Решения для охлаждения полупроводниковых лазерных сварочных аппаратов

Полупроводниковый лазерный сварочный аппарат — это вид лазерного оборудования, обычно используемого в электронной продукции и других отраслях промышленности. Для сварки используется превосходная направленность и высокая плотность мощности полупроводникового лазерного луча. Принцип заключается в том, чтобы сфокусировать лазерный луч на небольшой площади через оптическую систему, чтобы за очень короткое время сформировать область источника тепла с высокой концентрацией энергии в месте сварки, чтобы расплавить свариваемый объект и образовать твердый припой. стыки и сварные швы.

Полупроводниковый лазер, являющийся основной частью полупроводникового лазерного сварочного аппарата, на сегодняшний день является одним из наиболее часто используемых оптоэлектронных устройств. Благодаря постоянному развитию технологий и совершенствованию возможностей массового производства устройств теперь их можно применять в большем количестве областей. Полупроводниковый лазер — это разновидность лазера, в котором в качестве рабочих материалов в основном используются полупроводниковые материалы. Из-за разной структуры материала лазер будет отличаться. Полупроводниковые лазеры характеризуются малым объемом и длительным сроком службы. Помимо области связи, их также можно использовать в радиолокации, измерении звука и в медицине.

Из-за большой светоотдачи одного чипа и большого количества тепла, выделяемого на единицу площади, если технология рассеивания тепла не выполнена должным образом, чип легко выйдет из строя, и производительность быстро снизится.

Механизм рассеивания тепла в корпусе полупроводникового лазера в основном состоит из лазерного чипа, сварочного слоя, радиатора, металлического слоя и т. д. Сварочный слой в структуре рассеивания тепла полупроводникового лазера в основном соединяет чип и радиатор посредством сварки. При использовании мощных полупроводниковых лазеров для снижения термического сопротивления во время сварки часто используются некоторые материалы с высокой теплопроводностью, чтобы обеспечить хорошее рассеивание тепла полупроводниковых лазеров и продлить срок службы лазеров.

В настоящее время основные методы отвода тепла в лазерах делятся на традиционные методы отвода тепла и новые методы отвода тепла. Традиционные методы отвода тепла включают в себя: отвод тепла при воздушном охлаждении, отвод тепла при охлаждении полупроводников, отвод тепла за счет естественной конвекции и т. д. Новые методы отвода тепла включают в себя: отвод тепла с переворотом и отвод тепла по микроканалам.

Жидкостное охлаждение с большим каналом:

В ходе исследования исследователи обнаружили, что эффект рассеивания тепла от конструкции спойлера будет лучше, чем у традиционной конструкции с полостью, но давление в канале также увеличится. Обнаружено, что, хотя большие каналы широко используются, из-за постоянного улучшения выходной мощности лазера водное охлаждение и рассеивание тепла с большими каналами не могут удовлетворить требования к рассеиванию тепла мощных полупроводниковых лазеров.

Естественное конвекционное охлаждение:

Рассеивание тепла естественной конвекцией заключается в использовании некоторых материалов с высокой теплопроводностью для отвода выделяемого тепла, а затем рассеивания тепла посредством естественной конвекции. В ходе исследования ученые также обнаружили, что ребра также могут способствовать рассеиванию тепла и максимизировать скорость теплопередачи в системе рассеивания тепла. При одинаковой температуре расстояние между ребрами будет уменьшаться с увеличением высоты ребер.

Полупроводниковое охлаждение:

Основными характеристиками полупроводниковых методов охлаждения и отвода тепла являются небольшой объем и высокая надежность. Полупроводниковые методы охлаждения и отвода тепла часто используются в мощных полупроводниковых лазерах. Поскольку добавлено охлаждение Tec, размер упаковки соответственно увеличивается, и стоимость упаковки также соответственно увеличивается. Во время использования холодный конец и радиатор полупроводникового чипа соединяются вместе, а горячий конец рассеивается за счет конвекции и собственного тепла TEC.