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

作為半導體激光焊接機的主要零件，半導體激光器是目前為止使用最多的光電子器件之一。隨著技術的不斷進步和器件量產化能力的提高， 現在能夠應用到更多的領域中。半導體激光器是主要使用半導體材料作為工作物質一種的激光器，因為物質結構的不同，產生的激光也會不同。半導體激光器的特點就是體積小、壽命長，除了通信領域，現在也可以在雷達、測聲、醫療中進行應用。

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

半導體激光器封裝時的散熱機構主要由激光芯片、 焊接層、熱沉、金屬層等組成。半導體激光器散熱結構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。高功率半導體激光器在進行使用的時候為了達到降低熱阻的目的，經常在焊接的時候使用一些熱導率比較高的材料， 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出去， 最終使半導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散熱方法和新型散熱方法，傳統散熱方法包括：風冷散熱、半導體制冷散熱、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現， 擾流結構的散熱效果會比傳統的空腔結構好，但是通道里面也會出現壓力增加的情況發生。研究發現，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，現在大通道水冷散熱也已經不能滿足高功率半導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率高的材料把產生出來的熱量帶走，之后再通過自然對流的方式散發熱量。科技人員在研究的時候還發現翅片也可以幫助散熱， 并且在散熱的時候能夠使散熱系統里面的傳熱率達到最大的數值。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體激光焊接機的散熱需要。

半導體制冷散熱（電制冷散熱）方法

半導體制冷散熱方法最主要特點就是體積小、可靠性強。半導體制冷散熱方法經常會出現在高功率的半導體激光器中，因為加入了 TEC 制冷，封裝的尺寸相應提高，封裝的費用也相應上漲， 在使用的時候把半導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 自身的熱量散發出去。

通過調整 TEC 內部參數就可以提高 TEC 的控冷效果。科研人員在研究的時候發現具有最佳的傳熱面積比值能夠讓TEC 特性系數達到最大值。在研究的時候還發現傳熱面積的比值和 TEC 材料的特性還有交換面積都有非常大的關系。

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