วิธีการกระจายความร้อนของเครื่องเชื่อมเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์

เครื่องเชื่อมเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์เป็นอุปกรณ์เลเซอร์ชนิดหนึ่งที่ใช้กันทั่วไปในผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์และอุตสาหกรรมอื่น ๆ ใช้ทิศทางที่ยอดเยี่ยมและความหนาแน่นพลังงานสูงของลำแสงเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์ในการเชื่อม หลักการคือการโฟกัสลำแสงเลเซอร์ในพื้นที่ขนาดเล็กผ่านระบบออปติคัลเพื่อสร้างพื้นที่แหล่งความร้อนที่มีความเข้มข้นของพลังงานสูงที่รอยเชื่อมในเวลาอันสั้นเพื่อละลายวัตถุที่เชื่อมและก่อตัวเป็นของแข็ง ข้อต่อและรอยเชื่อม

ในฐานะที่เป็นส่วนหลักของเครื่องเชื่อมเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์ เลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์เป็นหนึ่งในอุปกรณ์ออปโตอิเล็กทรอนิกส์ที่ใช้กันมากที่สุดจนถึงปัจจุบัน ด้วยความก้าวหน้าอย่างต่อเนื่องของเทคโนโลยีและการปรับปรุงความสามารถในการผลิตจำนวนมากของอุปกรณ์ จึงสามารถนำไปใช้กับสาขาต่างๆ ได้มากขึ้น เลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์เป็นเลเซอร์ชนิดหนึ่งที่ใช้วัสดุเซมิคอนดักเตอร์เป็นวัสดุในการทำงานเป็นหลัก เนื่องจากโครงสร้างวัสดุที่แตกต่างกัน เลเซอร์จะแตกต่างกัน เลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์มีลักษณะเฉพาะด้วยปริมาตรขนาดเล็กและอายุการใช้งานยาวนาน นอกจากด้านการสื่อสารแล้ว ยังสามารถนำมาใช้ในเรดาร์ การวัดเสียง และการรักษาพยาบาลได้อีกด้วย

เนื่องจากชิปตัวเดียวให้กำลังแสงที่มากและมีความร้อนสูงที่สร้างขึ้นต่อหน่วยพื้นที่ หากเทคโนโลยีการกระจายความร้อนทำได้ไม่ดี ชิปก็จะตายได้ง่ายและประสิทธิภาพจะลดลงอย่างรวดเร็ว

กลไกการกระจายความร้อนของบรรจุภัณฑ์เซมิคอนดักเตอร์เลเซอร์ส่วนใหญ่ประกอบด้วยชิปเลเซอร์ ชั้นเชื่อม อ่างความร้อน ชั้นโลหะ ฯลฯ ชั้นเชื่อมในโครงสร้างการกระจายความร้อนของเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์ส่วนใหญ่เชื่อมต่อชิปและแผงระบายความร้อนด้วยการเชื่อม เมื่อใช้เลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์กำลังสูง เพื่อลดความต้านทานความร้อน วัสดุบางชนิดที่มีค่าการนำความร้อนสูงมักใช้ในระหว่างการเชื่อมเพื่อสร้างการระบายความร้อนที่ดีของเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์และยืดอายุการใช้งานของเลเซอร์

ในปัจจุบัน วิธีการกระจายความร้อนหลักของเลเซอร์แบ่งออกเป็นวิธีการกระจายความร้อนแบบดั้งเดิมและวิธีการกระจายความร้อนแบบใหม่ วิธีการกระจายความร้อนแบบดั้งเดิมประกอบด้วย: การกระจายความร้อนด้วยอากาศเย็น, การกระจายความร้อนด้วยการระบายความร้อนด้วยสารกึ่งตัวนำ, การกระจายความร้อนด้วยการพาความร้อนตามธรรมชาติ ฯลฯ วิธีการกระจายความร้อนแบบใหม่ประกอบด้วย: การกระจายความร้อนแบบพลิกกลับและการกระจายความร้อนแบบไมโครแชนเนล

ช่องระบายความร้อนด้วยของเหลวขนาดใหญ่:

ในระหว่างการวิจัย นักวิจัยพบว่าผลกระทบการกระจายความร้อนของโครงสร้างสปอยเลอร์จะดีกว่าโครงสร้างช่องแบบเดิม แต่ความดันจะเพิ่มขึ้นในช่อง พบว่าแม้ว่าช่องสัญญาณขนาดใหญ่จะใช้กันอย่างแพร่หลาย เนื่องจากการปรับปรุงอย่างต่อเนื่องของกำลังขับเลเซอร์ การระบายความร้อนด้วยน้ำในช่องขนาดใหญ่และการกระจายความร้อนไม่เป็นไปตามข้อกำหนดการกระจายความร้อนของเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์กำลังสูง

การระบายความร้อนด้วยการพาความร้อนตามธรรมชาติ:

การกระจายความร้อนแบบพาความร้อนตามธรรมชาติคือการใช้วัสดุบางชนิดที่มีค่าการนำความร้อนสูงเพื่อขจัดความร้อนที่เกิดขึ้น แล้วกระจายความร้อนผ่านการพาความร้อนตามธรรมชาติ ในระหว่างการวิจัย นักวิทยาศาสตร์ยังพบว่าครีบสามารถช่วยระบายความร้อน และสามารถเพิ่มอัตราการถ่ายเทความร้อนในระบบกระจายความร้อนได้ เมื่ออุณหภูมิเท่ากัน ระยะครีบจะลดลงตามความสูงของครีบที่เพิ่มขึ้น

การทำความเย็นเซมิคอนดักเตอร์:

ลักษณะสำคัญของการทำความเย็นเซมิคอนดักเตอร์และวิธีการกระจายความร้อนคือปริมาณน้อยและความน่าเชื่อถือที่แข็งแกร่ง วิธีการทำความเย็นเซมิคอนดักเตอร์และการกระจายความร้อนมักปรากฏในเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์กำลังสูง เนื่องจากมีการเติมสารทำความเย็น Tec ขนาดของบรรจุภัณฑ์จึงเพิ่มขึ้นตามไปด้วย และต้นทุนของบรรจุภัณฑ์ก็เพิ่มขึ้นตามไปด้วย เมื่อใช้งาน ปลายเย็นและตัวระบายความร้อนของชิปเซมิคอนดักเตอร์จะเชื่อมต่อเข้าด้วยกัน และปลายร้อนจะกระจายผ่านการพาความร้อนและความร้อนของ TEC เอง