Wärmeableitungsverfahren einer Halbleiterlaser-Schweißmaschine
Das Halbleiterlaserschweißgerät ist eine Art von Laserausrüstung, die üblicherweise in elektronischen Produkten und anderen Industrien verwendet wird. Es nutzt die hervorragende Richtwirkung und hohe Leistungsdichte des Halbleiterlaserstrahls zum Schweißen. Das Prinzip besteht darin, den Laserstrahl durch das optische System auf einen kleinen Bereich zu fokussieren, um an der Schweißstelle in sehr kurzer Zeit einen Wärmequellenbereich mit hoher Energiekonzentration zu bilden, um das geschweißte Objekt zu schmelzen und festes Lot zu bilden Fugen und Schweißnähte.
Als Hauptteil der Halbleiterlaser-Schweißmaschine ist der Halbleiterlaser eines der bisher am häufigsten verwendeten optoelektronischen Geräte. Mit dem kontinuierlichen technologischen Fortschritt und der Verbesserung der Massenproduktionsfähigkeit von Geräten kann es nun auf mehr Bereiche angewendet werden. Halbleiterlaser ist eine Art Laser, der hauptsächlich Halbleitermaterialien als Arbeitsmaterialien verwendet. Aufgrund der unterschiedlichen Materialstruktur wird der Laser anders sein. Halbleiterlaser zeichnen sich durch kleines Volumen und lange Lebensdauer aus. Neben dem Bereich der Kommunikation können sie auch in Radar, Schallmessung und medizinischer Behandlung eingesetzt werden.
Aufgrund der großen Lichtausgangsleistung eines einzelnen Chips und der großen Wärme, die pro Flächeneinheit erzeugt wird, stirbt der Chip leicht ab, wenn die Wärmeableitungstechnologie nicht gut ausgeführt wird, und die Leistung nimmt schnell ab.
Der Wärmeableitungsmechanismus der Halbleiterlaserverpackung besteht hauptsächlich aus Laserchip, Schweißschicht, Kühlkörper, Metallschicht usw. Die Schweißschicht in der Wärmeableitungsstruktur des Halbleiterlasers verbindet hauptsächlich den Chip und den Kühlkörper durch Schweißen. Wenn Hochleistungs-Halbleiterlaser verwendet werden, werden zur Verringerung des thermischen Widerstands häufig einige Materialien mit hoher Wärmeleitfähigkeit während des Schweißens verwendet, um eine gute Wärmeableitung von Halbleiterlasern zu bilden und die Lebensdauer von Lasern zu verlängern.
Gegenwärtig werden die Hauptwärmeableitungsverfahren von Lasern in traditionelle Wärmeableitungsverfahren und neue Wärmeableitungsverfahren unterteilt. Zu den traditionellen Wärmeableitungsmethoden gehören: Luftkühlungswärmeableitung, Halbleiterkühlungswärmeableitung, natürliche Konvektionswärmeableitung usw. Die neuen Wärmeableitungsmethoden umfassen: Flip-Wärmeableitung und Mikrokanal-Wärmeableitung.
Großkanal-Flüssigkeitskühlung:
Während der Forschung fanden die Forscher heraus, dass die Wärmeableitungswirkung der Spoilerstruktur besser sein wird als die herkömmliche Hohlraumstruktur, aber auch der Druck im Kanal zunehmen wird. Es wurde festgestellt, dass, obwohl große Kanäle weit verbreitet sind, aufgrund der kontinuierlichen Verbesserung der Laserausgangsleistung die Wasserkühlung und Wärmeableitung mit großen Kanälen die Wärmeableitungsanforderungen von Hochleistungs-Halbleiterlasern nicht erfüllen können.
Kühlung durch natürliche Konvektion:
Die Wärmeableitung durch natürliche Konvektion besteht darin, einige Materialien mit hoher Wärmeleitfähigkeit zu verwenden, um die erzeugte Wärme abzuführen und dann die Wärme durch natürliche Konvektion abzuführen. Während der Forschung fanden die Wissenschaftler auch heraus, dass Rippen auch die Wärmeableitung unterstützen und die Wärmeübertragungsrate im Wärmeableitungssystem maximieren können. Bei gleicher Temperatur nimmt der Rippenabstand mit zunehmender Rippenhöhe ab.
Halbleiterkühlung:
Die Hauptmerkmale von Halbleiterkühl- und Wärmeableitungsverfahren sind ein kleines Volumen und eine hohe Zuverlässigkeit. Halbleiterkühl- und Wärmeableitungsverfahren treten häufig in Hochleistungs-Halbleiterlasern auf. Da Tec-Kühlung hinzugefügt wird, wird die Größe der Verpackung entsprechend erhöht, und die Kosten der Verpackung werden ebenfalls entsprechend erhöht. Im Betrieb sind das kalte Ende und der Kühlkörper des Halbleiterchips miteinander verbunden, und das heiße Ende wird durch Konvektion und TEC-eigene Wärme abgeführt.
