Pooljuhtlaserkeevitusmasina soojuse hajutamise meetod
Pooljuhtlaserkeevitusmasin on omamoodi laserseade, mida tavaliselt kasutatakse elektroonikatoodetes ja muudes tööstusharudes. See kasutab keevitamiseks pooljuhtlaserkiire suurepärast suunatavust ja suurt võimsustihedust. Põhimõte on fokuseerida laserkiir väikesele alale läbi optilise süsteemi, et moodustada keevitatud kohas väga lühikese aja jooksul kõrge energiakontsentratsiooniga soojusallika ala, et sulatada keevitatud objekt ja moodustada tahke joodis. liitekohad ja keevisõmblused.
Pooljuhtlaseriga keevitusmasina põhiosana on pooljuhtlaser seni üks enimkasutatavaid optoelektroonilisi seadmeid. Tehnoloogia pideva arengu ja seadmete masstootmise võimekuse paranemisega saab seda nüüd rakendada rohkemates valdkondades. Pooljuhtlaser on omamoodi laser, mis kasutab töömaterjalina peamiselt pooljuhtmaterjale. Erineva materjali struktuuri tõttu on laser erinev. Pooljuhtlasereid iseloomustab väike maht ja pikk kasutusiga. Lisaks sidevaldkonnale saab neid kasutada ka radaril, helimõõtmisel ja ravis.
Ühe kiibi suure valguse väljundvõimsuse ja pinnaühiku kohta tekkiva suure soojuse tõttu, kui soojuse hajumise tehnoloogiat ei tehta hästi, on kiip kergesti surev ja jõudlus langeb kiiresti.
Pooljuhtlaserpakendite soojuse hajumise mehhanism koosneb peamiselt laserkiibist, keevituskihist, jahutusradiaatorist, metallikihist jne. Pooljuhtlaseri soojuseraldusstruktuuris olev keevituskiht ühendab peamiselt kiibi ja jahutusradiaatori keevitamise teel. Suure võimsusega pooljuhtlaserite kasutamisel kasutatakse soojustakistuse vähendamiseks keevitamisel sageli mõningaid kõrge soojusjuhtivusega materjale, et moodustada pooljuhtlaserite hea soojuseraldus ja pikendada laserite kasutusiga.
Praegu jagunevad laserite peamised soojuse hajutamise meetodid traditsioonilisteks soojuseraldusmeetoditeks ja uuteks soojuse hajutamise meetoditeks. Traditsiooniliste soojuse hajumise meetodite hulka kuuluvad: õhkjahutussoojuse hajumine, pooljuhtjahutussoojuse hajumine, loomulik konvektsioonsoojuse hajumine jne. Uute soojuse hajumise meetodite hulka kuuluvad: flip-soojuse hajumine ja mikrokanaliga soojuse hajumine.
Suure kanaliga vedelikjahutus:
Uurimistöö käigus leidsid teadlased, et spoileri struktuuri soojuse hajumise efekt on parem kui traditsioonilisel õõnsusstruktuuril, kuid kanalis suureneb ka rõhk. On leitud, et kuigi suuri kanaleid kasutatakse laialdaselt, ei suuda laseri väljundvõimsuse pideva paranemise tõttu suurte kanalite vesijahutus ja soojuse hajumine täita suure võimsusega pooljuhtlaserite soojuse hajumise nõudeid.
Looduslik konvektsioonjahutus:
Looduslik konvektsioonsoojuse hajumine on teatud kõrge soojusjuhtivusega materjalide kasutamine, et eemaldada tekkinud soojus ja seejärel hajutada soojust loomuliku konvektsiooni kaudu. Uurimise käigus leidsid teadlased ka, et uimed võivad samuti aidata kaasa soojuse hajumisele ja maksimeerida soojusülekande kiirust soojuse hajumise süsteemis. Kui temperatuur on sama, väheneb uimede vahe koos uimede kõrguse suurenemisega.
Pooljuhtjahutus:
Pooljuhtide jahutus- ja soojuseraldusmeetodite peamised omadused on väike maht ja tugev töökindlus. Pooljuht-jahutus- ja soojuse hajutamise meetodid ilmuvad sageli suure võimsusega pooljuhtlaserites. Kuna lisandub Tec-külmutus, siis suurendatakse vastavalt ka pakendi suurust ja vastavalt ka pakendi maksumust. Kasutamisel on pooljuhtkiibi külm ots ja jahutusradiaator omavahel ühendatud ning kuum ots hajub konvektsiooni ja TEC-i enda soojuse kaudu.
