Μέθοδος απαγωγής θερμότητας μηχανής συγκόλλησης με λέιζερ ημιαγωγών
Η μηχανή συγκόλλησης λέιζερ ημιαγωγών είναι ένα είδος εξοπλισμού λέιζερ που χρησιμοποιείται συνήθως σε ηλεκτρονικά προϊόντα και άλλες βιομηχανίες. Χρησιμοποιεί την εξαιρετική κατευθυντικότητα και την υψηλή πυκνότητα ισχύος της δέσμης λέιζερ ημιαγωγών για τη συγκόλληση. Η αρχή είναι η εστίαση της δέσμης λέιζερ σε μια μικρή περιοχή μέσω του οπτικού συστήματος, έτσι ώστε να σχηματιστεί μια περιοχή πηγής θερμότητας με υψηλή συγκέντρωση ενέργειας στο σημείο συγκόλλησης σε πολύ σύντομο χρονικό διάστημα, έτσι ώστε να λιώσει το συγκολλημένο αντικείμενο και να σχηματιστεί συμπαγής συγκόλληση αρμοί και συγκολλήσεις.
Ως το κύριο μέρος της μηχανής συγκόλλησης λέιζερ ημιαγωγών, το λέιζερ ημιαγωγών είναι μία από τις πιο χρησιμοποιούμενες οπτοηλεκτρονικές συσκευές μέχρι στιγμής. Με τη συνεχή πρόοδο της τεχνολογίας και τη βελτίωση της ικανότητας μαζικής παραγωγής συσκευών, μπορεί πλέον να εφαρμοστεί σε περισσότερους τομείς. Το λέιζερ ημιαγωγών είναι ένα είδος λέιζερ που χρησιμοποιεί κυρίως υλικά ημιαγωγών ως υλικά εργασίας. Λόγω της διαφορετικής δομής του υλικού, το λέιζερ θα είναι διαφορετικό. Τα λέιζερ ημιαγωγών χαρακτηρίζονται από μικρό όγκο και μεγάλη διάρκεια ζωής. Εκτός από τον τομέα της επικοινωνίας, μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν σε ραντάρ, μέτρηση ήχου και ιατρική περίθαλψη.
Λόγω της μεγάλης ισχύος εξόδου φωτός ενός μεμονωμένου τσιπ και της μεγάλης θερμότητας που παράγεται ανά μονάδα επιφάνειας, εάν η τεχνολογία απαγωγής θερμότητας δεν γίνει καλά, το τσιπ είναι εύκολο να πεθάνει και η απόδοση θα μειωθεί γρήγορα.
Ο μηχανισμός απαγωγής θερμότητας της συσκευασίας λέιζερ ημιαγωγών αποτελείται κυρίως από τσιπ λέιζερ, στρώμα συγκόλλησης, ψύκτρα, μεταλλικό στρώμα κ.λπ. Το στρώμα συγκόλλησης στη δομή απαγωγής θερμότητας του λέιζερ ημιαγωγών συνδέει κυρίως το τσιπ και την ψύκτρα με συγκόλληση. Όταν χρησιμοποιούνται λέιζερ ημιαγωγών υψηλής ισχύος, προκειμένου να μειωθεί η θερμική αντίσταση, ορισμένα υλικά με υψηλή θερμική αγωγιμότητα χρησιμοποιούνται συχνά κατά τη συγκόλληση για να σχηματίσουν καλή απαγωγή θερμότητας των λέιζερ ημιαγωγών και να παρατείνουν τη διάρκεια ζωής των λέιζερ.
Επί του παρόντος, οι κύριες μέθοδοι απαγωγής θερμότητας των λέιζερ χωρίζονται σε παραδοσιακές μεθόδους απαγωγής θερμότητας και σε νέες μεθόδους απαγωγής θερμότητας. Οι παραδοσιακές μέθοδοι απαγωγής θερμότητας περιλαμβάνουν: διάχυση θερμότητας με ψύξη αέρα, απαγωγή θερμότητας ψύξης ημιαγωγών, απαγωγή θερμότητας φυσικής συναγωγής κ.λπ.
Ψύξη υγρού μεγάλου καναλιού:
Κατά τη διάρκεια της έρευνας, οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι η επίδραση της διάχυσης θερμότητας της δομής του σπόιλερ θα είναι καλύτερη από την παραδοσιακή δομή κοιλότητας, αλλά η πίεση θα αυξηθεί επίσης στο κανάλι. Διαπιστώθηκε ότι παρόλο που τα μεγάλα κανάλια χρησιμοποιούνται ευρέως, λόγω της συνεχούς βελτίωσης της ισχύος εξόδου λέιζερ, η ψύξη νερού και η απαγωγή θερμότητας μεγάλων καναλιών δεν μπορούν να ικανοποιήσουν τις απαιτήσεις απαγωγής θερμότητας των λέιζερ ημιαγωγών υψηλής ισχύος.
Φυσική ψύξη συναγωγής:
Η διάχυση θερμότητας με φυσική μεταφορά είναι η χρήση ορισμένων υλικών με υψηλή θερμική αγωγιμότητα για την αφαίρεση της παραγόμενης θερμότητας και στη συνέχεια η διάχυση της θερμότητας μέσω της φυσικής μεταφοράς. Κατά τη διάρκεια της έρευνας, οι επιστήμονες ανακάλυψαν επίσης ότι τα πτερύγια μπορούν επίσης να βοηθήσουν στην απαγωγή θερμότητας και μπορούν να μεγιστοποιήσουν τον ρυθμό μεταφοράς θερμότητας στο σύστημα απαγωγής θερμότητας. Όταν η θερμοκρασία είναι ίδια, η απόσταση των πτερυγίων θα μειωθεί με την αύξηση του ύψους των πτερυγίων.
Ψύξη ημιαγωγών:
Τα κύρια χαρακτηριστικά των μεθόδων ψύξης με ημιαγωγούς και απαγωγής θερμότητας είναι ο μικρός όγκος και η ισχυρή αξιοπιστία. Οι μέθοδοι ψύξης ημιαγωγών και απαγωγής θερμότητας εμφανίζονται συχνά σε λέιζερ ημιαγωγών υψηλής ισχύος. Επειδή προστίθεται η ψύξη Tec, αυξάνεται ανάλογα το μέγεθος της συσκευασίας και αντίστοιχα αυξάνεται και το κόστος της συσκευασίας. Όταν χρησιμοποιείται, το ψυχρό άκρο και η ψύκτρα του τσιπ ημιαγωγού συνδέονται μεταξύ τους και το θερμό άκρο διαχέεται μέσω της μεταφοράς και της θερμότητας του ίδιου του TEC.
