörpers (98) mit dem ersten oder einem zweiten Kühlmittel.Method, in particular test method, for setting up and operating a heat transfer device ( 15 ) according to one of claims 1 to 62, with the following steps: a) materially connecting the at least one semiconductor component ( 01 ) with the heat conducting body ( 20 b) establishing a detachable connection between the heat conduction body ( 20 ) and a heat removal device, c) flowing the heat removal device with a first coolant and operating the at least one semiconductor device ( 10 ), in particular for carrying out functional tests of the at least one semiconductor component ( 10 ), associated with the detection of at least one parameter, d) releasing the connection between the heat-conducting body and the heat-dissipating device e) establishing a cohesive connection between the heat-conducting body ( 20 ) and the heat removal body ( 98 ) f) operating the semiconductor device 10 ) optionally with flow through the channel structure ( 30 . 31 ) of the heat conducting body ( 20 ) or under flow of the heat transfer structure ( 35 ) of the heat removal body ( 98 ) with the first or a second coolant. Verfahren, insbesondere Testverfahren, zum Einrichten und Betreiben einer Wärmeübertragungsvorrichtung (15) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 62, mit folgenden Schritten: a) Stoffschlüssiges Verbinden des wenigstens einen Halbleiterbauelementes (10) mit dem Wärmeleitkörper (20) b) Einrichten einer Verbindung zwischen dem Wärmeleitkörper (20) und dem Wärmeabfuhrkörper (98) c) Durchströmen der Kanalstruktur des Wärmeleitkörpers (20) mit einem flüssigen, ersten Kühlmittel, Beströmen der Wärmeübertragungsstruktur (35) des Wärmeabfuhrkörpers (98) mit dem flüssigen ersten Kühlmittel oder einem zweiten Kühlmittel und testweises Betreiben des wenigstens einen Halbleiterbauelements (10), insbesondere zur Durchführung von Funktionstests des wenigstens einen Halbleiterbauelements (10), verbunden mit der Erfassung wenigstens eines Parameters d) Betreiben des Halbleiterbauelementes (10) entweder unter Durchströmung der Kanalstruktur (30, 31) des Wärmeleitkörpers mit dem flüssigen, ersten Kühlmittel oder unter Beströmung der Wärmeübertragungsstruktur (35) des Wärmeabfuhrkörpers (98) mit dem flüssigen, ersten Kühlmittel oder einem zweiten Kühlmittel.Method, in particular test method, for setting up and operating a heat transfer device ( 15 ) according to one of claims 1 to 62, with the following steps: a) materially connecting the at least one semiconductor component ( 10 ) with the heat conducting body ( 20 b) establishing a connection between the heat conducting body ( 20 ) and the heat removal body ( 98 ) c) flow through the channel structure of the heat conducting body ( 20 ) with a liquid, first coolant, flowing the heat transfer structure ( 35 ) of the heat removal body ( 98 ) with the liquid first coolant or a second coolant and test-wise operating the at least one semiconductor component ( 10 ), in particular for carrying out functional tests of the at least one semiconductor component ( 10 ), associated with the detection we at least one parameter d) operating the semiconductor device ( 10 ) either with flow through the channel structure ( 30 . 31 ) of the heat conducting body with the liquid, first coolant or under flow of the heat transfer structure ( 35 ) of the heat removal body ( 98 ) with the liquid, first coolant or a second coolant. Verfahren zum Einrichten und Betreiben einer Wärmeübertragungsvorrichtung (15) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 62, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei der Verfahren nach den Ansprüchen 63 bis 65 angewendet werden.Method for setting up and operating a heat transfer device ( 15 ) according to one of claims 1 to 62, characterized in that at least two of the methods according to claims 63 to 65 are applied. Verfahren nach einem der Ansprüche 63 bis 66, dadurch gekennzeichnet, daß das Halbleiterbauelement (10) ein elektro-optisches Bauelement ist und in wenigstens einem Testbetrieb wenigstens einer der folgenden Parameter des elektro-optischen Bauelementes erfaßt wird: a) elektrischer Betriebsstrom, b) elektrische Betriebsspannung, c) emittierte Strahlungsleistung und d) Spektrum der emittierten Strahlung.Method according to one of Claims 63 to 66, characterized in that the semiconductor component ( 10 ) is an electro-optical component and in at least one test operation of at least one of the following parameters of the electro-optical component is detected: a) electrical operating current, b) electrical operating voltage, c) emitted radiation power and d) spectrum of the emitted radiation.
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