Rješenja za hlađenje strojeva za lasersko zavarivanje poluvodiča
Poluvodički laserski stroj za zavarivanje je vrsta laserske opreme koja se obično koristi u elektroničkim proizvodima i drugim industrijama. Za zavarivanje koristi izvrsnu usmjerenost i veliku gustoću snage poluvodičke laserske zrake. Princip je fokusirati lasersku zraku u malo područje kroz optički sustav, tako da se u vrlo kratkom vremenu formira područje izvora topline s visokom koncentracijom energije na mjestu zavarivanja, kako bi se otopio zavareni predmet i formirao čvrsti lem spojeva i zavara.
Kao glavni dio poluvodičkog laserskog stroja za zavarivanje, poluvodički laser je jedan od najčešće korištenih optoelektroničkih uređaja do sada. Uz kontinuirani napredak tehnologije i poboljšanje mogućnosti masovne proizvodnje uređaja, sada se može primijeniti na više područja. Poluvodički laser je vrsta lasera koji uglavnom koristi poluvodičke materijale kao radne materijale. Zbog različite strukture materijala, laser će biti drugačiji. Poluvodičke lasere karakterizira mali volumen i dug radni vijek. Osim u području komunikacije, mogu se koristiti iu radaru, mjerenju zvuka i liječenju.
Zbog velike izlazne snage svjetlosti jednog čipa i velike topline koja se stvara po jedinici površine, ako tehnologija rasipanja topline nije dobro izvedena, čip je lako umrijeti i performanse će brzo opadati.
Mehanizam rasipanja topline pakiranja poluvodičkog lasera uglavnom se sastoji od laserskog čipa, sloja za zavarivanje, hladnjaka, metalnog sloja itd. Sloj za zavarivanje u strukturi rasipanja topline poluvodičkog lasera uglavnom povezuje čip i hladnjak zavarivanjem. Kada se koriste poluvodički laseri velike snage, kako bi se smanjio toplinski otpor, neki materijali s visokom toplinskom vodljivošću često se koriste tijekom zavarivanja kako bi se stvorila dobra disipacija topline poluvodičkih lasera i produžio radni vijek lasera.
Trenutačno se glavne metode odvođenja topline lasera dijele na tradicionalne metode odvođenja topline i nove metode odvođenja topline. Tradicionalne metode odvođenja topline uključuju: odvođenje topline hlađenjem zrakom, odvođenje topline hlađenjem poluvodiča, odvođenje topline prirodnom konvekcijom, itd. Nove metode odvođenja topline uključuju: okretno odvođenje topline i mikrokanalno odvođenje topline.
Hlađenje tekućinom velikog kanala:
Tijekom istraživanja, istraživači su otkrili da će učinak disipacije topline strukture spojlera biti bolji od tradicionalne strukture šupljine, ali će se također povećati pritisak u kanalu. Utvrđeno je da, iako se veliki kanali naširoko koriste, zbog stalnog poboljšanja izlazne snage lasera, vodeno hlađenje velikog kanala i rasipanje topline ne mogu zadovoljiti zahtjeve rasipanja topline poluvodičkih lasera velike snage.
Hlađenje prirodnom konvekcijom:
Prirodna konvekcijska disipacija topline je korištenje nekih materijala s visokom toplinskom vodljivošću za odvođenje proizvedene topline, a zatim raspršivanje topline prirodnom konvekcijom. Tijekom istraživanja znanstvenici su također otkrili da peraje također mogu pomoći u odvođenju topline, te mogu maksimizirati brzinu prijenosa topline u sustavu odvođenja topline. Kada je temperatura ista, razmak peraja će se smanjiti s povećanjem visine peraja.
Hlađenje poluvodiča:
Glavne karakteristike metoda poluvodičkog hlađenja i odvođenja topline su mali volumen i velika pouzdanost. Metode poluvodičkog hlađenja i odvođenja topline često se pojavljuju u poluvodičkim laserima velike snage. Budući da je dodano Tec hlađenje, veličina pakiranja se sukladno tome povećava, a time se povećava i cijena paketa. Kada se koristi, hladni kraj i hladnjak poluvodičkog čipa povezani su zajedno, a vrući kraj se rasipa konvekcijom i TEC-ovom vlastitom toplinom.
