CN102226259B - 一种光伏焊带的制造方法及其涂锡机 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种光伏焊带的制造方法及其涂锡机，该工艺包括以下步骤：A、对铜带进行简单的预处理；B、将经过预处理的铜带送入锡炉的镀液中进行涂锡，涂锡时，通过锡炉的上方的超声波换能器发射超声波，对铜带进行超声波处理，C、经过惰性气体吹锡，D、收料；本发明在涂锡工艺中加入超声波，通过超声波的声压作用，使锡液在铜带表面快速形成铜锡合金层，提高了光伏焊带的生产效率，使铜带的走带速度到达10～80m/min；而且通过超声波去除铜带表面油污和氧化层，减少化学试剂的使用，简化镀前的预处理，并利用超声波粉碎结成团的氧化锡，防止焊带出现针孔和锡渣缺陷，进一步提高了焊带的质量，且大大提高了生产效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种焊带的制造方法，特别涉及一种用于太阳能光伏组件连接导电的涂锡焊带的制造方法，属于光伏焊带加工方法的技术领域。
背景技术
随着社会的发展，以太阳能为基础的光伏产业近几年来在国内外得到迅速发展。光伏焊带是光伏产业太阳能光伏组件中的关键部件对于太阳能光伏组件的能源效率和使用寿命至关重要，因此，对光伏焊带的质量和性能要求很高。
中国专利文献公开了一种光伏焊带的制造方法，该专利名称为“一种超软光伏焊带的制造方法”，专利号为“200910181579.5”，该制造方法包括如下步骤：1、将无氧铜丝精轧并经连续管式退火；2、用清水对退火后的无氧铜丝进行超声波清洗；3、清洗后的铜带用助焊剂浸湿，并进入锡炉涂锡；4、在锡炉出口处安装一个自动化调整引风机，涂锡铜带从锡炉出来后首先经过引风机，然后经自动引取机和自动收线机上盘即成焊带成品，该光伏焊带的加工工艺存在以三方面的缺点：1.对镀前处理要求严格，需要经过除油去污、去除铜带表面氧化层、清洗、干燥、涂助焊剂等一系列表面预处理，否则容易出现针孔缺陷，即局部漏镀；2.由于要保证铜锡合金层的形成，铜带在熔融金属中的时间不能太短，为了控制锡层厚度，走带速度不能太快，一般走带速度不超过8m/min，否则铜带带出的锡液增多，导致镀层超厚，因此，生产效率低；3.连续的涂锡过程中，熔融的锡液表面与空气中的氧气发生氧化反应，生成氧化锡，氧化锡不断渗入锡液内部，锡液中聚集的氧化锡会形成锡团，附着在铜带上形成锡渣，焊接时容易出现硅片破裂的现象。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种工艺简单、生产效率高的光伏焊带的制造方法，该方法生产的焊带大大降低了焊接过程中硅片的破片率。
为了解决上述技术问题，本发明一种光伏焊带的制造方法，包括以下步骤：
A、对铜带进行简单的预处理；
B、将经过预处理的铜带送入锡炉的镀液中进行涂锡，涂锡时，通过锡炉的上方的超声波换能器发射超声波，对铜带进行超声波处理，锡炉的温度为220-280度；
C、经过惰性气体吹锡，将在涂锡铜带经过锡炉上面出口处设有喷吹惰性气体的出风装置吹锡，所述出风装置的出风口吹出的惰性气体与涂锡铜带之间的角度为5-15度，吹出的惰性气体被锡炉上方设置的盖板封笼在锡液表面；
D、收料。
上述一种光伏的焊带的制造方法，其中，铜带的预处理包括如下步骤：
A1、将铜带经过清洗剂进行清洗，
A2、涂覆助焊剂，将铜带夹在含有助焊剂的海绵或羊毛毡等材料中拖过。
上述一种光伏的焊带的制造方法，其中，步骤B中超声波涂锡的参数为：频率19～40KHz，功率800～1600W；
上述一种光伏的焊带的制造方法，其中，步骤C中惰性气体的气体压力为0.4～0.8Mpa，流速8～15m/s，耗气量0.02～0.16Nm3/min。
一种实现上述制造方法的涂锡机，包括骨架、锡炉、设置在锡炉底部的升降机构，其中，还包括超声波换能器，所述超声波换能器设置在所述锡炉上方，所述超声波换能器的发射面位于锡炉内熔融的锡液中，且与铜带表面相对。
上述涂锡机，其中，还包括升降装置，所述升降装置设置所述骨架上，所述升降装置包括设置在所述骨架上的滚轮、导绳，所述导绳一端固定连接在所述超声波换能器的顶端，另一端绕过所述滚轮与所述升降机构的支板固定连接。
上述涂锡机，其中，所述锡炉上面设有喷吹惰性气体的出风装置，所述出风装置固定设置在所述骨架上，所述出风装置的出风口位于盖板的下方铜带的出口处。
上述涂锡机，其中，所述锡炉上面设有盖板。
本发明可实现以下有益效果：
1、由于铜带送入锡炉的镀液中进行涂锡时，锡炉的上方的超声波换能器发射超声波，对铜带进行超声波处理，再经过惰性气体吹锡的步骤，不仅可通过超声波的声压作用，使锡液在铜带表面快速形成铜锡合金层，提高了光伏焊带的生产效率，使铜带的走带速度到达10～80m/min；而且还可通过超声波去除铜带表面油污和氧化层，减少化学试剂的使用，简化镀前的预处理，另外，利用超声波粉碎结成团的氧化锡，防止焊带出现针孔和锡渣缺陷，进一步提高了焊带的质量，且通过惰性气体吹锡保证了铜带快速走带时镀层不会超厚，在保证焊带质量的基础上，大大提高了生产效率；且可通过惰性气体对涂锡的铜带进行保护，减少氧化锡的产生，提高了焊带的质量；使焊带的合格率达到99.9％以上。
2、由于铜带经过清洗剂进行清洗，及在含有助焊剂的海绵或羊毛毡中拖过的预处理，可使铜带更加清洁，且可通过海绵或羊毛毡的摩擦对铜带进行进一步清洁，从而，不仅保证了铜带助焊剂涂敷均匀，而且，进一步清洁了铜带，避免出现针孔或锡渣的缺陷，从而，提高了焊带的质量，降低了焊带焊接时硅片的破片率。
3、由于超声波涂锡的参数为：频率19～40KHz，功率800～1600W，在保证走带速度快的基础上，使焊带的针孔和锡渣缺陷出现率大大降低，提高了铜带的涂锡质量。
4、由于惰性气体的气体压力为0.4～0.8Mpa，流速8～15m/s，耗气量0.02～0.16Nm3/min，可使涂锡后的铜带得到充分的吹锡，不仅保证了锡层的厚度，而且使锡层被惰性气体保护，避免被氧化，从而，保证了焊带的质量。
5、由于锡炉上方设置了盖板，使喷吹装置吹出的惰性气体笼罩在锡液表面，隔绝了锡液与空气中的氧气接触，避免了锡的氧化，提高锡的利用率，降低了生产成本，同时减少了捞锡渣的工作量，提高了生产效率。
6、由于采用本涂锡机，使本工艺可连续不间断的工作，不仅提高了劳动生产效率，而且，提高了焊带的质量。
附图说明
图1是本发明的工艺流程图。
图2是本发明的结构示意图。
图3是本发明的升降装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图所示，为了解决上述技术问题，本发明一种光伏焊带的制造方法，包括以下步骤：
A、对铜带进行预处理；
B、将经过预处理的铜带送入锡炉的镀液中进行涂锡，涂锡时，通过锡炉的上方的超声波换能器发射超声波，对铜带进行超声波处理，锡炉的温度为220-280度；
C、经过惰性气体吹锡，将涂锡铜带经过锡炉上面设有喷吹惰性气体的出风装置吹锡，所述出风装置的出风口吹出的惰性气体与涂锡铜带之间的角度为5-15度，吹出的惰性气体被锡炉上方设置的盖板封笼在锡液表面；为了保证出风装置13的出风与铜带之间的夹角为5-15度，可通过调节出风装置的位置来实现；
D、收料。
由于本发明关键步骤是涂锡时增加了超声波，且增加了惰性气体的喷吹，从而，提高了光伏焊带的生产效率，使铜带的走带速度达到10～80m/min；提高了焊带的质量，使焊带的合格率达到99.9％以上。
实施例一
将铜带以10m/min的速度通过清洗剂进行清洗，清洗剂可以是酒精或稀盐酸等化学剂，再将铜带夹在含有助焊剂的海绵或羊毛毡等材料中拖过，使焊带外周均匀涂敷助焊剂，助焊剂不受限，可采用NCF清洗环保型助焊剂，将经过上述处理的铜带送入锡炉的镀液中进行涂锡，涂锡时，通过锡炉的上方的超声波换能器发射超声波，对铜带进行超声波处理，锡炉的温度为220度，超声波频率20KHz，功率500W，走带速度为10m/min；铜带涂锡后经过锡炉的出口时经过锡炉上面设有喷吹惰性气体的出风装置吹锡，将多余的锡液吹回锡炉，所述出风装置的出风口吹出的惰性气体与涂锡铜带之间的角度为5度，惰性气体的气体压力为0.4Mpa，流速8m/s，耗气量0.02～0.043Nm3/min，最后将涂锡的铜带收料即可。
性能指标：走带速度为10m/min 合格率：99.988％
实施例二
将铜带以20m/min的速度通过清洗剂进行清洗，清洗剂可以是酒精或稀盐酸等化学剂，再将铜带夹在含有助焊剂的海绵或羊毛毡等材料中拖过，使焊带外周均匀涂敷助焊剂，助焊剂不受限，可采用NCF清洗环保型助焊剂，将经过上述处理的铜带送入锡炉的镀液中进行涂锡，涂锡时，通过锡炉的上方的超声波换能器发射超声波，对铜带进行超声波处理，锡炉的温度为225度，超声波频率20KHz，功率1200W，走带速度为20m/min；铜带涂锡后经过锡炉的出口时经过锡炉上面设有喷吹惰性气体的出风装置吹锡，将多余的锡液吹回锡炉，所述出风装置的出风口吹出的惰性气体与涂锡铜带之间的角度为5度，惰性气体的气体压力为0.45Mpa，流速10m/s，耗气量0.028～0.06Nm3/min，最后将涂锡的铜带收料即可。
性能指标：走带速度为20m/min 合格率：99.997％
实施例三
将铜带以35m/min的速度通过清洗剂进行清洗，清洗剂可以是酒精或稀盐酸等化学剂，再将铜带夹在含有助焊剂的海绵或羊毛毡等材料中拖过，使焊带外周均匀涂敷助焊剂，助焊剂不受限，可采用NCF清洗环保型助焊剂，将经过上述处理的铜带送入锡炉的镀液中进行涂锡，涂锡时，通过锡炉的上方的超声波换能器发射超声波，对铜带进行超声波处理，锡炉的温度为235度，超声波频率20KHz，功率1200W，走带速度为35m/min；铜带涂锡后经过锡炉的出口时经过锡炉上面设有喷吹惰性气体的出风装置吹锡，将多余的锡液吹回锡炉，所述出风装置的出风口吹出的惰性气体与涂锡铜带之间的角度为8度，惰性气体的气体压力为0.5Mpa，流速11m/s，耗气量0.034～0.073Nm3/min，最后将涂锡的铜带收料即可。
性能指标：走带速度为35m/min 合格率：99.999％
实施例四
将铜带以50m/min的速度通过清洗剂进行清洗，清洗剂可以是酒精或稀盐酸等化学剂，再将铜带夹在含有助焊剂的海绵或羊毛毡等材料中拖过，使焊带外周均匀涂敷助焊剂，助焊剂不受限，可采用NCF清洗环保型助焊剂，将经过上述处理的铜带送入锡炉的镀液中进行涂锡，涂锡时，通过锡炉的上方的超声波换能器发射超声波，对铜带进行超声波处理，锡炉的温度为255度，超声波频率30KHz，功率2000W，走带速度为50m/min；铜带涂锡后经过锡炉的出口时经过锡炉上面设有喷吹惰性气体的出风装置吹锡，将多余的锡液吹回锡炉，所述出风装置的出风口吹出的惰性气体与涂锡铜带之间的角度为10度，惰性气体的气体压力为0.6Mpa，流速13m/s，耗气量0.049～0.104Nm3/min，最后将涂锡的铜带收料即可。
性能指标：走带速度为50m/min 合格率：99.998％
实施例五
将铜带以60m/min的速度通过清洗剂进行清洗，清洗剂可以是酒精或稀盐酸等化学剂，再将铜带夹在含有助焊剂的海绵或羊毛毡等材料中拖过，使焊带外周均匀涂敷助焊剂，助焊剂不受限，可采用NCF清洗环保型助焊剂，将经过上述处理的铜带送入锡炉的镀液中进行涂锡，涂锡时，通过锡炉的上方的超声波换能器发射超声波，对铜带进行超声波处理，锡炉的温度为270度，超声波频率30KHz，功率2500W，走带速度为60m/min；铜带涂锡后经过锡炉的出口时经过锡炉上面设有喷吹惰性气体的出风装置吹锡，将多余的锡液吹回锡炉，所述出风装置的出风口吹出的惰性气体与涂锡铜带之间的角度为12度，惰性气体的气体压力为0.7Mpa，流速14m/s，耗气量0.016～0.13Nm3/min，最后将涂锡的铜带收料即可。
性能指标：走带速度为60m/min 合格率：99.978％
实施例六
将铜带以80m/min的速度通过清洗剂进行清洗，清洗剂可以是酒精或稀盐酸等化学剂，再将铜带夹在含有助焊剂的海绵或羊毛毡等材料中拖过，使焊带外周均匀涂敷助焊剂，助焊剂不受限，可采用NCF清洗环保型助焊剂，将经过上述处理的铜带送入锡炉的镀液中进行涂锡，涂锡时，通过锡炉的上方的超声波换能器发射超声波，对铜带进行超声波处理，锡炉的温度为280度，超声波频率40KHz，功率3000W，走带速度为80m/min；铜带涂锡后经过锡炉的出口时经过锡炉上面设有喷吹惰性气体的出风装置吹锡，将多余的锡液吹回锡炉，所述出风装置的出风口吹出的惰性气体与涂锡铜带之间的角度为15度，惰性气体的气体压力为0.8Mpa，流速15m/s，耗气量0.075～0.16Nm3/min，最后将涂锡的铜带收料即可。
性能指标：走带速度为80m/min 合格率：99.981％
一种实现上述制造方法的涂锡机，包括骨架1、骨架1上安装有前导向轮2、清洗槽3、放料架4、助焊剂槽5、收料架6、后导向轮7、超声波换能器9、升降装置10、输料对挤轮11、操作仪表板12、锡炉架14、锡炉15、升降机构17，升降机构17设置在锡炉15底部，通过电机控制锡炉15的上升与下降，所述超声波换能器9设置在所述锡炉15的上方，所述超声波换能器9的发射面位于锡炉15中，且与铜带表面相对，骨架1上固定设有安装架8，安装架8为L形构件，安装架8的横板上设有与超声波换能器9外周面相配合的凹槽，凹槽开口端设有夹条，所述夹条与凹槽构成与超声波换能器9外周面相配合的通孔，安装时，将超声波换能器安装在通孔内，再将夹条拧紧，使超声波换能器9安装在骨架1上，由于在锡炉上方设有超声波换能器9，涂锡时，通过超声波的声压作用，使锡液在铜带表面快速形成铜锡合金层，提高了光伏焊带的生产效率；另外，可通过超声波去除铜带表面油污和氧化层，减少化学试剂的使用，简化镀前的预处理，并且利用超声波粉碎结成团的氧化锡，防止焊带出现针孔和锡渣缺陷，进一步提高了焊带的质量，且使焊带的加工工艺更加环保。
作为本技术方案的进一步完善，可在骨架1上安装升降装置10，所述升降装置10包括设置在所述骨架1上的滚轮101、导绳102，滚轴101通过轴安装在骨架1上，所述导绳102一端通过连接环或其他方式固定连接在所述超声波换能器9的顶端，导绳102的另一端绕过所述滚轮101与所述升降机构17的支板170固定连接，启动升降机构17，使升降机构17的支板下降，导绳102带动超声波换能器9向上运行，使涂锡前的穿带操作更加方便。
为了进一步提高本发明的生产效率，可在锡炉15上面设置喷吹惰性气体的出风装置13，出风装置13通过紧固件或其他方式固定在骨架1上，出风装置13的出风口位于铜带的出口处，出风装置13不受限制，可以是风刀，也可以是其他用来喷吹气体的装置，本实施例中，为了安装方便，选用风刀为例，由于所述锡炉15上面设有喷吹惰性气体的出风装置13，出风装置13喷出惰性气体，可以将多余的锡液吹回锡炉，保证铜带快速走带时镀层不会超厚，在保证焊带质量的基础上，大大提高了生产效率，且节约了成本；且可通过出风口喷出的惰性气体对涂锡的铜带进行保护，减少氧化锡的产生，提高焊带的可焊性，降低生产成本。为了使惰性气体能更好的覆盖在锡液上，避免锡液氧化，可在锡炉的上面设置盖板16，盖板16设置在锡炉15的上面，出风装置13的出风口穿过所述盖板16，位于铜带出口处，由于锡炉上设有盖板，可使吹出的惰性气体最大限度的笼罩在锡液表面，隔绝锡面与氧气的接触，减少氧化锡的产生。
涂锡工艺过程为：铜带基材从放料架4出来，由前导向轮2导入清洗槽3清洗，再到助焊剂槽5涂覆助焊剂，经后导向轮7后通过锡炉架14导入锡炉15，锡炉中盛有熔融的锡液，在超声波换能器9的辐射作用后从锡炉15出来，出口处由出风装置13喷吹高压惰性气体，将铜带上多余的锡液吹回锡炉15，再由电机带动的输料对挤轮11拉出至收料架6上的收料轴，即可。
Claims (3)
1.一种光伏焊带的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
A、对铜带进行预处理；
B、将经过预处理的铜带送入锡炉的镀液中进行涂锡，涂锡时，通过锡炉的上方的超声波换能器发射超声波，对铜带进行超声波处理，锡炉的温度为220-280度；超声波涂锡的参数为：频率19～40KHz,功率800～1600W；
C、经过惰性气体吹锡，将涂锡铜带经过锡炉上面设有的喷吹惰性气体的出风装置吹锡，所述出风装置的出风口吹出的惰性气体与涂锡铜带之间的角度为5-15度，吹出的惰性气体被锡炉上方设置的盖板封笼在锡液表面；惰性气体的气体压力为0.4～0.8Mpa，流速8～15m/s，耗气量0.02～0.16Nm3/min；
D、收料。
2.如权利要求1所述一种光伏的焊带的制造方法，其特征在于，铜带的预处理包括如下步骤：
A1、将铜带经过清洗剂进行清洗，
A2、涂覆助焊剂，将铜带夹在含有助焊剂的海绵或羊毛毡等材料中拖过。
3.一种实现权利要求1所述制造方法的涂锡机，包括骨架、锡炉、设置在锡炉底部的升降机构，其特征在于，还包括超声波换能器，所述超声波换能器设置在所述锡炉上方，所述超声波换能器的发射面位于锡炉中，且与铜带表面相对；还包括升降装置，所述升降装置设置所述骨架上，所述升降装置包括设置在所述骨架上的滚轮、导绳，所述导绳一端固定连接在所述超声波换能器的顶端，另一端绕过所述滚轮与所述升降机构的支板固定连接；
所述锡炉上面设有喷吹惰性气体的出风装置，所述出风装置固定设置在所述骨架上，所述出风装置的出风口位于铜带的出口处；所述锡炉上面设有盖板。
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