制冷片TEC引线激光焊接技术革新，电子温控迎新机遇

半导体热电制冷器件（TEC），从原理上来说，它基于帕尔帖效应工作，当电流通过由 N 型和 P 型半导体组成的电偶对时，一端会吸收热量制冷，另一端则会释放热量制热，通过改变电流方向就能轻松实现制冷和制热的切换。

TEC在电子领域的应用

在电子领域，TEC 的应用极为广泛。在医疗设备里，PCR 仪需要精确的温度控制来实现 DNA 扩增，TEC 就能大显身手，帮助仪器快速精准地升温降温，保证实验结果的准确性。在通信领域，5G 光模块对温度变化非常敏感，温度一旦不稳定，信号传输就会受影响，TEC 可以实时调节光模块温度，保障通信的稳定和高效。消费电子里也常见它的身影，比如一些手机散热夹，利用 TEC 制冷给手机降温，让大家玩游戏、拍视频的时候手机性能更稳定，不会因为过热而卡顿。工业领域的激光切割机，在切割过程中激光头会产生大量热量，TEC 可以有效控制激光头温度，确保切割精度和设备的稳定运行。

TEC 引线焊接：电子制造中的关键连接

TEC 要在电子设备里正常发挥温控作用，引线焊接可是关键一环。它就像是 TEC 与设备电路之间的桥梁，连接质量直接关系到 TEC 能否稳定运行。要是焊接不可靠，出现虚焊、短路等问题，TEC 可能就没法正常制冷或制热，进而影响整个设备的性能。

在传统的 TEC 引线焊接中，主要采用烙铁焊接或回流焊，使用焊料（如Sn-Ag-Cu合金）连接TEC引线与电路板。但它们的缺点也不少，一方面，焊接质量特别依赖工人的经验和技能水平，焊接质量有波动。另一方面，回流温度较高，热影响区大，容易损坏热敏材料。而随着激光焊锡机技术的出现，其非接触、局部焊盘放热的特点，在TEC 引线焊接的应用中解决传统方式的疑难问题。

传统焊接方式的困境与挑战

热损伤风险：焊接温度需达120–200℃（表三），而TEC内部碲化铋（Bi?Te?）材料的热敏感性强，高温易导致半导体晶格损伤或陶瓷基板开裂。

热应力集中：局部高温使焊点产生微裂纹，长期使用可能断裂。

精度不足：手工焊接易造成引线偏移，影响TEC与热沉的贴合度，降低散热效率。

激光焊锡工艺：TEC 引线焊接的破局之道

（一）工作原理：光与热的精准融合

以常见的锡基焊料为例，激光能量聚焦在锡料和 TEC 引线、电路板焊盘的接触区域，让锡料迅速熔化，填充并浸润引线与焊盘之间的间隙 。在激光停止照射后，熔化的锡料快速冷却凝固，从而实现 TEC 引线与电路板的牢固连接。这种加热方式与传统的烙铁头传导加热截然不同，激光焊锡属于 “表面放热”，能实现局部或微小区域的快速加热，热传递过程更加精准高效。

（二）独特优势：全方位超越传统

1. 非接触式加工：激光焊锡过程中，激光束与焊件不直接接触，避免了传统焊接方式（如烙铁头手工焊接）因 物理接触产生的机械应力。

2. 高精度：激光束可以聚焦到微米级别的光斑，能够精确控制焊接位置。

3. 高一致性：激光焊锡设备通过精确的参数控制，如激光功率、照射时间、送锡量等，能够保证每次焊接的工艺条件一致。

4. 易自动化：激光焊锡工艺很容易与自动化设备集成，如自动化工作台、视觉识别系统等。

5. 节能环保：激光焊锡过程中，只对焊接区域进行局部加热，相比传统焊接方式，大大减少了能源消耗。

6. 工序简单：激光焊锡不需要像传统焊接那样，对烙铁头进行频繁的清理、上锡等维护工作。

（三）应用场景：

以微型TEC焊接为例，某知名通信设备制造商在生产 5G 基站光模块时，就采用了激光焊锡工艺来焊接 TEC 引线。其中，引线直径＜0.2mm，激光精度可达±0.1mm。自动化生产配合机器视觉系统，实现高良率（＞99%）的大规模制造。大大减少了工人的干预，为企业实现降本增效的愿景。

激光焊锡机：强大功能与关键组成

（一）核心组成：

紫宸激光焊锡机作为实现激光焊锡工艺的关键设备，其内部构造精密，包含了有：半导体激光器、光学系统、温控模块、视觉定位等，各部件协同工作，共同完成高精度的焊接任务。在半导体热电制冷器件TEC的引线焊接中有锡丝、锡膏、锡球等多种激光工艺可选。

（二）功能特点

1. 在锡量控制方面，激光焊锡机通过精确的送锡机构和控制系统，能够实现锡量的恒定输出。锡量精度正负0.01mm，保证了焊点中锡料的一致性。

2. 激光焊锡机的精度非常高，其激光束可以聚焦到极小的光斑，实现微米级别的焊接精度 。能够精确地将锡丝或锡膏熔化在 TEC 引线与电路板焊盘的微小连接点上。

3. 焊接速度快也是激光焊锡机的一大优势。由于激光能量的快速传递和锡基焊料的快速熔化、凝固过程，激光焊锡机能够在短时间内完成一个焊点的焊接。

4. 激光焊锡机的热影响区域小，这是它区别于传统焊接设备的重要特点。对于 TEC 这种对温度敏感的器件，热影响区域小可以有效避免因焊接热导致的内部半导体结构损坏，保证 TEC 的性能不受影响。

结语：

TEC在电子领域的核心价值在于精密温控与微型化集成，而激光焊锡工艺通过非接触、低热应力的特性，显著提升了TEC引线焊接的可靠性和生产效率。未来随着TEC向更高功率密度发展（提到ZT值需提升至4），激光焊锡机技术将更广泛应用于光通信、生物医疗等高端领域。