Puslaidininkinio lazerinio suvirinimo aparato šilumos išsklaidymo metodas

Puslaidininkinis lazerinis suvirinimo aparatas yra lazerinė įranga, dažniausiai naudojama elektroniniuose gaminiuose ir kitose pramonės šakose. Suvirinimui naudojamas puikus puslaidininkinio lazerio spindulio kryptingumas ir didelis galios tankis. Principas yra fokusuoti lazerio spindulį į mažą plotą per optinę sistemą, kad suvirintoje vietoje per labai trumpą laiką susidarytų šilumos šaltinio zona su didele energijos koncentracija, kad suvirintas objektas ištirptų ir susidarytų vientisas lydmetalis. jungtys ir suvirinimo siūlės.

Puslaidininkinis lazeris, kaip pagrindinė puslaidininkinio lazerinio suvirinimo aparato dalis, iki šiol yra vienas dažniausiai naudojamų optoelektroninių prietaisų. Nuolat tobulėjant technologijoms ir tobulėjant masinės prietaisų gamybos galimybėms, dabar ją galima pritaikyti daugiau sričių. Puslaidininkinis lazeris yra lazerio rūšis, kuri daugiausia naudoja puslaidininkines medžiagas kaip darbo medžiagas. Dėl skirtingos medžiagos struktūros lazeris skirsis. Puslaidininkiniai lazeriai pasižymi mažu tūriu ir ilgu tarnavimo laiku. Be komunikacijos srities, jie taip pat gali būti naudojami radarui, garso matavimui ir gydymui.

Dėl didelės vieno lusto šviesos išėjimo galios ir didelės šilumos, generuojamos ploto vienete, jei šilumos išsklaidymo technologija nėra tinkamai atlikta, lustas lengvai miršta, o našumas greitai sumažės.

Puslaidininkinio lazerio pakuotės šilumos išsklaidymo mechanizmas daugiausia sudarytas iš lazerio lusto, suvirinimo sluoksnio, šilumos kriauklės, metalo sluoksnio ir kt. Puslaidininkinio lazerio šilumos išsklaidymo struktūroje esantis suvirinimo sluoksnis daugiausia sujungia lustą ir šilumnešį suvirinant. Naudojant didelės galios puslaidininkinius lazerius, siekiant sumažinti šiluminę varžą, suvirinimo metu dažnai naudojamos kai kurios medžiagos, turinčios didelį šilumos laidumą, kad susidarytų geras puslaidininkinių lazerių šilumos išsklaidymas ir pailgėtų lazerių tarnavimo laikas.

Šiuo metu pagrindiniai lazerių šilumos išsklaidymo būdai skirstomi į tradicinius šilumos sklaidos būdus ir naujus šilumos išsklaidymo būdus. Tradiciniai šilumos išsklaidymo metodai apima: oro aušinimo šilumos išsklaidymą, puslaidininkių aušinimo šilumos išsklaidymą, natūralų konvekcinį šilumos išsklaidymą ir kt. Naujieji šilumos išsklaidymo metodai apima: apverstą šilumos išsklaidymą ir mikrokanalinį šilumos išsklaidymą.

Didelio kanalo skysčio aušinimas:

Tyrimo metu mokslininkai nustatė, kad spoilerio konstrukcijos šilumos išsklaidymo efektas bus geresnis nei tradicinės ertmės struktūros, tačiau kanale padidės ir slėgis. Nustatyta, kad nors dideli kanalai yra plačiai naudojami, dėl nuolatinio lazerio išėjimo galios gerinimo didelių kanalų vandens aušinimas ir šilumos išsklaidymas negali atitikti didelės galios puslaidininkinių lazerių šilumos išsklaidymo reikalavimų.

Natūralus konvekcinis aušinimas:

Natūralios konvekcijos šilumos išsklaidymo tikslas yra naudoti kai kurias medžiagas, turinčias didelį šilumos laidumą, kad būtų pašalinta susidariusi šiluma, o tada šiluma išsklaidoma per natūralią konvekciją. Tyrimo metu mokslininkai taip pat nustatė, kad pelekai taip pat gali padėti išsklaidyti šilumą ir gali maksimaliai padidinti šilumos perdavimo greitį šilumos išsklaidymo sistemoje. Kai temperatūra yra tokia pati, atstumas tarp pelekų mažės didėjant pelekų aukščiui.

Puslaidininkinis aušinimas:

Pagrindinės puslaidininkinių šaldymo ir šilumos išsklaidymo metodų charakteristikos yra mažas tūris ir didelis patikimumas. Puslaidininkiniai šaldymo ir šilumos išsklaidymo metodai dažnai atsiranda didelės galios puslaidininkiniuose lazeriuose. Kadangi pridedamas Tec šaldymas, atitinkamai didinamas pakuotės dydis, atitinkamai didėja ir pakuotės savikaina. Kai naudojamas, puslaidininkinio lusto šaltasis galas ir šilumos kriauklė yra sujungti, o karštasis galas išsklaido per konvekciją ir TEC šilumą.