一种激光焊接TEC基板与导线的方法及设备与流程

本发明涉及tec焊接，具体涉及一种激光焊接tec基板与导线的方法及设备。

背景技术：

1、随着客户需求的多样化，传统的tec(半导体制冷片)的两侧出线逐渐不能满足客户需求；目前tec焊接导线的方式大多是烙铁头手工焊接，常规tec如需满足客户在制冷片中间出线位置要求，tec的下基板尺寸需长于上基板，因烙铁头温度较高，tec尺寸较小，内部半导体颗粒间距较近，在焊接时易造成灼伤从而无法焊接；为了应对客户部分定制化产品的设计，满足客户特殊安装结构的要求，运用激光技术可以在tec上下基板尺寸一致时进行四周任意位置出线，且不受烙铁头烧伤半导体的限制。

2、在中国专利文献上公开的“一种用于窄间隙焊接的半导体激光光源”，其公开号为cn105945424a，提出了一种窄间隙焊接的方法以及用于窄间隙焊接的半导体激光光源，半导体激光光源包括半导体激光器和准直镜组；激光光束经准直镜组整形后，快轴发散角<5度，慢轴发散角在5～60度之间。但是其并未涉及具体的焊接方法，且无法解决上述问题。

技术实现思路

1、本发明解决了目前tec焊接导线的方式采用烙铁头手工焊接无法满足客户多样化需求的问题，提出一种激光焊接tec基板与导线的方法及设备，通过激光热导焊接，通过非接触式的加热基板焊盘与导线焊接，焊接区域小，焊接效率高，可以在tec上下基板尺寸一致时进行四周任意位置出线，满足客户多样化需求。

2、为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种激光焊接tec基板与导线的方法，包括以下步骤：

3、s1，将未焊接导线的tec以及需要焊接的导线和焊料放置完毕后，将激光焊接头对准焊接位置；tec包括尺寸大小相同的上基板和下基板，焊接位置为tec侧面的任意位置；

4、s2，启动激光焊接设备，激光产生器产生的激光形成激光束后照射焊接装置，并沿预设焊接轨迹进行焊接，焊接形成的熔池随着焊接轨迹移动，并凝固成为焊缝；

5、s3，对焊接位置进行冷却处理，焊接完成的tec直接进入下道工序。

6、本发明中，首先将tec以及需要焊接的导线和焊料准备好并且放置完成之后，把激光焊接头与焊接位置为准，完成预备工作后；开始启动激光焊接设备，该设备根据预设焊接轨迹进行焊接，焊接完成后马上进行冷却处理；本发明使用的tec为尺寸大小相同的上下基板，能够减少瓷片材料损耗；增加冷却功能，提高工作效率。

7、作为优选，所述未焊接导线的tec具体放置在焊接底座上，所述需要焊接的导线和焊料放置于焊接位置。

8、本发明中，在需要对tec进行激光焊接时，将对应的tec设置在焊接底座上，焊接底座能够为激光焊接提供焊接角度。

9、作为优选，所述激光产生器产生的激光形成激光束之后，在激光束照射下，被焊接的导线以及铜粒受热升温，并熔化形成熔池；随着激光束沿预设焊接轨迹移动，熔池在焊接线上移动，并凝固成焊缝。

10、本发明中，激光焊接焊缝小，平滑无气孔且对周围区域温度影响小，可从tec四周侧面焊接导线，不再受工艺限制，满足客户特殊结构的焊线需求，在tec上设计中也可以进行优化结构，充分利用空间。

11、作为优选，所述步骤s2还包括：利用温度检测传感器实时监测焊接温度，在焊接温度过高时触发报警操作。

12、本发明中。温度检测传感器能够实时监测焊接温度，避免温度过高焊接完成后熔池过深，对导线焊接强度造成不良影响。

13、作为优选，所述步骤s3具体包括：采用冷却装置对焊接位置进行冷却处理，所述冷却装置设置在激光焊接头的两侧。

14、本发明中，冷却装置具体采用冷风枪对准焊接位置进行冷却处理。

15、一种焊接tec基板与导线的设备，适用上述的一种激光焊接tec基板与导线的方法，包括激光发生器，所述激光发生器生成激光，激光经过成像集光装置后形成激光束并照射在焊接位置，所述成像集光装置的两侧分别设置有冷却装置和温度检测传感器。

16、本发明中，采用本发明的焊接tec基板与导线的设备，由于激光束具有高精度、高集中度和高能量密度的优点，并且焊接速度快、焊接效率高、焊点质量好、热影响小，tec的出线方式可以不局限于两侧出线，可以中心及特殊位置的出线。

17、作为优选，还包括焊接底座，所述焊接底座包括具有一定倾角的上端面，所述上端面的底部设置有用于定位的固定端。

18、本发明中，焊接底座具有一定的斜度，且在上端面的底部设置有固定端，固定端能够实现对于待焊接的tec的定位作用。

19、本发明具有如下的有益效果：

20、1、本发明中，由于激光束具有高精度、高集中度和高能量密度的优点，并且焊接速度快、焊接效率高、焊点质量好、热影响小，半导体制冷片的出线方式可以不局限于两侧出线，可以中心及特殊位置的出线；

21、2、考虑到焊接对周围的影响，激光焊接时能够保持上基板和下基板大小一致，减少瓷片材料损耗，单个tec瓷片材料使用量降低10％；

22、3、增加冷却功能，提高工作效率。

技术特征：

1.一种激光焊接tec基板与导线的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种激光焊接tec基板与导线的方法，其特征在于，所述未焊接导线的tec具体放置在焊接底座上，所述需要焊接的导线和焊料放置于焊接位置。

3.根据权利要求1或2所述的一种激光焊接tec基板与导线的方法，其特征在于，所述激光产生器产生的激光形成激光束之后，在激光束照射下，被焊接的导线以及铜粒受热升温，并熔化形成熔池；随着激光束沿预设焊接轨迹移动，熔池在焊接线上移动，并凝固成焊缝。

4.根据权利要求3所述的一种激光焊接tec基板与导线的方法，其特征在于，所述步骤s2还包括：利用温度检测传感器实时监测焊接温度，在焊接温度过高时触发报警操作。

5.根据权利要求1或2或4所述的一种激光焊接tec基板与导线的方法，其特征在于，所述步骤s3具体包括：采用冷却装置对焊接位置进行冷却处理，所述冷却装置设置在激光焊接头的两侧。

6.一种焊接tec基板与导线的设备，适用权利要求1-5任一项所述的一种激光焊接tec基板与导线的方法，其特征在于，包括激光发生器，所述激光发生器生成激光，激光经过成像集光装置后形成激光束并照射在焊接位置，所述成像集光装置的两侧分别设置有冷却装置和温度检测传感器。

7.根据权利要求6所述的一种焊接tec基板与导线的设备，其特征在于，还包括焊接底座，所述焊接底座包括具有一定倾角的上端面，所述上端面的底部设置有用于定位的固定端。

技术总结
本发明公开一种激光焊接TEC基板与导线的方法及设备，涉及TEC焊接技术领域，旨在解决目前TEC焊接导线的方式采用烙铁头手工焊接无法满足客户多样化需求的问题，方法，包括：将未焊接导线的TEC以及需要焊接的导线和焊料放置完毕后，将激光焊接头对准焊接位置；启动激光焊接设备，激光产生器产生的激光形成激光束后照射焊接装置，并沿预设焊接轨迹进行焊接，焊接形成的熔池随着焊接轨迹移动，并凝固成为焊缝；对焊接位置进行冷却处理，焊接完成的TEC直接进入下道工序；还提出相应的设备。本发明通过激光热导焊接，通过非接触式的加热基板焊盘与导线焊接，焊接区域小，焊接效率高，能在TEC上下基板尺寸一致时进行四周任意位置出线，满足客户多样化需求。

技术研发人员：许子潍,吴永庆
受保护的技术使用者：杭州大和热磁电子有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16