半導体レーザー溶接機の冷却方法

半導体レーザー溶接機の主要部品として、半導体レーザーはこれまで最も使用されている光電子デバイスの 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、より多くの分野で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、耐用年数が長いことが特徴です。通信分野のほか、レーダー、音響測定、医療などにも活用できます。

単一チップの光出力が大きく、単位面積あたりに発生する熱が大きいため、放熱技術が十分に行われていない場合、チップが壊れやすく、性能が急速に低下します。半導体レーザーパッケージングの放熱機構は、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における溶接層は、主にチップとヒートシンクを溶接によって接続します。高出力の半導体レーザーを使用する場合、熱抵抗を下げるために、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ために、溶接時に熱伝導率の高い材料が使用されることがよくあります。

現在、レーザーの主な放熱方式は従来の放熱方式と新しい放熱方式に分けられます。従来の放熱方法には、空冷放熱、半導体冷却放熱、自然対流放熱などが含まれます。新しい放熱方法には、フリップ放熱やマイクロチャネル放熱などがあります。

大型チャネル液体冷却:

研究の過程で、研究者らは、スポイラー構造の放熱効果は従来のキャビティ構造よりも優れているが、チャネル内の圧力も増加することを発見しました。大きなチャネルが広く使用されているにもかかわらず、レーザー出力の継続的な向上により、大きなチャネルの水冷と熱放散では高出力半導体レーザーの熱放散要件を満たせないことがわかっています。

自然対流冷却:

自然対流放熱とは、熱伝導率の高い素材を使用して発生した熱を奪い、自然対流によって放熱することです。研究の過程で、科学者らはフィンが熱放散にも役立ち、熱放散システムの熱伝達率を最大化できることも発見しました。温度が同じ場合、フィンの高さが増加するとフィンの間隔は減少します。

半導体冷却:

半導体冷凍・放熱方式の主な特徴は、体積が小さく、信頼性が高いことです。半導体冷却および熱放散方法は、高出力半導体レーザーによく使用されます。 Tec冷凍が追加されるため、その分パッケージサイズが大きくなり、パッケージのコストもそれに応じて増加します。使用時、半導体チップのコールドエンドとヒートシンクが接続され、ホットエンドは対流とTEC自体の熱によって放散されます。

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るレーザー装置の一種です。半導体レーザー光の優れた指向性と高い出力密度を利用して溶接します。原理は、光学系を通してレーザービームを狭い領域に集束させ、非常に短時間で溶接箇所にエネルギー集中の高い熱源領域を形成し、溶接対象物を溶かして固体のはんだを形成することです。ジョイントと溶接。