روش اتلاف حرارت دستگاه جوش لیزری نیمه هادی

دستگاه جوش لیزر نیمه هادی نوعی تجهیزات لیزری است که معمولاً در محصولات الکترونیکی و سایر صنایع استفاده می شود. برای جوشکاری از جهت دهی عالی و چگالی توان بالای پرتو لیزر نیمه هادی استفاده می کند. اصل این است که پرتو لیزر را در یک منطقه کوچک از طریق سیستم نوری متمرکز کنیم، به طوری که در زمان بسیار کوتاه، یک منطقه منبع گرما با غلظت انرژی بالا در محل جوش داده شده تشکیل شود، به طوری که جسم جوش داده شده ذوب شود و لحیم جامد تشکیل شود. اتصالات و جوش.

لیزر نیمه هادی به عنوان بخش اصلی دستگاه جوش لیزر نیمه هادی یکی از پرکاربردترین دستگاه های اپتوالکترونیکی تاکنون بوده است. با پیشرفت مداوم تکنولوژی و ارتقای توان تولید انبوه دستگاه ها، اکنون می توان آن را در زمینه های بیشتری به کار برد. لیزر نیمه هادی نوعی لیزر است که عمدتاً از مواد نیمه هادی به عنوان مواد کاری استفاده می کند. به دلیل ساختار مواد مختلف، لیزر متفاوت خواهد بود. لیزرهای نیمه هادی با حجم کم و عمر طولانی مشخص می شوند. علاوه بر حوزه ارتباطی، می توان از آنها در رادار، اندازه گیری صدا و درمان پزشکی نیز استفاده کرد.

با توجه به قدرت خروجی نور زیاد یک تراشه و گرمای زیاد تولید شده در واحد سطح، اگر فناوری اتلاف گرما به خوبی انجام نشود، تراشه به راحتی از بین می رود و عملکرد به سرعت کاهش می یابد.

مکانیسم اتلاف گرما بسته بندی لیزر نیمه هادی عمدتا از تراشه لیزر، لایه جوش، هیت سینک، لایه فلزی و غیره تشکیل شده است. لایه جوش در ساختار اتلاف حرارت لیزر نیمه هادی عمدتا تراشه و سینک حرارتی را با جوشکاری به هم متصل می کند. هنگامی که از لیزرهای نیمه هادی پرقدرت استفاده می شود، به منظور کاهش مقاومت حرارتی، اغلب از برخی مواد با رسانایی حرارتی بالا در حین جوشکاری استفاده می شود تا اتلاف گرمای مناسبی در لیزرهای نیمه هادی ایجاد شود و عمر مفید لیزرها افزایش یابد.

در حال حاضر روشهای اصلی اتلاف حرارت لیزرها به روشهای اتلاف حرارت سنتی و روشهای اتلاف حرارت جدید تقسیم می شوند. روش های سنتی اتلاف حرارت عبارتند از: اتلاف گرمای خنک کننده با هوا، اتلاف گرمای خنک کننده نیمه هادی، اتلاف گرمای همرفتی طبیعی و غیره.

خنک کننده مایع کانال بزرگ:

در طول این تحقیق، محققان دریافتند که اثر اتلاف حرارت ساختار اسپویلر بهتر از ساختار حفره سنتی خواهد بود، اما فشار در کانال نیز افزایش می‌یابد. مشخص شده است که اگرچه کانال های بزرگ به طور گسترده ای مورد استفاده قرار می گیرند، به دلیل بهبود مستمر توان خروجی لیزر، خنک کننده آب کانال بزرگ و اتلاف گرما نمی تواند الزامات اتلاف حرارت لیزرهای نیمه هادی پرقدرت را برآورده کند.

خنک کننده همرفت طبیعی:

اتلاف گرمای جابجایی طبیعی به این معنی است که از برخی مواد با رسانایی حرارتی بالا برای از بین بردن گرمای تولید شده و سپس اتلاف گرما از طریق همرفت طبیعی استفاده شود. در طول این تحقیق، دانشمندان همچنین دریافتند که باله ها همچنین می توانند به اتلاف گرما کمک کنند و می توانند سرعت انتقال حرارت را در سیستم اتلاف گرما به حداکثر برسانند. هنگامی که دما یکسان باشد، فاصله باله ها با افزایش ارتفاع باله کاهش می یابد.

خنک کننده نیمه هادی:

ویژگی های اصلی روش های تبرید نیمه هادی و اتلاف حرارت، حجم کم و قابلیت اطمینان قوی است. روش های تبرید نیمه هادی و اتلاف گرما اغلب در لیزرهای نیمه هادی پرقدرت ظاهر می شوند. از آنجایی که تبرید Tec اضافه می شود، اندازه بسته بندی به همان نسبت افزایش می یابد و هزینه پکیج نیز متناسب با آن افزایش می یابد. هنگام استفاده، انتهای سرد و هیت سینک تراشه نیمه هادی به هم متصل می شوند و انتهای داغ از طریق همرفت و گرمای خود TEC پخش می شود.