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1、(10)申请公布号 CN 102965607 A (43)申请公布日 2013.03.13 CN 102965607 A *CN102965607A* (21)申请号 201210485658.7 (22)申请日 2012.11.26 C23C 2/08(2006.01) C23C 2/40(2006.01) C23C 2/02(2006.01) C23C 2/26(2006.01) (71)申请人 江苏太阳光伏科技有限公司 地址 212218 江苏省镇江市扬中市油坊工业 区太阳路 1 号 (72)发明人 裴学锋 冷青松 (74)专利代理机构 南京苏科专利代理有限责任 公司 32102 代理人。
2、 董旭东 (54) 发明名称 清洁无污染的超软涂锡焊带生产系统 (57) 摘要 本发明涉及金属材料表面涂覆技术， 特别涉 及一种生产流程短， 并且生产的焊带屈服强度低， 表面质量好的清洁无污染的超软涂锡焊带生产系 统， 包括将硬态铜带分切成卷料后置于放料盘上， 使铜带依次经过放料机构、 张力检测机构、 活化 退火炉、 涂锡系统、 S 辊传动部件、 锡瘤检测部件 和收料系统 ； 活化退火炉包括倾斜设置的退火炉 体， 退火炉体内沿焊带输送方向设有用于贯穿焊 带的退火炉管， 退火炉管两端伸出退火炉体外， 退 火炉管伸出退火炉体出口端的管壁设有活化剂加 入口， 并且退火炉管的出口端延伸至锡炉的锡液 内。
3、部， 退火炉管上方的入口端设有点火点， 锡炉壶 口的液面下方设有沉没辊， S 辊传动部件设置于 冷却部件的后方用于控制焊带出料速度。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 6 页 附图 3 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 6 页 附图 3 页 1/1 页 2 1. 一种清洁无污染的超软涂锡焊带生产系统， 包括沿生产线依次设置的放料机构、 张 力检测机构、 活化退火炉、 涂锡系统、 S 辊传动部件、 锡瘤检测部件和收料系统 ； 所述放料机 构包括放料盘和用于夹持焊带的放料夹送辊 ； 所述涂锡系统包括锡炉、 锡炉壶口、 除渣。
4、炉和 锡炉壶口上方用于冷却焊带的冷却部件 ； 其特征在于， 所述活化退火炉包括倾斜设置的退 火炉体， 并且退火炉体的焊带入口端高于出口端， 退火炉体内沿焊带输送方向设有用于贯 穿焊带的退火炉管， 所述退火炉管外壁设有加热线圈， 退火炉管两端伸出退火炉体外， 所述 退火炉管伸出退火炉体出口端的管壁设有活化剂加入口， 并且退火炉管的出口端延伸至锡 炉的锡液内部， 退火炉管上方的入口端设有点火点， 锡炉壶口的液面下方设有用于环绕焊 带的沉没辊， 所述 S 辊传动部件设置于冷却部件的后方用于控制焊带出料速度。 2. 根据权利要求 1 所述的生产系统， 其特征在于， 所述张力检测机构包括放料夹送辊 后方。
5、的上位置检测构件、 下位置检测构件和张力检测共用构件。 3. 根据权利要求 2 所述的生产系统， 其特征在于， 所述放料盘后设有摩擦阻尼装置。 4.根据权利要求1或2或3所述的生产系统， 其特征在于， 所述S辊传动部件包括上下 交错设置用于环绕焊带的三只传动辊。 5.根据权利要求1或2或3所述的生产系统， 其特征在于， 所述除渣炉包括与锡炉壶口 出口相通的冷却槽， 保温槽和加热槽， 所述冷却槽内设有冷却盘管， 所述加热槽出口与锡炉 连通。 6.根据权利要求1或2或3所述的生产系统， 其特征在于， 所述冷却部件为涡旋管冷却 器、 风冷器或水雾冷却器。 权 利 要 求 书 CN 102965607。
6、 A 2 1/6 页 3 清洁无污染的超软涂锡焊带生产系统 技术领域 0001 本发明涉及金属材料表面涂覆技术， 特别涉及用于生产太阳能电池用的一种清洁 无污染的超软涂锡焊带生产系统。 背景技术 0002 涂锡焊带是太阳能电池组件生产的关键器件之一， 用于晶硅太阳能电池片之间的 连结。 由于晶硅太阳能电池片的厚度越来越薄， 对涂锡焊带的力学性能提出了极高的要求。 要求涂锡焊带的规定非比例延伸强度Rp0.2 尽可能小。 目前市场上涂锡焊带的规定非比例 延伸强度 Rp0.2 一般在 60MPa 以上。为降低晶硅太阳能电池片在焊接过程中的裂纹， 要求 生产出一种规定非比例延伸强度 Rp0.2 小于 。
7、60MPa 的涂锡焊带。 0003 目前， 极软涂锡焊带的生产系统中， 焊带由铜带分切或圆铜线压延形成， 铜带先进 行退火变软， 然后依次经过放卷、 酸洗、 水洗、 助焊剂涂覆、 预热、 涂锡、 冷却及收卷过程。 0004 现有技术的涂锡焊带生产系统及生产方法存在如下不足之处 ： 1） 生产系统流程长 ； 2） 由于酸洗一般采用盐酸、 硫酸等强酸， 存在环境隐患 ； 3） 需要涂覆助焊剂， 易残留， 影响焊带质量 ； 4） 原铜存放周期短， 否则易导致针眼， 漏铜等不良， 影响涂覆层连续性 ； 5） 屈服强度不易控制。 发明内容 0005 本发明针对现有技术存在的问题， 提供一种清洁无污染的超。
8、软涂锡焊带生产系 统， 旨在缩短并简化涂锡焊带生产流程， 减少环境污染， 同时使焊带的屈服强度小， 提高焊 带的整体质量。 0006 为解决上述技术问题， 本发明提供的清洁无污染的超软涂锡焊带生产系统， 包括 沿生产线依次设置的放料机构、 张力检测机构、 活化退火炉、 涂锡系统、 S 辊传动部件、 锡瘤 检测部件和收料系统 ； 所述放料机构包括放料盘和用于夹持焊带的放料夹送辊 ； 所述涂锡 系统包括锡炉、 锡炉壶口、 除渣炉和锡炉壶口上方用于冷却焊带的冷却部件 ； 所述活化退火 炉包括倾斜设置的退火炉体， 并且退火炉体的焊带入口端高于出口端， 退火炉体内沿焊带 输送方向设有用于贯穿焊带的退火炉。
9、管， 所述退火炉管外壁设有加热线圈， 退火炉管两端 伸出退火炉体外， 所述退火炉管伸出退火炉体出口端的管壁设有活化剂加入口， 并且退火 炉管的出口端延伸至锡炉的锡液内部， 退火炉管上方的入口端设有点火点， 用于燃烧溢出 的活化气体， 锡炉壶口的液面下方设有用于环绕焊带的沉没辊， 所述 S 辊传动部件设置于 冷却部件的后方用于控制焊带出料速度。 0007 相对于现有技术， 本发明取得了以下有益效果 ： 采用本发明的生产系统， 可以直接 用硬态铜带投入使用， 在涂锡前对待涂锡的铜带通过活化退火炉进行退火处理， 并且在退 火炉管内通过活化剂加入口加入活化气体， 铜带在退火炉管内退火过程中， 活化气体。
10、在高 说 明 书 CN 102965607 A 3 2/6 页 4 温下将铜带表面的氧化层还原去除。因此， 通过活化退火炉的活化退火过程， 实现了对硬 态铜带退火和去氧化层处理， 使铜带可以直接进入涂锡系统， 省去了现有技术中的酸洗、 水 洗和涂覆助焊剂过程， 有效缩短了生产系统的流程， 并且避免因酸洗和涂覆助焊剂对环境 的污染。同时， 退火后的铜带直接进入涂锡系统， 使铜带在流转流程中的长度大大缩短， 铜 带在退火炉至沉没辊之间的张力基本与铜带自重相当， 在放料盘至放料夹关辊之张力仅为 2 至 100N， 在沉没辊至收料系统之间的张力也仅为 2 至 50N， 使铜带在流转中的牵拉张力明 显变。
11、小， 有效减小了铜带在流转中产生的塑性变形， 从而进一步降低了铜带的屈服强度。 另 外， 为避免活化气体进入空气中， 退火炉管的出口端延伸至锡炉的锡液内部， 退火炉管上方 的入口端设有点火点， 可将从上部退火炉管溢出的活化气体燃烧掉， 而本发明采用的活化 气体为氢气或一氧化碳， 还原氧化层后的产物为水或二氧化碳， 避免了对环境的污染。 0008 为有效控制铜带的放料速度， 防止铜带打结或过份拉紧， 所述张力检测机构包括 放料夹送辊后方的上位置检测构件、 下位置检测构件和张力检测共用构件， 可通过张力检 测机构控制放料速度， 防止放料过快或过慢。 0009 为进一步控制放料速度， 所述放料盘后设。
12、有摩擦阻尼装置。 0010 为便于涂锡后焊带从锡炉中引出， 所述 S 辊传动部件包括上下交错设置用于环绕 焊带的三只传动辊。 0011 为便于实现连续的涂锡生产， 并有效控制锡液中杂质含量， 保证涂锡焊带质量， 所 述除渣炉包括与锡炉壶口出口相通的冷却槽， 保温槽和加热槽， 所述冷却槽内设有冷却盘 管， 所述加热槽出口与锡炉连通。 0012 为便于涂锡后焊带的冷却， 所述冷却部件为涡旋管冷却器、 风冷器或水雾冷却器。 附图说明 0013 图 1 为本发明的清洁无污染的超软涂锡焊带生产系统示意图。 0014 图 2 为涂锡系统的结构示意图。 0015 图 3 为本发明涂锡焊带生产流程图。 001。
13、6 其中， 1 放料机构 ； 101放料盘 ； 102放料夹送辊 ； 2张力检测机构 ； 201上位置检测 构件 ； 202 下位置检测构件 ； 203 张力检测共用构件 ； 3 活化退火炉 ； 301 退火炉体 ； 302 退火 炉管 ； 303 活化剂加入口 ； 304 点火点 ； 305 铜带出口 ； 4 涂锡系统 ； 401 沉没辊 ； 402 冷却部 件 ； 403 锡炉 ； 404 除渣炉 ； 404a 冷却槽 ； 404b 保温槽 ； 404c 加热槽 ； 405 锡炉壶口 ； 406 锡 泵 ； 5 S 辊传动部件 ； 6 锡瘤检测部件 ； 7 收料系统 ； 8 焊带。 具体实。
14、施方式 0017 如图 1、 图 2 所示为本发明的清洁无污染的超软涂锡焊带生产系统， 包括沿生产线 依次设置的放料机构 1、 张力检测机构 2、 活化退火炉 3、 涂锡系统 4、 S 辊传动部件 5、 锡瘤检 测部件 6 和收料系统 7 ； 放料机构 1 包括放料盘 101 和用于夹持焊带 8 的放料夹送辊 102 ； 涂锡系统4包括锡炉403、 锡炉壶口405、 除渣炉404和锡炉壶口405上方用于冷却焊带8的 冷却部件 402， 锡炉内设有锡泵 406 ； 活化退火炉 3 包括倾斜设置的退火炉体 301， 并且退火 炉体301的焊带入口端高于出口端， 退火炉体301内沿焊带8输送方向设有。
15、用于贯穿焊带8 的退火炉管302， 退火炉管302外壁设有加热线圈， 退火炉管302两端伸出退火炉体301外， 说 明 书 CN 102965607 A 4 3/6 页 5 退火炉管302伸出退火炉体301出口端的管壁设有活化剂加入口303， 并且退火炉管出口端 的铜带出口 305 延伸至锡炉 403 的锡液内部， 退火炉管 302 上方的入口端设有点火点 304， 用于燃烧溢出的活化气体， 锡炉壶口 405 的液面下方设有用于环绕焊带 8 的沉没辊 401， S 辊传动部件 5 设置于冷却部件 402 的后方用于控制焊带 8 出料速度。 0018 为有效控制铜带的放料速度， 防止铜带打结或过。
16、份拉紧， 张力检测机构 2 包括放 料夹送辊 102 后方的上位置检测构件 201、 下位置检测构件 202 和张力检测共用构件 303， 可通过张力检测机构控制放料速度， 防止放料过快或过慢。 0019 为进一步控制放料速度， 放料盘 101 后设有摩擦阻尼装置。 0020 为便于涂锡后焊带从锡炉 403 中引出， S 辊传动部件 5 包括上下交错设置用于环 绕焊带 8 的三只传动辊。 0021 为便于实现连续的涂锡生产， 并有效控制锡液中杂质含量， 保证涂锡焊带质量， 除 渣炉 404 包括与锡炉壶口 405 出口相通的冷却槽 404a， 保温槽 404b 和加热槽 404c， 冷却 槽 。
17、404a 内设有冷却盘管， 加热槽 404c 出口与锡炉 403 连通。如图 2 所示， 锡液从锡炉壶口 405 溢出后流入冷却槽 404a， 经冷却槽 404a 冷却后温度降至可使锡液中杂质析出的温度， 锡液流入保温槽 404b， 经过一定时间的保温， 使锡液中的杂质逐渐析出， 最后锡液经加热槽 404c 加热至涂锡温度由锡泵 406 泵入锡炉 403 中继续循环使用。 0022 为便于涂锡后焊带的冷却， 冷却部件 402 可以为涡旋管冷却器、 风冷器或水雾冷 却器。 0023 实施例 1 如图 3 所示， 采用本发明的生产系统进行焊带涂锡时， 将硬态铜带分切成卷料后置于 放料盘上101， 。
18、使铜带依次经过上述生产系统的放料机构1、 张力检测机构2、 活化退火炉3、 涂锡系统 4、 S 辊传动部件 5、 锡瘤检测部件 6 和收料系统 7。 0024 控制S辊传动部件5中传动辊的转速， 牵引铜带进入活化退火炉3的速度为1.0m/ min， 活化退火炉的退火温度为 605， 向活化剂加入口中通入活化气体的成分为一氧化 碳和氩气的混合气体， 其中一氧化碳的体积含量为 10%， 通入上述混合气体的流量为 50L/ min。 0025 涂锡系统中锡液成分为 60Sn40Pb， 锡炉壶口内锡液的温度为 280， 冷却槽的设 定温度为 240， 保温槽的设定温度为 210， 加热槽的设定温度为 。
19、280。 0026 对实施例 1 的成品焊带检测结果如下表 ： 项目实施例 1 抗拉强度 Rm（Mpa）17612 规定非比例延伸强度 Rp0.2（Mpa）5362 外观及锡瘤合格 0027 实施例 2 与实施例1的不同之处在于， 控制S辊传动部件中传动辊的转速， 牵引铜带进入活化退 火炉的速度为 5.0m/min， 活化退火炉的退火温度为 900， 向活化剂加入口中通入活化气 体的成分为氢气和氮气的混合气体， 其中氢气的体积含量为 10%， 通入上述混合气体的流量 为 50L/min。 0028 涂锡系统中锡液成分为 63Sn37Pb， 锡炉壶口内锡液的温度为 270， 冷却槽的设 定温度为。
20、 235， 保温槽的设定温度为 205， 加热槽的设定温度为 270。 说 明 书 CN 102965607 A 5 4/6 页 6 0029 实施例 2 的成品焊带检测结果如下表 ： 项目实施例 1 抗拉强度 Rm（Mpa）16715 规定非比例延伸强度 Rp0.2（Mpa）5284 外观及锡瘤合格 0030 实施例 3 与实施例1的不同之处在于， 控制S辊传动部件中传动辊的转速， 牵引铜带进入活化退 火炉的速度为 4m/min， 活化退火炉的退火温度为 800， 向活化剂加入口中通入活化气体 的成分为水蒸汽和氮气的混合气体， 其中水蒸汽的体积含量为 20%， 通入上述混合气体的流 量为 3。
21、0L/min。 0031 涂锡系统中锡液成分为 62Sn36Pb2Ag， 锡炉壶口内锡液的温度为 260， 冷却槽的 设定温度为 230， 保温槽的设定温度为 200， 加热槽的设定温度为 260。 0032 实施例 3 的成品焊带检测结果如下表 ： 项目实施例 1 抗拉强度 Rm（Mpa）16796 规定非比例延伸强度 Rp0.2（Mpa）5208 外观及锡瘤合格 0033 实施例 4 与实施例1的不同之处在于， 控制S辊传动部件中传动辊的转速， 牵引铜带进入活化退 火炉的速度为 3m/min， 活化退火炉的退火温度为 700， 向活化剂加入口中通入活化气体 的成分为乙醇蒸汽和氩气的混合气体。
22、， 其中乙醇蒸汽的体积含量为 20%， 通入上述混合气体 的流量为 30L/min。 0034 涂锡系统中锡液成分为 63Sn35Pb2Ag， 锡炉壶口内锡液的温度为 250， 冷却槽的 设定温度为 220， 保温槽的设定温度为 210， 加热槽的设定温度为 250。 0035 实施例 4 成品焊带检测结果如下表 ： 项目实施例 1 抗拉强度 Rm（Mpa）16881 规定非比例延伸强度 Rp0.2（Mpa）5093 外观及锡瘤合格 0036 实施例 5 与实施例1的不同之处在于， 控制S辊传动部件中传动辊的转速， 牵引铜带进入活化退 火炉的速度为 2m/min， 活化退火炉的退火温度为 65。
23、0， 向活化剂加入口中通入活化气体 的成分为一氧化碳和氩气的混合气体， 其中一氧化碳的体积含量为 80%， 通入上述混合气体 的流量为 10L/min。 0037 涂锡系统中锡液成分为 60Sn40Pb2Ag， 锡炉壶口内锡液的温度为 220， 冷却槽的 设定温度为 195， 保温槽的设定温度为 195， 加热槽的设定温度为 220。 0038 实施例 5 的成品焊带检测结果如下表 ： 项目实施例 1 抗拉强度 Rm（Mpa）16752 规定非比例延伸强度 Rp0.2（Mpa）5288 外观及锡瘤合格 0039 实施例 6 与实施例1的不同之处在于， 控制S辊传动部件中传动辊的转速， 牵引铜带。
24、进入活化退 说 明 书 CN 102965607 A 6 5/6 页 7 火炉的速度为 5m/min， 活化退火炉的退火温度为 750， 向活化剂加入口中通入活化气体 的成分为氢气和氩气的混合气体， 其中氢气的体积含量为 70%， 通入上述混合气体的流量为 15L/min。 0040 涂锡系统中锡液成分为 63Sn37Pb， 锡炉壶口内锡液的温度为 250， 冷却槽的设 定温度为 230， 保温槽的设定温度为 207， 加热槽的设定温度为 250。 0041 实施例 6 的成品焊带检测结果如下表 ： 项目实施例 1 抗拉强度 Rm（Mpa）163.04 规定非比例延伸强度 Rp0.2（Mpa）。
25、50.87 外观及锡瘤合格 0042 实施例 7 与实施例1的不同之处在于， 控制S辊传动部件中传动辊的转速， 牵引铜带进入活化退 火炉的速度为 5m/min， 活化退火炉的退火温度为 850， 向活化剂加入口中通入活化气体 的成分为氢气和氮气的混合气体， 其中氢气的体积含量为 80%， 通入上述混合气体的流量为 10L/min。 0043 涂锡系统中锡液成分为 96.5Sn3Ag0.5Cu， 锡炉壶口内锡液的温度为 215， 冷却 槽的设定温度为 195， 保温槽的设定温度为 198， 加热槽的设定温度为 215。 0044 实施例 7 的成品焊带检测结果如下表 ： 项目实施例 1 抗拉强度。
26、 Rm（Mpa）177.28 规定非比例延伸强度 Rp0.2（Mpa）50.44 外观及锡瘤合格 0045 实施例 8 与实施例1的不同之处在于， 控制S辊传动部件中传动辊的转速， 牵引铜带进入活化退 火炉的速度为 3.5m/min， 活化退火炉的退火温度为 780， 向活化剂加入口中通入活化气 体的成分为氢气和氮气的混合气体， 其中氢气的体积含量为 40%， 通入上述混合气体的流量 为 20L/min。 0046 涂锡系统中锡液成分为 96.5Sn3Ag0.5Cu， 锡炉壶口内锡液的温度为 210， 冷却 槽的设定温度为 192， 保温槽的设定温度为 192， 加热槽的设定温度为 210。 。
27、0047 实施例 8 的成品焊带检测结果如下表 ： 项目实施例 1 抗拉强度 Rm（Mpa）177.50 规定非比例延伸强度 Rp0.2（Mpa）51.93 外观及锡瘤合格 0048 实施例 9 与实施例1的不同之处在于， 控制S辊传动部件中传动辊的转速， 牵引铜带进入活化退 火炉的速度为 2.5m/min， 活化退火炉的退火温度为 880， 向活化剂加入口中通入体积比 为 2 ： 3 ： 5 的乙醉蒸汽、 氢气和氮气的混合气体， 通入上述混合气体的流量为 35L/min。 0049 涂锡系统中锡液成分为 63Sn35Ag2Ag， 锡炉壶口内锡液的温度为 265， 冷却槽的 设定温度为 225。
28、， 保温槽的设定温度为 205， 加热槽的设定温度为 265。 0050 实施例 9 的成品焊带检测结果如下表 ： 项目实施例 1 说 明 书 CN 102965607 A 7 6/6 页 8 抗拉强度 Rm（Mpa）176.16 规定非比例延伸强度 Rp0.2（Mpa）53.47 外观及锡瘤合格 0051 实施例 10 与实施例1的不同之处在于， 控制S辊传动部件中传动辊的转速， 牵引铜带进入活化退 火炉的速度为 1.5m/min， 活化退火炉的退火温度为 820， 向活化剂加入口中通入体积比 为 3 ： 3 ： 4 的氢气、 水蒸汽和氮气的混合气体， 通入上述混合气体的流量为 15L/mi。
29、n。 0052 涂锡系统中锡液成分为 96.5Sn3Ag0.5Cu， 锡炉壶口内锡液的温度为 218， 冷却 槽的设定温度为 200， 保温槽的设定温度为 200， 加热槽的设定温度为 218。 0053 实施例 10 的成品焊带检测结果如下表 ： 项目实施例 1 抗拉强度 Rm（Mpa）175.82 规定非比例延伸强度 Rp0.2（Mpa）51.53 外观及锡瘤合格 0054 比较例 1 采用现有技术的方法将硬质铜带依次经分切、 收卷、 退火、 放料、 酸洗、 水洗、 涂助焊剂、 预热、 涂锡、 冷却、 收卷工序。所得涂锡焊带的检测结果如下表 ： 对实施例 10 成品焊带检测结果如下表 ： 。
30、项目实施例 1 抗拉强度 Rm（Mpa）165.55 规定非比例延伸强度 Rp0.2（Mpa）72.85 外观及锡瘤合格 0055 比较例 2 采用现有技术的方法将软态铜带依次经分切、 收卷、 放料、 酸洗、 水洗、 涂助焊剂、 预热、 涂锡、 冷却、 收卷工序。所得涂锡焊带的检测结果如下表 ： 项目实施例 1 抗拉强度 Rm（Mpa）179.19 规定非比例延伸强度 Rp0.2（Mpa）83.73 外观及锡瘤合格 从以上各实施例与比较例的对比结果看出， 采用本发明生产系统和生产方法生产的涂 锡焊带的规定非比例延伸强度均低于 60 Mpa, 并且远低于比较例的数值。 0056 本发明并不局限于上述实施例， 例如， 锡液的成分也可以为 Sn-Bi 系、 Sn-Bi-Ag 系、 Sn-Zn 系合金液， 凡是在本发明公开的技术方案的基础上， 本领域的技术人员根据所公 开的技术内容， 不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形， 这些替换和变形均在本发明的范围内。 说 明 书 CN 102965607 A 8 1/3 页 9 图 1 说 明 书 附 图 CN 102965607 A 9 2/3 页 10 图 2 说 明 书 附 图 CN 102965607 A 10 3/3 页 11 图 3 说 明 书 附 图 CN 102965607 A 11 。