半導体レーザー溶接機の放熱方法

半導体レーザー溶接機は、電子製品やその他の産業で一般的に使用されている一種のレーザー装置です。 半導体レーザービームの優れた指向性と高出力密度を利用して溶接します。 原理は、レーザービームを光学系を通して小さな領域に集束させ、非常に短時間で溶接場所に高エネルギー集中の熱源領域を形成し、溶接対象物を溶かして固体はんだを形成することです。ジョイントと溶接。

半導体レーザー溶接機の主要部分として、半導体レーザーはこれまでで最も使用されているオプトエレクトロニクスデバイスの1つです。 技術の進歩とデバイスの量産能力の向上により、より多くの分野に応用できるようになりました。 半導体レーザーは、主に半導体材料を加工材料として使用するレーザーの一種です。 材料構造が異なるため、レーザーも異なります。 半導体レーザーは、体積が小さく、耐用年数が長いという特徴があります。 通信分野だけでなく、レーダー、音響測定、医療にも利用できます。

シングルチップの光出力が大きく、単位面積あたりの発熱量が大きいため、放熱技術が上手くいかないと、チップが死にやすく、性能が急激に低下します。

半導体レーザーパッケージの放熱メカニズムは、主にレーザーチップ、溶接層、ヒートシンク、金属層などで構成されています。半導体レーザーの放熱構造の溶接層は、主にチップとヒートシンクを溶接で接続します。 高出力半導体レーザーを使用する場合、熱抵抗を低減するために、溶接時に熱伝導率の高い材料を使用して、半導体レーザーの放熱性を高め、レーザーの寿命を延ばすことがよくあります。

現在、レーザーの主な放熱方法は、従来の放熱方法と新しい放熱方法に分けられます。 従来の熱放散方法には、空冷熱放散、半導体冷却熱放散、自然対流熱放散などがあります。新しい熱放散方法には、フリップ熱放散とマイクロチャネル熱放散が含まれます。

大チャンネル液体冷却：

研究中に、研究者はスポイラー構造の熱放散効果が従来の空洞構造よりも優れていることを発見しましたが、圧力もチャネル内で増加します。 大チャンネルが広く使用されているが、レーザー出力パワーの継続的な改善のために、大チャンネルの水冷および放熱は、高出力半導体レーザーの放熱要件を満たすことができないことが見出されている。

自然対流冷却：

自然対流による熱放散とは、熱伝導率の高い材料を使用して発生した熱を取り除き、自然対流によって熱を放散することです。 研究中に、科学者たちはまた、フィンが熱放散を助け、熱放散システムの熱伝達率を最大化できることを発見しました。 温度が同じ場合、フィンの高さが高くなるとフィンの間隔が狭くなります。

半導体冷却：

半導体冷凍法と放熱法の主な特徴は、容量が少なく、信頼性が高いことです。 半導体の冷却および放熱方法は、高出力半導体レーザーによく見られます。 Tec冷凍が追加されるため、それに応じてパッケージのサイズが大きくなり、それに応じてパッケージのコストも高くなります。 使用時には、半導体チップのコールドエンドとヒートシンクが相互に接続され、ホットエンドは対流とTEC自身の熱によって放散されます。