Giải pháp làm mát máy hàn laser bán dẫn
Máy hàn laser bán dẫn là loại thiết bị laser được sử dụng phổ biến trong các sản phẩm điện tử và các ngành công nghiệp khác. Nó sử dụng khả năng định hướng tuyệt vời và mật độ năng lượng cao của chùm tia laser bán dẫn để hàn. Nguyên tắc là tập trung chùm tia laser vào một khu vực nhỏ thông qua hệ thống quang học, để tạo thành một vùng nguồn nhiệt có nồng độ năng lượng cao tại nơi hàn trong thời gian rất ngắn, để làm nóng chảy vật hàn và tạo thành vật hàn rắn. mối nối và mối hàn.
Là bộ phận chính của máy hàn laser bán dẫn, laser bán dẫn là một trong những thiết bị quang điện tử được sử dụng nhiều nhất cho đến nay. Với sự tiến bộ không ngừng của công nghệ và sự cải thiện khả năng sản xuất hàng loạt của thiết bị, giờ đây nó có thể được áp dụng cho nhiều lĩnh vực hơn. Laser bán dẫn là loại laser chủ yếu sử dụng vật liệu bán dẫn làm vật liệu gia công. Do cấu trúc vật liệu khác nhau nên tia laser sẽ khác nhau. Laser bán dẫn được đặc trưng bởi khối lượng nhỏ và tuổi thọ dài. Ngoài lĩnh vực liên lạc, chúng còn có thể được sử dụng trong radar, đo âm thanh và điều trị y tế.
Do công suất phát ánh sáng của một con chip lớn và lượng nhiệt sinh ra trên một đơn vị diện tích lớn nên nếu công nghệ tản nhiệt không được thực hiện tốt, chip rất dễ bị chết và hiệu suất sẽ giảm nhanh.
Cơ chế tản nhiệt của bao bì laser bán dẫn chủ yếu bao gồm chip laser, lớp hàn, tản nhiệt, lớp kim loại, v.v. Lớp hàn trong cấu trúc tản nhiệt của laser bán dẫn chủ yếu kết nối chip và tản nhiệt bằng cách hàn. Khi sử dụng laser bán dẫn công suất cao, để giảm khả năng chịu nhiệt, một số vật liệu có độ dẫn nhiệt cao thường được sử dụng trong quá trình hàn để tạo thành khả năng tản nhiệt tốt cho laser bán dẫn và kéo dài tuổi thọ của laser.
Hiện nay, các phương pháp tản nhiệt chính của laser được chia thành phương pháp tản nhiệt truyền thống và phương pháp tản nhiệt mới. Các phương pháp tản nhiệt truyền thống bao gồm: tản nhiệt làm mát bằng không khí, tản nhiệt làm mát bằng chất bán dẫn, tản nhiệt đối lưu tự nhiên, v.v. Các phương pháp tản nhiệt mới bao gồm: tản nhiệt lật và tản nhiệt vi kênh.
Làm mát bằng chất lỏng kênh lớn:
Trong quá trình nghiên cứu, các nhà nghiên cứu nhận thấy tác dụng tản nhiệt của cấu trúc cánh lướt gió sẽ tốt hơn cấu trúc khoang truyền thống nhưng áp suất trong kênh cũng sẽ tăng lên. Người ta nhận thấy rằng mặc dù các kênh lớn được sử dụng rộng rãi, nhưng do công suất đầu ra của laser không ngừng được cải thiện, việc làm mát và tản nhiệt bằng nước của kênh lớn không thể đáp ứng yêu cầu tản nhiệt của laser bán dẫn công suất cao.
Làm mát đối lưu tự nhiên:
Tản nhiệt đối lưu tự nhiên là sử dụng một số vật liệu có tính dẫn nhiệt cao để lấy đi nhiệt sinh ra, sau đó tiêu tán nhiệt thông qua đối lưu tự nhiên. Trong quá trình nghiên cứu, các nhà khoa học cũng phát hiện ra rằng vây cũng có thể giúp tản nhiệt và có thể tối đa hóa tốc độ truyền nhiệt trong hệ thống tản nhiệt. Khi nhiệt độ không đổi, khoảng cách vây sẽ giảm khi chiều cao vây tăng.
Làm mát chất bán dẫn:
Đặc điểm chính của phương pháp làm lạnh và tản nhiệt bán dẫn là khối lượng nhỏ và độ tin cậy cao. Phương pháp làm lạnh bán dẫn và tản nhiệt thường xuất hiện ở các laser bán dẫn công suất cao. Bởi vì Tec được bổ sung thêm hệ thống lạnh nên kích thước của gói hàng cũng tăng lên tương ứng và giá thành của gói hàng cũng tăng theo. Khi sử dụng, đầu lạnh và tản nhiệt của chip bán dẫn được kết nối với nhau, đầu nóng sẽ bị tiêu tán thông qua sự đối lưu và nhiệt của chính TEC.
