CN104070299A - 一种抗老化光伏焊带之焊锡料 - Google Patents

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Abstract

一种由Sn、Bi、Sb、Ge、In、Pb、(SnP+Ga)组成之抗老化焊带的锡焊料属于太阳能发电科技领域。本发明的锡焊料组成其重量百分比：Sn59-61%、Bi0.01-1.0%、Sb0.01-2.0%、Ge0.005-1.0%、In0.005-1.0%、Pb为余量，其特性具有良好的焊料流动性，提高了在焊接硅片上可焊性；添加了微量的Ge元素促使太阳能在自然环境中抗老化能力，可延长太阳能发电机组的使用寿命；添加了铋元素使在铜带镀锡后，镀锡层表面光亮整洁，光滑，无毛刺等缺陷；添加了锑元素，它增强了焊接强度与镀锡层表面光亮度；添加了抗氧化锡合金，合锡焊料液面大量减少渣灰，提高镀层质量。

Description

一种抗老化光伏焊带之焊锡料
技术领域
本发明专利涉及太阳能光伏发电技术，尤其是一种抗老化光伏焊带之焊锡料。
背景技术
利用太阳能源发电是世界上最为了彩色环保之新能源，使太阳能转化为电能之主要部件是光伏电池板，而电池板关键组件为硅晶片与光伏焊带，焊带基料是铜带，须镀上一层锡焊料，故锡焊料质量的优劣是光伏发电效果重要的技术指标，当前光伏焊带工艺100%为热镀锡工艺，可采用锡焊料大于99%为锡铅系列焊料，关于电子工艺使用出口几件产品之无铅焊料，在光伏焊带工艺上还未被采用，属于萌芽时期，故对欧盟ROHS指令毫无关联，电子焊接工艺和光伏焊带镀锡工艺，因产品特性各异，对锡焊料质量光伏用锡焊料要求高于电子焊接工艺要求。光伏锡焊料有它特殊的要求：要有优良的导电性能；光伏焊带镀锡偶要焊在硅晶片上，它可焊性要求高，否则会造成虚焊、假焊现象；镀锡层在电池板要经受日晒雨打恶劣大自然环境考验，要求锡焊料不得氧化、变色、老化、要达到25年的使用寿命。
近年虽借鉴国外资料在sn-pb基础上添加了2%银元素，组成sn63%、ag2%、pb36%之锡焊料，系焊料已列入日本JIS标准，但是在德国采用上述焊料在光伏焊带镀锡工艺上是比较早的。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述技术问题，所提供的技术方案为：1、一种抗老化光伏焊带之焊锡料，其特征是其金属元素为Sn、Bi、Sb、Ge、In、Pb所组成。
进一步，所述一种抗老化光伏焊带之焊锡料组成部分重量百分比为Sn 59-61%；
组成部分重量百分比为Bi 0.01-1.0%；
组成部分重量百分比为Sb 0.01-2.0%；
组成部分重量百分比为Ge 0.005-1.0%；
组成部分重量百分比为In 0.005-1.50%；
组成部分重量百分比为Pb为余量。
有益效果：
（1）其特性具有良好的焊料流动性。提高了在焊接硅片上可焊性。
（2）添加了微量的Ge元素促使太阳能在自然环境中抗老化能力，可延长太阳能发电机组的使用寿命。
（3）添加了铋元素使在铜带镀锡后，镀锡层表面光亮整洁，光滑，无毛刺等缺陷。
（4）添加了锑元素，它增强了焊接强度与镀锡层表面光亮度。
（5）添加了抗氧化锡合金，合锡焊料液面大量减少渣灰，提高镀层质量。
具体实施方式
一种抗老化焊带镀锡层之锡焊料，其发明要点是具有焊带锡焊料在硅片电池板上在太阳能转化为电能的使用过程其镀锡层具有抗老化的功能特性。可大力提高使用寿命。
（1）锡焊料的合金元素Sn、Bi、Sb、Ge、In、Pb、(SnP+Ga)组成。
（2）组成质量百分比为
Sn59-61%   Bi0.01-1.0%   Sb0.01-2.0%
Ge0.005-1.0%   In0.005-1.0%    Pb为余量
（3）该锡焊料制造工艺方法采取以下冶炼工艺步骤来完成。
如合金组成中之高熔点有色金属元素必须采取中间合金冶炼工艺来实施，具体技措如下：
（一）Sn、Sb中间合金配比为Sn50%  Sb50%，Sn、Sb合金的冶炼炉为中频感应电炉。先将含量>99.95%之纯锡锭投入电炉的锡锅中溶化后液温升至>700℃，然后投入经过敲碎干燥#1纯锑锭。在高温锡液中，并用干燥之木棍不断搅动，促用锑锭熔化，待锑锭全部熔化后，经搅拌均匀，去除浮渣，铸锭经化验分析，其含Sb成分应>49.5%后才能备用。
（二）Sn Ge中间合金的配比为Sn 99%  Ge1.0%，鉴于Ge元素的熔点为960℃而其物理性质有易升华的稀贵金属元素，所以在冶炼工艺有特殊要求，才能将其化学成分稳定。
Sn Ge合金的冶炼炉亦为感应中频电炉。先将含量>99.95%之纯锡锭投入感应中频电炉之钳锅内。在全部熔化后液温升至1100℃。并捞去锡液之浮渣，须投入氧化钾作为覆盖剂其量约为锡液上10m/m厚度。在锡液温度到达1100℃时将>99.99%含量之纯锗锭用工具夹住，投向高熔锡液中熔化，直至全部熔完。然后用纯钛棒搅拌Sn Ge合计，促使化学成分稳定均匀。并经>30分钟镇静后，除去液面上氧化钾覆盖剂残余。净化后再搅拌3分钟，铸锭备用。
（三）在备制好Sn Sb与Sn Ge中间合金后其整体锡焊料的冶炼合成工艺。冶炼炉使用可自动控温，自动搅拌功能之电炉。锡合金熔量为1000公斤，工艺程序先投入<99.95%铅锭。上面投放>99.95%锡锭，可防止锡锭降温又可以减少能源消耗，起到预热功能。控温是320-350℃。经自动搅拌>15分钟使Sn Sb元素结合稳定，然后除去渣灰再投入抗氧化锡合金后入Sn Sb合金熔化后——纯Bi须液下熔化——Sn Ge中间合金熔化后——纯In（铟粒）全部熔化后须自动搅拌>15分钟后捞去浮渣灰并添加(SnP+Ga)合金。保温镇静>30分钟后再搅拌5分钟在320-350℃合金液温，铸锭完成锡焊料产品。

Claims (1)

1.一种抗老化光伏焊带之焊锡料，其特征是其金属元素为Sn、Bi、Sb、Ge、In、Pb所组成，组成部分重量百分比为Sn 59-61%；
组成部分重量百分比为Bi 0.01-1.0%；
组成部分重量百分比为Sb 0.01-2.0%；
组成部分重量百分比为Ge 0.005-1.0%；
组成部分重量百分比为In 0.005-1.50%；
组成部分重量百分比为Pb为余量；
组成部分重量百分比为SnPGa（1.0‰-1.2‰）抗氧化合金。
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