半導(dǎo)體激光焊接機是電子產(chǎn)品等行業(yè)常用的一種激光設(shè)備，是利用半導(dǎo)體激光器光束優(yōu)異的方向性和高功率密度等特性進行焊接工作的。其原理是通過光學(xué)系統(tǒng)將激光束聚焦在很小的區(qū)域內(nèi)，在極短的時間內(nèi)使被焊處形成一個能量高度集中的熱源區(qū)，從而使被焊物熔化并形成牢固的焊點和焊縫。

作為半導(dǎo)體激光焊接機的主要零件，半導(dǎo)體激光器是目前為止使用最多的光電子器件之一。隨著技術(shù)的不斷進步和器件量產(chǎn)化能力的提高， 現(xiàn)在能夠應(yīng)用到更多的領(lǐng)域中。半導(dǎo)體激光器是主要使用半導(dǎo)體材料作為工作物質(zhì)一種的激光器，因為物質(zhì)結(jié)構(gòu)的不同，產(chǎn)生的激光也會不同。半導(dǎo)體激光器的特點就是體積小、壽命長，除了通信領(lǐng)域，現(xiàn)在也可以在雷達、測聲、醫(yī)療中進行應(yīng)用。

大功率激光器由于單顆芯片出光功率大，單位面積產(chǎn)生的熱量大，如果不做好散熱技術(shù)，很容易發(fā)生芯片死亡，性能快速下降。

半導(dǎo)體激光器封裝時的散熱機構(gòu)主要由激光芯片、 焊接層、熱沉、金屬層等組成。半導(dǎo)體激光器散熱結(jié)構(gòu)里面的焊接層主要是用焊接的方法把芯片和熱沉連接在一起。高功率半導(dǎo)體激光器在進行使用的時候為了達到降低熱阻的目的，經(jīng)常在焊接的時候使用一些熱導(dǎo)率比較高的材料， 比如金錫焊料。在整個封裝過程進行的時候會出現(xiàn)很多層次，這些層次主要包括：芯片、焊料層、熱沉、金屬層，利用熱沉和金屬層的傳熱效果把激光芯片的熱能傳導(dǎo)出去， 最終使半導(dǎo)體激光器形成良好的散熱，以延長激光器的使用壽命。

激光器散熱方法分類

目前激光器主要的散熱方法分為傳統(tǒng)散熱方法和新型散熱方法，傳統(tǒng)散熱方法包括：風(fēng)冷散熱、半導(dǎo)體制冷散熱、自然對流散熱等，新型散熱方法包括：倒裝散熱、微通道散熱。

傳統(tǒng)散熱方法

大通道水冷散熱方法

要想降低熱沉的溫度就需要在熱沉中構(gòu)建一個通道，要想達到降溫的效果就需要在這個通道里面加入一定的水源，這樣就不會耽誤半導(dǎo)體激光焊接機的工作。針對這一點，科研人員在研究的時候發(fā)現(xiàn)， 擾流結(jié)構(gòu)的散熱效果會比傳統(tǒng)的空腔結(jié)構(gòu)好，但是通道里面也會出現(xiàn)壓力增加的情況發(fā)生。研究發(fā)現(xiàn)，雖然大通道使用非常廣泛， 但因為激光器輸出功率不斷提高，現(xiàn)在大通道水冷散熱也已經(jīng)不能滿足高功率半導(dǎo)體激光器的散熱需求。

自然對流熱沉冷卻散熱方法

自然對流熱沉冷卻散熱就是利用一些熱導(dǎo)率高的材料把產(chǎn)生出來的熱量帶走，之后再通過自然對流的方式散發(fā)熱量?？萍既藛T在研究的時候還發(fā)現(xiàn)翅片也可以幫助散熱， 并且在散熱的時候能夠使散熱系統(tǒng)里面的傳熱率達到最大的數(shù)值。當溫度相同的時候翅片間距就會隨著翅片高度的增加而降低。在使用基板豎直放置熱沉的時候需要適當增加高度，通過增加高度提高散熱效果，這樣的散熱方式在使用的時候會降低很多的成本。在實際工作的時候經(jīng)常會使用銅或者氮化鋁作為熱沉， 但熱沉的方式還不能完全滿足高功率半導(dǎo)體激光焊接機的散熱需要。

半導(dǎo)體制冷散熱（電制冷散熱）方法

半導(dǎo)體制冷散熱方法最主要特點就是體積小、可靠性強。半導(dǎo)體制冷散熱方法經(jīng)常會出現(xiàn)在高功率的半導(dǎo)體激光器中，因為加入了 TEC 制冷，封裝的尺寸相應(yīng)提高，封裝的費用也相應(yīng)上漲， 在使用的時候把半導(dǎo)體芯片的冷端和熱沉連接在一起， 熱端再通過對流的方式和 TEC 自身的熱量散發(fā)出去。

通過調(diào)整 TEC 內(nèi)部參數(shù)就可以提高 TEC 的控冷效果?？蒲腥藛T在研究的時候發(fā)現(xiàn)具有最佳的傳熱面積比值能夠讓TEC 特性系數(shù)達到最大值。在研究的時候還發(fā)現(xiàn)傳熱面積的比值和 TEC 材料的特性還有交換面積都有非常大的關(guān)系。

機器推薦：半導(dǎo)體激光焊接機系列WS-A。適用于電子產(chǎn)品的屏蔽罩、USB接頭,殼體、芯片、導(dǎo)電貼片、塑料等金屬或非金屬零部件之間的精密焊接。