CN102939402A - 镀焊锡线的制造方法和制造装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种镀焊锡线的制造方法和制造装置,该镀焊锡线的制造方法和制造装置能够获得所期望的品质的0.2%条件屈服强度值充分地降低后的镀线,通过稳定地获得这样的镀线能够使产品成品率提高,还能够提高制造效率。制造装置(10)包括:对铜线(1a)进行镀前处理的镀前处理部件(2);对铜线(1a)的表面实施焊锡镀的镀部件(61);卷取对表面实施了镀处理的铜线(1a、1b)的卷取部件(71),镀前处理部件(2)包括对铜线(1a)进行软化退火而使铜线(1a)的条件屈服强度降低的软化退火部件(51),所述卷取部件(71)构成为以比该铜线(1a、1b)的条件屈服强度低的卷取力将条件屈服强度降低后的铜线(1a、1b)卷取的结构,将软化退火部件(51)、镀部件(61)和卷取部件(71)从铜线(1a、1b)的行进方向的上游侧起按照软化退火部件(51)、镀部件(61)和卷取部件(71)的顺序一连串地配置。
Description
技术领域
本发明涉及用于电气电子设备、通信设备的镀焊锡线的制造方法和制造装置,详细而言,涉及适合于用作太阳能电池的引线的具有适度的低条件屈服强度特性的镀焊锡线的制造方法和制造装置。
背景技术
在用于电子零部件的镀线中,有时要求0.2%条件屈服强度值较低这样的低条件屈服强度特性。例如,太阳能电池用引线就是其中之一。
为了降低构成太阳能电池单体的硅材料的成本,缓和材料供给不足的影响,希望该太阳能电池单体(cell)能够薄型化。
不过,太阳能电池单体一旦薄型化,强度会变弱,焊锡连接太阳能电池单体中的太阳能电池用引线的连接部分由于彼此的膨胀率不同而容易在太阳能电池单体产生翘曲、破损的问题。
由此,需要太阳能电池用引线的与太阳能电池单体的连接部分随着太阳能电池单体的变形而变形,重要的是使0.2%条件屈服强度值降低。因此,作为太阳能电池用引线,使用具有低条件屈服强度特性的镀焊锡线。
不论这种镀焊锡线是否具有低条件屈服强度特性,这种镀焊锡线能够经由如专利文献1所公开那样的焊锡镀工序而在被镀线上形成镀层。
专利文献1公开有如下焊锡镀工序:将作为被镀线的金属线材通过金属线材导入口导入到容纳有熔融焊锡镀液的镀液部,从镀焊锡线导出口导出,进行空气冷却等来对金属线材实施镀处理工序。
还有,在镀焊锡线的制造工序中,除了上述焊锡镀工序以外,还对金属线材的表面实施清洗、退火等焊锡镀前处理工序,在焊锡镀工序的后工序中,进行卷取镀线的卷取工序。
并且,如果对减低了条件屈服强度后的被镀线连续进行这样的工序,容易对被镀线施加负荷,因此,连续加工变得困难,即使能够进行连续加工,也难以稳定地获得所期望品质的镀线。
例如,过于将重点置于对施加于减低了条件屈服强度后的被镀线的负荷进行抑制,有时无法充分地清洗被镀线的表面,在表面残留有杂质、氧化层。
这样一来,在随后的焊锡镀工序中在被镀线的表面形成镀层时,发生镀层容易剥离等,难以稳定地获得所期望品质的镀线。
除此之外,也在镀线的制造过程中,由于镀线(被镀线)的条件屈服强度较低,无法提高镀线的行进速度,花费大量的制造时间,如果要进行连续加工,反而造成制造效率降低这样的难点。
作为具有低条件屈服强度特性的镀焊锡线的制造方法,例如,在专利文献2中提出有太阳能电池用平角导体的制造方法。
专利文献2中的太阳能电池用平角导体的制造方法是如下制造方法:利用轧制等工序将导体成形为平角状之后,利用热处理工序使0.2%条件屈服强度值降低,对导体的表面实施焊锡镀膜。
不过,在引用文献2中并没有进行热处理时的温度设定、还原炉(软化退火炉)的内部的环境气体的成分这样的具体记载,也未具体提及例如清洗工序这样的热处理工序以外的工序。
因此,即使进行清洗工序,能否利用独立的生产线来进行上述热处理工序、清洗工序,或者镀工序这样的各工序的点上也不确定、即使连续地进行上述多个工序,以什么工序顺序进行也不确定。
即,如上所述,引用文献2并没有对如下两个相反的制造上的课题有任何关注:随着使平角导体的0.2%条件屈服强度值降低而难以确保作为太阳能电池的引线的品质;为了确保使0.2%条件屈服强度值降低后的镀线的品质而降低了制造效率。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2000-80460号公报
专利文献2:日本特开2006-54355号公报
发明内容
发明所要解决的问题
因此,本发明的目的在于提供一种镀焊锡线的制造方法和制造装置,该镀焊锡线的制造方法和制造装置能够获得使0.2%条件屈服强度值充分地降低后的期望的品质的镀线,通过稳定地获得这样的镀线使产品的成品率能够提高,而且还能够提高制造效率。
解决问题的技术方案
本发明的镀焊锡线的制造装置包括:对铜线进行镀前处理的镀前处理部件;对铜线的表面实施焊锡镀的镀部件;卷取在表面实施了镀处理的铜线的卷取部件,其中,所述镀前处理部件具有对铜线进行软化退火而使铜线的条件屈服强度降低的软化退火部件,卷取结构利用所述卷取部件以比该铜线的条件屈服强度低的卷取力将条件屈服强度降低后的所述铜线卷取,所述软化退火部件、所述镀部件和所述卷取部件从铜线的行进方向的上游侧起按照所述软化退火部件、所述镀部件和所述卷取部件的顺序一连串地配置。
在此,利用所述卷取部件以比上述铜线的条件屈服强度低的卷取力卷取的卷取结构不限于单独用所述卷取部件卷取铜线的结构,也包括如下结构:例如,将辅助该卷取部件进行卷取的输送绞盘配置在比卷取部件靠上游侧的位置,用所述卷取部件和该输送绞盘卷取铜线。
所述铜线的形状、尺寸没有限定,但优选为平角线。其理由在于,通过将所述铜线由上述纯铜系导体材料以平角线形成并对表面实施镀处理,从而能够用作与硅晶圆(Si单体)的预定区域连接的连接用引线、即,太阳能电池用镀焊锡线。
所述一连串地配置表示沿着行进方向的上游侧到下游侧,不论连续还是断续地相连而以所谓的串联配置。
作为本发明的方式,所述铜线能够由纯铜系材料形成,所述软化退火部件包括软化退火炉,该软化退火炉的内部包括用于对所述铜线的表面的氧化层进行还原的还原气体环境,将所述软化退火炉以铜线行进方向的下游侧比铜线行进方向的上游侧处于较低的位置的方式倾斜配置,在所述软化退火炉中的铜线行进方向的下游侧部分设置有还原气体供给部,该还原气体供给部为允许向该软化退火炉供给还原性气体的还原气体供给部。
所述纯铜系材料只要是杂质较少、导电率较高的纯铜系导体材料,就没有特别地限定,优选例如无氧铜(OFC)、韧铜(Tough-Pitch Copper)、磷脱氧铜这样的不含有氧化物等杂质的纯度为99.9%以上的材料。
另外,作为本发明的方式,所述还原性气体能够由氮气和氢气的混合气体构成。
另外,作为本发明的方式,能够将所述氮气与所述氢气的体积比率设定为4:1。
另外,作为本发明的方式,所述镀前处理部件能够具有对铜线进行加热处理的加热处理部件,将所述加热处理部件配置在比所述软化退火部件靠近铜线行进方向的上游侧的位置。
另外,作为本发明的方式,能够由纯铜系材料形成所述铜线,所述镀前处理部件具有对铜线进行清洗的清洗部件,将所述清洗部件配置在比所述软化退火部件靠近铜线行进方向的上游侧的位置。
另外,作为本发明的方式,所述镀前处理部件具有对铜线进行加热处理的加热处理部件,该加热处理部件能够配置在比所述软化退火部件靠近铜线行进方向的上游侧的位置,将所述加热处理部件配置在比所述清洗部件靠近铜线行进方向的上游侧的位置。
另外,作为本发明的方式,所述清洗部件可以包括酸清洗部件和水清洗部件,作为所述镀前处理部件,所述加热处理部件、所述酸清洗部件、所述水清洗部件和所述软化退火部件沿着铜线行进方向按照所述加热处理部件、所述酸清洗部件、所述水清洗部件和所述软化退火部件的顺序配置。
另外,作为本发明的方式,铜线能够使用如下尺寸的平角铜线:该平角铜线的在与长度方向正交的正交截面上的宽度在0.8~10mm的范围内,厚度在0.05~0.5mm的范围内,铜线的行进速度设定为约4.0m/min,在所述酸清洗部件中的酸清洗时间设定为约12.8秒。并且,在水清洗部件中的水清洗时间设定为约13.5秒。
另外,作为本发明的方式,能够由纯铜系材料形成所述铜线,在比所述卷取部件靠近铜线行进方向的上游侧的位置具有铜线输送辅助部件,该铜线输送辅助部件用于对所述卷取部件卷取铜线进行辅助。
另外,作为本发明的方式,所述铜线输送辅助部件配置在比所述软化退火部件靠近铜线行进方向的上游侧的位置。
另外,作为本发明的方式,所述铜线输送辅助部件可以配置在比铜线行进方向上的所述清洗部件靠近铜线行进方向的下游侧的位置。
另外,作为本发明的方式,所述镀部件包括储存有熔融焊锡镀液的熔融焊锡镀槽,在所述熔融焊锡镀槽的内部具有方向转换辊,该方向转换辊用于对铜线的行进方向进行转换,而且,该方向转换辊包括槽中方向转换辊,所述槽中方向转换辊在通过所述熔融焊锡镀槽前和通过所述熔融焊锡镀槽后对铜线的行进方向进行转换,所述槽中方向转换辊包括所述铜线输送辅助部件。
另外,作为本发明的方式,能够由纯铜系材料形成所述铜线,所述镀部件包括储存有熔融焊锡镀液的熔融焊锡镀槽,在所述熔融焊锡镀槽的上方具有方向转换辊,该方向转换辊用于对铜线的行进方向进行转换,而且,该方向转换辊包括槽上方向转换辊,所述槽上方向转换辊将通过所述熔融焊锡镀槽后的铜线的行进方向向所述卷取部件的一侧转换,所述卷取部件中的用于架设铜线的固定辊中,配置于上游侧的固定辊包括卷取部件上游侧配置辊,该卷取部件上游侧配置辊将通过该槽上方向转换辊后的铜线向所述卷取部件的下游侧引导,所述槽上方向转换辊配置在比所述卷取部件上游侧配置辊的配置高度高的位置。
另外,作为本发明的方式,能够将所述槽上方向转换辊配置在距储存于所述熔融焊锡镀槽的熔融焊锡镀液的液面的高度为约3m的位置。
另外,作为本发明的方式,所述镀部件包括储存有熔融焊锡镀液的熔融焊锡镀槽,在所述熔融焊锡镀槽的内部具有用于对铜线的行进方向进行转换的方向转换辊,而且,该方向转换辊包括槽中方向转换辊,所述槽中方向转换辊在通过所述熔融焊锡镀槽前和通过所述熔融焊锡镀槽后对铜线的行进方向进行转换,所述槽中方向转换辊包括铜线输送辅助部件,该铜线输送辅助部件对所述卷取部件卷取铜线进行辅助。
另外,作为本发明的方式,能够由纯铜系材料形成所述铜线,在所述镀部件中,用薄镀层设定和厚镀层设定中的任一个设定进行,所述薄镀层设定为通过薄镀层镀铜线,所述厚镀层设定为比薄镀层设定时的镀层厚度厚的镀层厚度,所述薄镀层设定为在使铜线行进的速度为低速行进速度的条件下对铜线实施镀处理的设定,所述厚镀层设定为如下设定:在使铜线行进的速度为比所述低速行进速度高的速度即高速行进速度的条件下对铜线实施镀处理的设定,并且,在所述高速行进速度下基于焊锡温度和镀层厚度之间的预定的关系以与所述焊锡温度相对应的镀层厚度对铜线实施镀处理的设定。
另外,作为本发明的方式,能够在所述清洗部件和所述软化退火部件之间具有预加热部件,该预加热部件对要通过该软化退火部件之前的铜线进行加热,在所述镀部件时的设定为所述厚镀层设定的情况下,所述镀部件对通过所述预加热部件和所述软化退火部件后的铜线实施镀处理。
另外,本发明是经由对铜线进行镀前处理的镀前处理工序、对铜线的表面实施焊锡镀的镀工序、卷取对表面实施了镀处理的铜线的卷取工序而制造镀焊锡线的制造方法,其特征在于,在所述镀前处理工序中,进行使铜线软化退火而使铜线条件屈服强度降低的软化退火工序,所述卷取工序为以比条件屈服强度降低后的所述铜线的条件屈服强度低的卷取力进行卷取的工序,在进行所述卷取工序的期间内连续地进行所述软化退火工序和所述镀工序。
另外,作为本发明的方式,所述铜线能够使用由纯铜系材料形成的铜线,在所述软化退火工序中,从设在行进方向的下游侧的还原气体供给部向以行进方向的下游侧比行进方向的上游侧处于较低的位置的方式倾斜配置的软化退火炉供给用于对所述铜线的表面的氧化层进行还原的还原性气体,使所述软化退火炉的内部处于还原性气体环境,使所述铜线在该软化退火炉行进。
另外,作为本发明的方式,所述还原性气体能够由氮气和氢气的混合气体构成。
另外,作为本发明的方式,能够将所述氮气和所述氢气的体积比率设定为4:1。
另外,作为本发明的方式,能够在所述镀前处理工序中,在所述软化退火工序之前对铜线进行加热处理工序。
另外,作为本发明的方式,所述铜线能够使用由纯铜系材料形成的铜线,在所述镀前处理工序中,在所述软化退火工序之前进行清洗铜线的清洗工序。
另外,作为本发明的方式,能够在所述镀前处理工序中包含在所述软化退火工序之前对铜线进行加热处理的加热处理工序,在所述清洗工序之前进行所述加热处理工序。
另外,作为本发明的方式,所述清洗工序具有酸清洗工序和水清洗工序,在所述镀前处理工序中,以所述加热处理工序、所述酸清洗工序、所述水清洗工序和所述软化退火工序的顺序进行所述加热处理工序、所述酸清洗工序、所述水清洗工序和所述软化退火工序。
另外,作为本发明的方式,铜线能够使用如下尺寸的平角铜线:该平角铜线的在与长度方向正交的正交截面上的宽度在0.8~10mm的范围内,厚度在0.05~0.5mm的范围内,将铜线的行进速度设定为约4.0m/min,将所述酸清洗工序中的酸清洗时间设定为约12.8秒,并且,将水清洗工序中的水清洗时间设定为约13.5秒。
另外,作为本发明的方式,所述铜线能够使用由纯铜系材料形成的铜线,在进行所述卷取工序的期间内,进行对在该卷取工序中卷取铜线实施辅助的铜线输送辅助工序。
另外,作为本发明的方式,所述铜线能够使用由纯铜系材料形成的铜线,在所述镀工序后利用槽上方向转换辊将通过所述熔融焊锡镀槽后的铜线的行进方向向卷取部件上游侧配置辊的一侧进行方向转换,该槽上方向转换辊处于所述熔融焊锡镀槽的上方,配置在所述卷取部件的上游侧,且配置在比卷取部件上游侧配置辊的配置高度高的位置,该卷取部件上游侧配置辊用于将通过该槽上方向转换辊后的铜线向所述卷取部件的下游侧引导。
另外,作为本发明的方式,能够由纯铜系材料形成所述铜线,在所述镀工序中,用通过薄镀层镀铜线的薄镀层设定、作为比薄镀层设定时的镀层厚度厚的镀层厚度的厚镀层设定中的任一个设定进行,所述薄镀层设定为在使铜线行进的速度为低速行进速度的条件下对铜线实施镀处理的设定,所述厚镀层设定为如下设定:在使铜线行进的速度为比所述低速行进速度高的速度即高速行进速度的条件下对铜线实施镀处理的设定,并且,在所述高速行进速度下基于焊锡温度和镀层厚度之间的预定的关系以与所述焊锡温度相对应的镀层厚度对铜线实施镀处理的设定。
另外,作为本发明的方式,能够将所述低速行进速度设定为约4m/min左右,将高速行进速度设定为约13m/min左右。
另外,作为本发明的方式,能够在所述高速行进速度中,将所述焊锡温度设定为约240℃左右。
另外,作为本发明的方式,能够在以所述厚镀层设定进行所述镀工序时,在所述清洗工序和所述软化退火工序之间进行加热要进行该软化退火工序之前的铜线的预加热工序,在所述预加热工序后对已进行了所述软化退火工序的铜线进行所述镀工序。
发明的效果
采用本发明,能够提供镀焊锡线的制造方法和制造装置,该镀焊锡线的制造方法和制造装置能够获得所期望品质的0.2%条件屈服强度值充分地降低后的镀线,通过稳定地获得这种镀线,能够提高产品成品率,还能够提高制造效率。
附图说明
图1是镀焊锡线的制造装置的概略图。
图2是软化退火炉的说明图。
图3是骨架横穿方式卷取机的说明图。
图4是表示加热处理温度为100℃时的软化退火炉中的软化退火温度与0.2%条件屈服强度值的关系的图表。
图5是表示加热处理温度与0.2%条件屈服强度值的关系的图表。
图6是表示在软化退火工序中分别使用含氢还原气体和不含氢还原气体的情况下的被镀线的0.2%条件屈服强度值的图表。
图7是表示还原气体的氢混合比与0.2%条件屈服强度值的关系的图表。
图8是表示其他实施方式的镀焊锡线的制造装置的局部概略图。
图9是表示其他实施方式的镀焊锡线的制造装置的局部概略图。
图10是清洗装置的概略图。
图11是表示与对应于输送绞盘和槽中方向转换辊的设置方式的镀线的0.2%条件屈服强度值的关系的图表。
图12是表示其他实施方式的镀焊锡线的制造装置的局部概略图。
图13是镀焊锡线的制造装置的运行说明图。
图14是在镀槽上辊配置高度验证实验中使用的制造装置的概略图。
图15是表示镀焊锡线的制造装置的实验结果的图表。
图16是表示以往的镀焊锡线的制造装置的局部概略图。
图17是表示其他实施方式的镀焊锡线的制造装置的局部概略图。
具体实施方式
下面使用附图对本发明的一种具体实施方式进行说明。
如图1所示,本实施方式的镀焊锡线的制造装置10包括对被镀线1a进行镀前处理的镀前处理部件2、对被镀线1a的表面实施焊锡镀的镀部件61,和用于卷取对表面实施了镀处理的镀线1b的卷取部件71。
使用平角铜线作为被镀线1a,该平角铜线利用另外设置的平角线制造机(未图示)将无氧铜(OFC)轧制成厚度为0.05~0.5mm、宽度为0.8~10mm而成的,更优选轧制成厚度为0.08~0.24mm、宽度为1~2mm而成的。
所述镀前处理部件2主要包括供给器12、加热处理炉22、酸清洗槽31、超声波水清洗槽41和软化退火炉51。
供给器12通过使其滚筒旋转而将卷绕于滚筒的被镀线1a依次松开并且向制造生产线供给。供给器12也可以根据需要是带有张力调节功能的结构,还可以是以通常的横向抽出方式进行抽出的结构。
加热处理炉22的结构与后述的软化退火炉51大致相同,构成为相比于厚度方向,在行进方向的长度较长的长方体形状的外观形状。加热处理炉22沿着行进方向以行进方向的下游侧端部处于比上游侧端部低的位置的方式进行倾斜配置。加热处理炉22的内部为200℃的设定温度的蒸气环境。
另外,在相对于加热处理炉22处于行进方向的下游侧的位置设置有用于对通过了加热处理炉22内部的被镀线1a进行冷却的冷却水槽23。加热处理炉22的下游侧端部和冷却水槽23由引导至冷却水槽23的连结管24彼此连结,以使从加热处理炉22导出的被镀线1a不与空气接触。
作为清洗部件30的酸清洗槽31用于储存对被镀线1a的表面进行酸清洗的磷酸系清洗液32。
在作为清洗部件30的超声波水清洗槽41中储存有水43,该水43用于采用另外设置的超声波水清洗机来对附着在被镀线1a的表面的水溶性润滑剂、其他杂质进行清洗。在超声波水清洗槽41的底面,沿着被镀线1a的行进方向配置有用于构成超声波水清洗机42的一部分的超声波振动板42a。此外,在超声波水清洗槽41的上方设置有从被镀线1a的行进的轨道上的侧方朝着被镀线1a吹空气的空气吹扫装置45。
如图2所示,所述软化退火炉51以行进方向的下游侧端部逐渐比行进方向的上游侧端部处于较低位置的方式倾斜配置。所述软化退火炉51包括:软化退火炉主体52、管状的鞘管53和加热器54,所述软化退火炉主体52由与加热处理炉22同样地呈长方体形状构成;所述鞘管53以贯穿该软化退火炉主体52的方式配置,具有允许被镀线1a插入的内径;所述加热器54对软化退火炉主体52的内部进行加热。
鞘管53在软化退火炉主体52的内部空间沿着行进方向配置,自软化退火炉主体52的长度方向(行进方向)的两端部、即长度方向的上端部和下端部突出。在鞘管53的自软化退火炉主体52的上端部突出的鞘管上侧突出部分55的上端形成有上端开口部55u。
上端开口部55u允许被镀线1a向鞘管53的内部导入,并且如后所述,用于将填充到鞘管53的内部的还原气体G排出。在鞘管53的自软化退火炉主体52的下端部突出的鞘管下侧突出部分56的下端形成有下端开口部55d。
下端开口部55d允许被镀线1a自鞘管53导出。鞘管下侧突出部分56与连结管55串联连结。并且,在鞘管下侧突出部分56的中途部分构成有分支部分,将该分支部分构成为用于向鞘管53的内部供给还原气体G的还原气体供给部57。
此外,虽未图示,但在还原气体供给部57上设置由压力调节阀、压力计等,该还原气体供给部57能够根据所述软化退火炉51的内部的还原气体G的浓度调节还原气体G的流入量。
通过从还原气体供给部57使还原气体G流入鞘管53的内部,而使鞘管53的内部为还原气体环境。
加热器54具有多个构成为直线的棒状的加热器,以在软化退火炉主体52的内部空间距着鞘管53相对的方式配置在相对于鞘管53的上方侧空间和下方侧空间。加热器54沿着相当于与被镀线1a的行进方向正交的方向设置,详细而言,相当于从正面看图2的纸面时与图2的纸面垂直的方向,多根加热器54分别在上方侧空间和下方侧空间中沿着行进方向每隔预定间距并列配置。
软化退火炉51的内部利用加热器54设定为800℃或者800℃以上的温度设定。
通过将鞘管下侧突出部分56与连结管55串联连结,通过了软化退火炉51的被镀线1能够以不与空气接触的方式行进,直至浸入熔融焊锡镀液63中。
镀部件61包括储存有熔融焊锡镀液63的熔融焊锡镀槽62,熔融焊锡镀液63使用设定温度为260℃的熔融锡(Sn-3.0Ag-0.5Cu)。
在熔融焊锡镀槽62的内部,配置有槽中方向转换辊64,该槽中方向转换辊64用于将在表面附着有熔融焊锡镀液63的镀线1b的行进方向转换成铅垂上方。
并且,在槽中方向转换辊64的铅垂上方具有槽上方向转换辊65,该槽上方向转换辊65用于使镀线1b从向铅垂上方的行进方向转换成朝向卷取部件71的方向。
槽中方向转换辊64和槽上方向转换辊65包括直径比通常的φ20mm左右的辊大的例如φ100mm左右的辊。并且,槽中方向转换辊64和槽上方向转换辊65利用分别设置的未图示的驱动电动机以与卷取部件71所具有的后述的张力调节辊74、骨架76的旋转速度大致相同的旋转速度自我积极地主动旋转,以与卷取部件71的卷取速度同步的方式进行镀线1b的方向转换。
接着,对于卷取部件71进行说明。
卷取部件71包括卷取张力调节机72和骨架横穿方式卷取机75。
卷取张力调节机72具有根据对架设于固定辊73的镀线1b施加的张力沿着上下方向可移动地来调节张力的情况的张力调节辊74。虽未图示,但还包括对所架设的镀线1b的张力进行检测的张力检测传感器,根据该张力检测传感器检测的张力以使张力稳定的方式控制的控制部,基于控制部的指令使张力调节辊74可移动的辊可动机。
如图3中的(a)所示,骨架横穿方式卷取机75包括骨架76、电动机77和传递部件78,该骨架76构成为相比于镀线1b的宽度宽,该电动机77使该骨架76沿着该骨架76的轴向摇动,该传递部件78为将电动机77的驱动传递的滚珠丝杆等。并且,骨架横穿方式卷取机75包括对骨架76的卷取力进行检测的卷取力检测传感器79,根据由该卷取张力检测传感器79检测的卷取力以使该张力稳定的方式控制的控制部81,基于控制部81的指令而使骨架76旋转的电动机82。
这样构成的镀焊锡线的制造装置10从被镀线1a和镀线1b的行进方向的上游侧按照下述顺序串联一连串地配置:作为镀前处理部件2的供给器12、加热处理炉22、酸清洗槽31、超声波水清洗槽41、软化退火炉51,作为镀部件61的熔融焊锡镀槽62,卷取部件71。
并且,镀焊锡线的制造装置10为如下结构:在实施镀处理之前使被镀线1a的0.2%条件屈服强度值降低,之后,对该降低条件屈服强度后的被镀线1a实施镀处理,在进行上述工序期间,以比该镀线1b的条件屈服强度低的卷取力利用所述卷取部件71卷取已实施了镀处理的被镀线1a。
具体而言,作为卷取部件71,采用上述的卷取张力调节机72和骨架横穿方式卷取机75,并且,设置有对卷取部件71的卷取进行辅助的第1输送绞盘91和第2输送绞盘92。第1输送绞盘91和第2输送绞盘92均以对降低条件屈服强度前的被镀线1a的行进进行输送辅助的方式设置在软化退火炉51的上游侧。
详细而言,第1输送绞盘91设置在加热处理炉22和酸清洗槽31之间,并且,第2输送绞盘92设置在超声波水清洗槽41和软化退火炉51之间。
此外,镀线1b的卷取速度过慢或过快时,对镀线1b施加的负荷变大。特别是,卷取速度过快时,也产生线晃动这样的问题,因此,在第1输送绞盘91和第2输送绞盘92中,以比卷取部件71中的卷取速度稍快的速度,例如,以比卷取速度快+1m/min左右的输送速度将被镀线1a和镀线1b向下游侧输送出。
另外,在卷取部件71中,在上述的卷取张力调节机72和骨架横穿方式卷取机75的附近适当地设置有用于架设镀线1b的多个固定辊73。
将配置在卷取部件71中的多个固定辊73中的设置在最靠近行进方向上游侧的固定辊73设定为卷取部件上游侧配置辊73A。卷取部件上游侧配置辊73A是将镀线1b在卷取部件71的一侧开始架设的辊,该镀线1b利用槽上方向转换辊65进行方向转换后向卷取部件71的一侧行进来。
槽上方向转换辊65配置在比卷取部件上游侧配置辊73A高的位置。
接着,对镀焊锡线的制造方法进行说明。
镀焊锡线的制造方法是经由对被镀线1a进行镀前处理的镀前处理工序,对被镀线1a的表面实施焊锡镀的镀工序和对表面已实施了镀处理的镀线1b进行卷取的卷取工序来制造镀焊锡线的制造方法。
镀前处理工序是以加热处理工序、酸清洗工序、水清洗工序和软化退火工序的顺序进行的。
在加热处理工序中,通过使被镀线1a在处于蒸气环境的加热处理炉22的内部行进而对被镀线1a的表面进行蒸气清洗。利用该蒸气清洗,能够使附着在被镀线1a的表面的水溶性润滑剂和其他杂质以易于除去的方式从表面分离。
在加热处理工序中,将加热处理炉22内的退火温度设定为比通常的650℃左右的退火温度低的200℃,使设定为该较低温度的加热处理炉22内为蒸气环境,使被镀线1a行进而对被镀线1a进行水蒸气清洗。
在加热处理工序中,如上所述,除了对被镀线1a进行水蒸气清洗之外,也对被镀线1a进行退火从而进行条件屈服强度的降低。但是通过将加热处理工序的退火温度设定为例如200℃等的低温,对被镀线1a的条件屈服强度的降低程度进行抑制。
另外,通过加热处理炉22后的被镀线1a在通过连结管24后,在储存在冷却水槽23的内部的冷却水中行进,从而被冷却到预定的温度。
在酸清洗工序中,被镀线1a通过在储存在酸清洗槽31中的磷酸系的清洗液32中行进,对其表面进行酸清洗。
在水清洗工序中,在超声波水清洗槽41中对被镀线1a的表面进行超声波水清洗,除去已附着在该被镀线1a的表面的水溶性润滑剂、其他杂质。
软化退火工序是如下工序:使被镀线1a在内部为还原气体环境的软化退火炉51的内部行进,从而对该被镀线1a进行软化退火而使其降低条件屈服强度,并且对被镀线1a的表面的氧化层进行还原。
详细而言,如图2所示,在软化退火工序中,从设置于鞘管下侧突出部分56的还原气体供给部57向以行进方向的下游侧比行进方向的上游侧处于较低的位置的方式倾斜配置的软化退火炉51的鞘管53的内部供给例如将氢气混合于氮气而成的混合气体作为还原气体G,使鞘管53的内部预先处于还原性气体环境。并且,利用加热器54将软化退火炉主体52的内部空间加热到约800℃。
在处于这样的还原气体环境的鞘管53的内部中,将从上端开口部55u导入的被镀线1a朝向与还原气体G上升来的方向d1相反的方向即下方向D行进(参照图2中的局部放大图所示的箭头d1、箭头D)。
在接下来的镀工序中,被镀线1a在储存于熔融焊锡镀槽62的熔融焊锡镀液63中行进,从而使熔融锡附着在被镀线1a的表面。
从软化退火炉51的下端开口部55d导出的被镀线1a在连结管55的内部行进,以不与空气接触的方式被引导,直到浸入到熔融焊锡镀液63中。
熔融焊锡镀液63附着在浸入到熔融焊锡镀液63中的被镀线1a的表面,成为整个表面被熔融焊锡镀液63包覆的镀线1b。镀线1b在熔融焊锡镀槽62的内部行进的过程中,利用设置在熔融焊锡镀槽62中的槽中方向转换辊64在熔融焊锡镀槽62中行进的过程中向铅垂上方进行方向转换,从熔融焊锡镀槽62朝向铅垂上方导出。
镀线1b从熔融焊锡镀槽62导出之后,利用槽上方向转换辊65进行方向转换,向卷取部件71侧行进。
在卷取工序中,在对被镀线1a进行上述的镀前工序和镀工序期间,将经由了上述工序的镀线1b在卷取张力调节机72的张力调节辊74的控制下一边进行着镀线1b的张力调节一边整齐地卷绕在骨架横穿方式卷取机75所具有的骨架76上。
详细而言,如图3中的(a)和(b)所示,通过一边使骨架横穿方式卷取机75的骨架76绕轴线旋转一边向该骨架76的轴向摇动,从而能够将镀线1b以沿着骨架76的轴向并列卷绕并重叠成多层的方式进行卷取。
上述的镀焊锡线的制造装置10和制造方法能够获得以下所述的各种作用、效果。
镀焊锡线的制造装置10以从镀线1b的行进方向的上游侧向下游侧按照作为镀前处理部件2的供给器12、加热处理炉22、酸清洗槽31、超声波水清洗槽41、软化退火炉51,作为镀部件61的熔融焊锡镀槽62,卷取部件71的顺序一连串地配置。
通过这样将各部件一连串地配置,在制造过程中能够防止降低条件屈服强度后的镀线1b行进不必要的距离,能够降低行进过程中的镀线1b所受的负荷。
因而,能够获得所期望的品质的0.2%条件屈服强度值充分地降低后的镀线1b,通过稳定地获得这样的镀线1b,能够提高产品成品率,还能够提高制造效率。
另外,在镀焊锡线的制造方法中,连续地进行作为镀前处理工序的加热处理工序、酸清洗工序、水清洗工序、软化退火工序,镀处理工序和卷取工序各工序。
通过这样连续地进行各工序,例如,省却了每次经由预定的工序都需要中断镀线1b(被镀线1a)的行进,为进行下一个工序而使镀线1b(被镀线1a)转移到别的行进生产线这样的劳力和时间,因此,能够大幅度地缓和对镀线1b施加的负荷,能够稳定地获得所期望品质的镀线1b。
因而,能够获得所期望品质的0.2%条件屈服强度值充分地降低后的镀线1b,通过稳定地获得这样的镀线1b,能够提高产品成品率,还能够提高制造效率。
并且,由于能够高效地制造所期望品质的0.2%条件屈服强度值充分地降低后的镀线1b,所以能够实现大量生产适合于作为太阳能电池用引线的降低条件屈服强度的镀线1b。
另外,镀焊锡线的制造装置10是如下结构:将所述软化退火炉51以行进方向的下游侧比行进方向的上游侧处于较低的位置的方式倾斜配置,在所述软化退火炉51中的行进方向的下游侧设置有还原气体供给部57,该还原气体供给部57允许对鞘管53供给还原气体G,该鞘管53允许被镀线1a在插入到该鞘管53的内部的状态下进行行进。
镀焊锡线的制造方法是如下的制造方法:在软化退火工序中,在软化退火炉51的内部,通过被设于鞘管53的下端侧部分(下游侧部分)的还原气体供给部57而将还原气体G向鞘管53的内部供给,使处于还原气体环境的鞘管53的内部的被镀线1a从行进方向的上游侧朝向下游侧行进。
采用上述的镀焊锡线的制造装置10和制造方法,如图2所示,被镀线1a能够在处于还原气体环境的鞘管53的内部朝着与还原气体G上升来的方向d1相反的方向即下方向D行进。
由此,能够将在鞘管53的内部行进的被镀线1a积极地暴露于要上升的还原气体G环境,因此,能够高效地促进被镀线1a的表面的氧化层的还原和被镀线1a条件屈服强度的降低。
而且,在鞘管53的内部行进的被镀线1a的长度方向的靠近下端侧的部分(下游侧部分)能够通过还原气体供给部57而暴露于刚刚被新供给到鞘管53内部的还原气体G的环境(参照图2)。
即,在鞘管53的内部中,行进中的被镀线1a越接近还原气体供给部57越能够积极地促进被镀线1a的条件屈服强度的降低和表面的氧化层的还原,被镀线1a在通过还原气体供给部57直到自软化退火炉51导出的期间内能够在由加热器54进行加热的条件下可靠地进行被镀线1a的条件屈服强度的降低和表面的氧化层的还原。
另外,这样能够可靠地且高效地对被镀线1a进行条件屈服强度的降低和表面的氧化层的还原,因此,能够实现在软化退火炉51的内部行进的被镀线1a的行进距离的缩短化,并且,也能够实现被镀线1a的行进速度的提高。
并且,在镀前处理工序中,这样使用软化退火炉51在软化退火工序同时地对被镀线1a进行条件屈服强度的降低和表面的氧化层的除去,与以分别独立的工序串联进行还原在被镀线1a的表面所具有的氧化膜的还原工序和被镀线1a的软化退火的软化退火工序相比,能够实现被镀线1a的行进距离的缩短化。
因而,能够减小对条件屈服强度降低后的被镀线1a施加的负荷,能够制造高品质的镀焊锡线1b。
另外,在软化退火工序之前进行的加热处理工序中,在加热处理炉22中,能够利用加热除去已附着在被镀线1a的表面的附着物。例如,附着物为油等液状附着物情况下,能够进行气化。这样无论附着物为固体形状、液状这样的任何性质和状态,该附着物都能够从被镀线1a的表面除去。
特别是,由于加热处理工序在酸清洗工序之前进行,被镀线1a在加热处理工序中预先加热,酸清洗工序中对已加热了的状态的被镀线1a进行酸清洗,因此能够进一步地提高酸清洗效果。
并且,在加热处理炉22中,也能够利用加热温度获得对被镀线1a的退火效果。
但是,采用上述的镀焊锡线的制造装置10和制造方法,在加热处理工序中,配置于软化退火炉51的上游侧的加热处理炉22中未完全地使被镀线1a软化退火而降低成0.2%条件屈服强度值的预定的值,停留于轻度的软化退火。并且,在加热处理工序后的清洗工序中,对被镀线1a完成所需的清洗,之后,在镀工序之前进行的软化退火工序中,对被镀线1a进行软化退火直到0.2%条件屈服强度值降低成预定的值。
由此,不需要对降低条件屈服强度后的被镀线1a进行清洗工序,因此,能够减轻对被镀线1a施加的负荷。
详细而言,在通常的加热处理炉中进行退火时的设定温度为约650℃,相对于此,加热处理炉22如上述那样处于设定为例如约200℃这样的低温的蒸气环境。
并且,通常的软化退火炉中的温度设定为约530℃,相对于此,软化退火炉51如上述那样设定为例如约800℃这样的高温。
由此,在加热处理工序中,抑制被镀线1a的条件屈服强度的降低,在随后的酸清洗、超声波水清洗这样的清洗工序后进行的软化退火工序中,使用软化退火炉51对被镀线1a进行条件屈服强度的降低,直到0.2%条件屈服强度值降低成预定的值。
由此,通过对降低条件屈服强度之前的被镀线1a进行酸清洗、超声波水清洗,例如,相比于以往那样对降低条件屈服强度后的被镀线1a进行所述工序的情况相比,能够减轻对被镀线1a施加的负荷的影响,相应地能够实现镀线1b的品质提高。
此外,由于加热处理炉22中的内部处于蒸气环境,因此,不但能够利用加热温度进行被镀线1a的软化退火,也能够期待蒸气的清洗效果。由此,在加热处理炉22中,对被镀线1a进行蒸气清洗的同时,能够利用蒸气进行表层化以使附着在被镀线1a的表面的附着物易于除去,因此,在随后进行的酸清洗工序和水清洗工序中,能够可靠地除去已附着在被镀线1a的表面的水溶性润滑剂和其他杂质。
由此,能够制造由均匀的镀层厚度所包覆的高品质镀线1b。
以下,对效果确认实验进行说明。
(效果确认实验)
首先,对作为与加热处理工序和软化退火工序相关的效果确认实验进行的退火效果确认实验A、B这两个实验进行说明。
(退火效果确认实验A)
在退火效果确认实验A中,在加热处理温度为100度这样较低的温度设定的条件下进行加热处理工序,之后,在软化退火工序中,在各种退火温度的条件下进行了软化退火。在该情况下,退火温度的设定与卷取工序后的铜线的低条件屈服强度值之间的关系已清楚,基于该关系,对为了获得所期望的低条件屈服强度值而在软化退火工序中应该设定的退火温度进行确认。
此外,使用上述的制造装置10在表1所示的实验条件下进行了退火效果确认实验A。
【表1】
实验条件
被镀线(使用铜线)…OFC、平角线(0.2×0.1mm)
加热处理温度…100℃
焊锡温度…260℃
线速度…16m/min
卷取力…2.8N
另外,将退火效果确认实验A的结果表示在表2和图4中。
【表2】
在此,表2表示如下结果:在软化退火炉51中在各个预定的退火温度的设定的条件下对被镀线进行退火,对在卷取工序中卷取后的镀线1b的拉伸特性之一的0.2%条件屈服强度值进行测量。图4是基于表2所表示的将卷取后的镀线1b的0.2%条件屈服强度值与软化退火温度之间的关系进行图表化而成的图。
结果如表2和图4所示,在加热处理工序中的加热处理温度为100度这样较低的温度的条件下进行了加热处理工序的情况下,软化退火工序中的退火温度例如为550℃左右较低的温度的情况下,呈现出下述结果,对被镀线1a进行的退火不充分、0.2%条件屈服强度值结果为较高的值。
不过,能够确认到:即使加热处理工序中的加热处理温度为100度这样较低的温度,只要软化退火工序中的退火温度为800℃~900℃,就也能够将卷取后的镀线1b的0.2%条件屈服强度值可靠地限制在55MPa以下这样的所期望的低条件屈服强度值。
(退火效果确认实验B)
在退火效果确认实验B中,在各种加热处理温度的条件下进行加热处理工序,使加热处理工序后的被镀线1a的0.2%条件屈服强度值与加热处理温度之间的关系更清楚,并且,在850℃这样的恒定的退火温度的设定的条件下对上述被镀线1a进行软化退火工序,使软化退火工序后的0.2%条件屈服强度值与加热处理温度之间的关系更清楚。
此外,使用上述制造装置10在表3所示的实验条件下进行了本效果确认实验B。
【表3】
实验条件
被镀线(使用铜线)…OFC、平角线(0.2×0.1mm)
软化退火温度…850℃
焊锡温度…260℃
线速度…16m/min
卷取力…2.8N
将退火效果确认实验B的结果表示在表4和图5中。
【表4】
(a)通过加热处理炉后
加热处理温度 | ℃ | 100 | 200 | 300 | 400 | 500 | 600 |
拉伸特性:0.2%条件屈服强度值 | MPa | 440 | 124 | 115 | 100 | 66 | 43 |
(b)通过加热处理炉、软化退火炉后
加热处理温度 | ℃ | 100 | 200 | 300 | 400 | 500 | 600 |
软化退火温度 | ℃ | 850 | 850 | 850 | 850 | 850 | 850 |
拉伸特性:0.2%条件屈服强度值 | MPa | 55 | 55 | 54 | 54 | 52 | 56 |
在此,表4中的(a)表示如下结果:在加热处理工序中对被镀线1a进行加热处理,在预定的加热处理温度的各个设定下对进行软化退火工序前的被镀线1a的0.2%条件屈服强度值进行了测量的结果。
表4中的(b)表示如下结果:在上述的预定的加热处理温度的各个设定下,在软化退火工序中在退火温度为850度这样的共通的设定的条件下对进行了加热处理工序的各被镀线1a进行退火,对卷取后的镀焊锡线1b的0.2%条件屈服强度值进行了测量的结果。
图5是将通过加热处理炉22后的被镀线1a的0.2%条件屈服强度值与加热处理炉温度之间的关系基于表4中的(a)所示的结果进行描绘的同时,也将通过软化退火炉后的被镀线1a的0.2%条件屈服强度值与退火温度之间的关系基于4中的(b)所示的结果一起进行描绘而成的。
如表4中(a)、(b)和图5所示,在加热处理工序中加热处理温度较低时,退火效果较小,0.2%条件屈服强度值未降低。不过,在软化退火工序中退火效果相应地变大,能够使0.2%条件屈服强度值降低。
另一方面,只要加热处理工序中的加热处理温度较高,则也能够在该加热处理工序中充分地获得退火效果,相应地软化退火工序中的退火效果变小。
即,能够确认到:无论加热处理工序中的加热处理温度如何,通过将软化退火工序中的退火温度设定为850℃这样的高温,能够将0.2%条件屈服强度值可靠地降低到大致55Mpa以下这样的较低的值。
这样,得到如下结果:无论加热处理工序中的加热处理温度如何,在加热处理工序后进行的软化退火工序中退火温度为850℃,从而能够使进行软化退火工序的被镀线1a的条件屈服强度充分地降低。根据该结果也可以说明:相反地从加热处理工序这方面看来,不必一定要将加热处理温度设定得较高,而能够根据目的任意地设定。
详细而言,在加热处理工序中,通过将加热处理温度设定为例如100~300度左右的低温,能够抑制加热处理炉22中的被镀线1a的条件屈服强度的降低。由此,能够确认到:即使在加热处理工序后且在软化退火工序前进行的清洗工序中对被镀线1a施加负荷,也能够在加热处理工序中将被镀线1a的条件屈服强度降低成不会意外地伸长、断裂那样的程度。
在加热处理工序中,在将加热处理温度设定为例如100度~300左右的情况下,也能够在加热处理工序中一定程度地促进被镀线1a的条件屈服强度的降低。
即,在加热处理工序中,通过将加热处理温度设定为例如100~300度,使加热处理工序除了能够起到使被镀线1a条件屈服强度降低的作用之外,也能够起到作为预备退火的功能,在软化退火工序中,能够缩短使被镀线1a条件屈服强度充分地降低到约55MPa以下这样的水平而进行的正式的退火所要的退火时间。
因此,为了提高太阳能电池用镀焊锡线的生产率而提高被镀线1a的线速度的情况下,即使不使软化退火炉51的长度纵长地构成等,也能够顺畅地应对线速度的提高的要求。
接着,在软化退火工序中,向软化退火炉51内部供给的还原气体G中含有的氢气的浓度的不同对0.2%条件屈服强度值产生的影响,为了验证上述影响,进行了退火炉氢浓度验证实验A和退火炉氢浓度验证实验B这两个实验。
(退火炉氢浓度验证实验A)
在退火炉氢浓度验证实验A中,采用作为待试验体的本发明例的镀线1b和比较例的镀线经由上述的制造工序而制作成。
本发明例的镀线1b与比较例的镀线是分别制作而成的,两者的工序除软化退火工序不同之外,其他的工序全部相同。
在为了制作本发明例的镀线1b和比较例的镀线而进行的软化退火工序中,都使软化退火炉51的内部处于还原性气体环境,但还原气体G的成分不同。
即,制作比较例的镀线时的还原气体G仅由氮气构成,而制作本发明例的镀线1b时的还原气体G为氮气与氢气的混合气体。
此外,在本实验中,在制造本发明例的镀线1b和比较例的镀线时,作为被镀线1a采用无氧铜(OFC),被镀线1a的尺寸为0.16×2mm,加热处理炉22的温度设定为200℃,第1输送绞盘91和第2输送绞盘92中的各卷取线速度为+1m/min来进行卷取。
另外,在制造上述镀线1b时,在软化退火工序之前对被镀线1a进行酸清洗工序和超声波水清洗工序。此外,在酸清洗工序中,磷酸系的清洗液的温度设定为50℃。在镀工序中,熔融焊锡镀液63的温度设定为260℃,作为熔融焊锡镀液63,使用熔融锡(Sn-3.0Ag-0.5Cu)。另外,卷取部件71为不具备卷取张力调节机72而由骨架横穿方式卷取机75直接卷取的结构。
对于本发明例的镀线1b和比较例的镀线,分别在上述设定的条件下,制作了镀层厚度各为20μm、30μm、40μm这3种,分别对0.2%条件屈服强度值进行比较,结果如图6所示的图表。
如图6的图表所示,在镀层厚度为20μm、30μm、40μm的任一情况中,本发明例的镀线1b与比较例的镀线相比,0.2%条件屈服强度值都较低。其中,能够确认到:镀层厚度为40μm时,本发明例的镀线1b与比较例的镀线相比,0.2%条件屈服强度值的降低率最高。
因而,能够确认到:在退火工序中,通过使被镀线1a在处于含有氢气的还原性气体环境的软化退火炉51的内部行进,更高效地促进被镀线1a的条件屈服强度的降低。
(退火炉氢浓度验证实验B)
在退火炉氢浓度验证实验B中,从还原气体供给部57向软化退火炉51的内部供给的还原气体G为至少含有氮的氢的混合气体,使用上述的制造装置10在表5所示的实验条件下进行了验证试验,以验证以氢气占混合气体的体积比率表示的混合率的不同对镀线1b(被镀线1a)的0.2%条件屈服强度值产生的影响。
【表5】
实验条件
被镀线(使用铜线)…OFC、平角线(0.16×2.0mm)
加热处理温度…250℃
软化退火温度…850℃
还原环境气体的混合比率H2/(H2+N2)[%]
焊锡温度…260℃
线速度…14m/min
卷取力…2.8N
将退火炉氢浓度验证实验B的结果表示在表6和图7中。
表6
混合比率H2/(H2+N2) | % | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 |
外观 | OK | OK | OK | OK | OK | OK | |
拉伸特性:0.2%条件屈服强度 | Mpa | 56 | 55 | 53 | 53 | 53 | 52 |
在此,表6表示如下结果:在氢气至少占由氮气构成的还原气体的混合比率为0、10、20、30、40、50%各个设定的情况下,测量了以4.0l/min的流量将还原气体向软化退火炉51的内部供给并进行退火工序的情况下的卷取工序后的镀线1b的0.2%条件屈服强度值。
图7是基于表6将氢气占作为还原气体的混合气体的混合率和卷取工序后的镀焊锡线1b的0.2%条件屈服强度值之间的关系描绘而成的图表。
从如图7和表6所示的结果,能够确认到:随着氢气混合比率的提高,0.2%条件屈服强度值相等、或者变低。从该点能够确认到:呈现出氢气混合比率越高、0.2%条件屈服强度值至少具有变低的倾向。
由此,能够确认到:氢气不限于对被镀线1a的表面的氧化膜进行还原这样的效果,还能够使0.2%条件屈服强度值与还原气体中的氢气的浓度相对应地降低这样的效果的程度得到提高。
并且,基于还原气体中的氢气的浓度与镀焊锡线1b的0.2%条件屈服强度值之间的如图7所示那样的关系,能够看出通过对氢气相对于还原气体的浓度进行控制,能够控制被镀线1a条件屈服强度的降低程度这样的可能性。
另外,本发明的镀焊锡线的制造装置和镀焊锡线的制造方法不限于上述的镀焊锡线的制造装置10和镀焊锡线的制造方法的构成,能够以各种构成来构成。
例如,如图8中的(a)和(b)所示,在其他实施方式的制造装置10A中能够在超声波水清洗槽41和软化退火炉51之间设有预加热炉51P。
如图8中的(b)所示,预加热炉51P专门构成为即使在被镀线1a的行进时间和行进距离较短的情况下也能够急剧地提高被镀线1a的温度的构造。
具体而言,预加热炉51P在预加热炉主体52P上设置有鞘管53L。该鞘管53L是沿着被镀线1a的行进方向构成为直线状的中空管,该鞘管53L为如下配置方式:在被镀线1a通过预加热炉51P和软化退火炉51时,该鞘管53L以该被镀线1a不与空气接触而氧化的方式与预加热炉主体52P和软化退火炉主体52的内部分别连通。
在预加热炉51P的内部,与软化退火炉51同样,在预加热炉主体52P的内部,沿着鞘管53L的长度方向设置有多根加热器54P,但以比在软化退火炉51中配置的加热器54的配置间距小的间距配置。此外,加热器54P不限于其配置数量比软化退火炉51的加热器54P的数量增多,也可以提高功率量(瓦特数)等。
由此,即使加快线速度使被镀线1a行进,作为在软化退火工序之前的预加热工序,也能够用预加热炉51P加热被镀线1a,将加热完成状态的被镀线1a向软化退火炉51供给。
由此,与被镀线1a的线速度的高速化相对应,在软化退火工序中,能够可靠地而且充分地使被镀线1a处于条件屈服强度降低后的状态。
另外,在鞘管53L的处于软化退火炉51和预加热炉51P之间的部分,构成有还原气体预供给部57P,该还原气体预供给部57P用于向鞘管53L的长度方向上的与预加热炉51P相当的部分供给还原气体。
在上述的还原气体供给部57中,作为还原气体G的氢和氮的混合气体向鞘管53L供给,鞘管53L的与软化退火炉51相当的内部空间处于混合气体环境,但在还原气体预供给部57P中,将作为还原气体G的氮气或者水蒸气气体(蒸汽气体)向鞘管53L的与预加热炉51P相当的内部空间供给,使该内部空间处于氮气环境或者水蒸气气体环境。
由此,能够防止在通过预加热炉51P时被镀线1a的表面氧化,并且,在预加热炉51P中,不使用氢气作为还原气体G,使用氮气或者水蒸气气体是安全的,而且容易进行气体的处理。
具体地描述为,在被镀线1a的行进时的线速度为通常设定的4m/min的情况下,如表7中(a)所示,能够确认到:在任一个的平角尺寸、温度设定中,在通过镀工序后,镀线1b的0.2%条件屈服强度值也可以低至45Mpa以下的值。
【表7】
(a)线速度:4/min
其他条件 退火炉温度100℃ 还原炉800℃
(b)线速度:13/min
其他条件 退火炉温度100°C 还原炉850°C
※外观粗糙(在平角平面部产生麻点)
此外,表7中的(a)是如下内容的表:将尺寸为0.2mm×1.0mm、0.16mm×2.0mm、0.2mm×2.0mm这3种的平角线用作被镀线1a,对于各上述被镀线1a,在线速度为4m/min、焊锡温度分别设定为240℃、260℃、280℃这3种的条件下制作镀线1b时的0.2%条件屈服强度值与镀层厚度的值。
相对于此,被镀线1a的行进时的线速度为高速设定即13m/min的情况下,如表7中的(b)所示,在任一平角尺寸、温度设定中,镀线1b的0.2%条件屈服强度值也在大部分的设定中为50Mpa以上的值,与线速度为4m/min即通常设定的情况相比,为较高的值。
其原因在于,产生了如下事态:将被镀线1a的线速度设定为高速,使在软化退火炉51中的被镀线1a的条件屈服强度充分地降低之前,被镀线1a就已经通过了软化退火炉51,从而做成了条件屈服强度未充分降低的镀线1b。
此外,表7中的(b)是如下内容的表:表示在将线速度设为13m/min的高速设定、将平角尺寸、焊锡温度设为与表7中的(a)同样的设定的条件下制作镀线1b时的0.2%条件屈服强度值与镀层厚度的值。
即,在将被镀线1a的线速度单纯地设定为高速的情况下,条件屈服强度无法实现充分地降低,存在无法应对线速度的高速化的问题。
相对于此,上述的制造装置10A是在软化退火炉51和超声波水清洗槽41之间设有预加热炉51P的结构。
利用预加热炉51P,能够在被镀线1a向软化退火炉51供给之前将该被镀线1a在短时间加热而使被镀线1a成为高温,能够将该高温化后的状态的被镀线1a向软化退火炉51供给。
由此,即使是在将线速度设为所述高速行进速度、使被镀线1a高速通过软化退火炉51的情况下,也能够在所述软化退火工序中使被镀线1a条件屈服强度可靠地降低。
具体而言,如上所述,通过设置预加热炉51P来进行预加热工序,即使线速度为13m/min这样的高速设定,也能够使被镀线1a的0.2%条件屈服强度值降低到与线速度为4m/min即通常设定的情况相同的程度,因此,能够以优异的生产效率获得0.2%条件屈服强度值较低的高品质的镀线1b。
并且,即使被镀线1a以线速度为13m/min这样的高速设定行进,也能够在软化退火炉51中对被镀线1a的表面的氧化层可靠地进行还原处理。
如上所述,设置在软化退火炉51的上游侧附近的预加热炉51P是专门用于被镀线1a的加热性能的结构,内部处于供给了氮气或者水蒸气气体的安全且易于处理的气体环境。因此,作为在软化退火炉51中确保软化退火时间的部件,例如,与仅将软化退火炉51形成为纵长化的结构相比,无需增大设置空间和成本,就能够通过灵活运用现有设备进行设计变更程度的简易的结构的追加来应对线速度的高速化。
另外,作为其他实施方式,加热处理炉22不是必须的结构,作为其他实施方式的制造装置,如图9中的(a)所示,也可以构成为在行进方向上的供给器12和酸清洗槽31之间未设置有加热处理炉22。另外,加热处理炉22不限于设置在行进方向上的供给器12和酸清洗槽31之间,也可以设置在其他的比软化退火炉51靠近上游侧的位置。
例如,也可以是如下结构:不将加热处理炉22设置在酸清洗槽31的上游侧,仅设置上述的预加热炉51P,使用水蒸气气体作为向预加热炉51P的内部供给的还原气体。
采用该结构,预加热炉51P,除了具有如上所述的在软化退火炉51之前进行预加热这样的功能之外,还具有由上述加热处理炉22所进行的功能。
由此,不单能够实现设备成本的降低,还能够进一步实现被镀线1a的行进距离的缩短,能够生产0.2%条件屈服强度值较低的高品质的镀线1b。
此外,如上所述,软化退火炉51的内部处于还原气体环境,该还原气体G不限于如上所述的氮气或者氮气和氢气的混合气体,也可以含有其他成分。另外,也可以由氮气、氢气以外的还原气体构成。
另外,通过将清洗部件30配置在比软化退火炉51靠近行进方向的上游侧的位置,能够利用清洗部件30对利用软化退火炉51降低条件屈服强度之前的被镀线1a进行清洗。由此,与利用清洗部件30对利用软化退火炉51降低条件屈服强度后的被镀线1a进行清洗的情况相比,能够减轻对被镀线1a施加的负荷。
因而,能够获所期望的品质的0.2%条件屈服强度值充分地降低后的镀线1b,特别是能够获得适于用作太阳能电池用镀焊锡线的镀线1b。
并且,与利用清洗部件30对利用软化退火炉51降低条件屈服强度后的被镀线1a进行清洗的情况相比,这样设置能够减轻对被镀线1a施加的负荷,因此,能够减少为减轻被镀线1a的行进时负荷的输送绞盘的设置数量,也无需将线速度过分地降低。
因而,在结构方面,控制方面,还有条件设定方面都能够简化为减轻被镀线1a所受负荷的对策,因此,能够提高镀线1b的制造效率。
另外,通过在上述那样的配置中具有清洗部件30,利用清洗部件对附着在被镀线1a的表面的杂质进行除去,利用配置在其下游侧的镀部件61,能够形成在被镀线1a的表面具有均匀镀层厚度的品质优异的镀焊锡线1b。
另外,在镀前处理部件2中,在比软化退火炉51靠近行进方向的上游侧的位置具有对被镀线1a进行加热处理的加热处理炉22,将加热处理炉22配置在比清洗部件30靠近行进方向的上游侧的位置,从而能够利用加热处理炉22对被镀线1a进行了加热处理工序后,在清洗部件30中进行清洗。
由此,即使是在利用加热处理炉22对附着在被镀线1a的表面的附着物进行了加热时、附着物烧焦而成的煤等残留物残留在被镀线1a的表面的情况下,也能够在之后通过的清洗部件30中利用清洗可靠地除去残留物。
并且,由酸清洗槽31和超声波水清洗槽41构成清洗部件30,作为镀前处理部件2,按照加热处理炉22、酸清洗槽31、超声波水清洗槽41和软化退火炉51的顺序沿着行进方向依次配置,从而能够使在加热处理炉22、酸清洗槽31和超声波水清洗槽41中对利用软化退火炉51降低条件屈服强度之前的被镀线1a进行一连串的工序完成。
即,这样将加热处理炉22、清洗部件30配置为处于软化退火炉51的上游侧的镀前处理部件2,能够在软化退火炉51中使被镀线1a的条件屈服强度降低,在被镀线1a的条件屈服强度降低之后紧接着在镀部件61中实施镀处理工序。
因此,能够尽量避免对条件屈服强度降低后的镀线1b施加负荷,能够获得品质优异的镀线1b。
特别是通过将酸清洗槽31配置在加热处理炉22的下游侧,在加热处理炉22中加热被镀线1a,能够在被镀线1a保持加热后的状态下在酸清洗槽31中对被镀线1a进行酸清洗,与对常温的被镀线1a进行酸清洗的情况相比,能够显著地提高酸清洗效果,获得优异的酸清洗效果。
另外,如上所述,在加热处理炉22和酸清洗槽31之间设置有冷却水槽23。通过了加热处理炉22的被镀线1a在利用冷却水槽23冷却后行进到酸清洗槽31中。
这样,刚通过加热处理炉22之后的被镀线1a利用冷却水槽23冷却,从而能够防止被加热处理炉22加热后的状态的被镀线1a在保持表面温度较高的状态下在加热处理炉22和酸清洗槽31之间行进而再次在被镀线1a的表面形成氧化膜的情况。
但是,被加热处理炉22加热后的被镀线1a不是利用冷却水槽23冷却到表面成为常温,而优选在冷却水槽23仅冷却到被镀线1a的表面温度为至少50度左右。
由此,在酸清洗槽31中,能够对具有至少50度的表面温度的被镀线1a进行酸清洗,因此,更加能够发挥磷酸系清洗液32的酸清洗效果。并且,由于能够进行这样高效地酸清洗,即使是对被镀线1a的行进进行高速化了的情况下,也能够可靠地获得酸清洗效果。
另外,采用上述的镀焊锡线的制造装置10和镀焊锡线的制造方法,被镀线1a使用与长度方向正交的正交截面上的宽度处于0.8~10.0mm的范围内,厚度为0.05~0.5mm的范围内的尺寸的平角铜线,将被镀线1a的行进速度设定为约4.0m/min,将酸清洗槽31中的酸清洗时间设定约12.8秒,并且,将超声波水清洗槽41中的超声波水清洗时间设定为约13.5秒,从而能够获得优异的清洗效果。
特别是,采用上述的镀焊锡线的制造装置10和镀焊锡线的制造方法,在使用被镀线1a的所述宽度处于1.0~2.0mm的范围内,厚度处于0.16~0.2mm的范围内的尺寸的平角铜线的情况下,通过在上述的被镀线1a的行进速度、酸清洗槽31中的酸清洗时间和超声波水清洗槽41中的超声波水清洗时间的设定同样的设定的条件下进行清洗,也从后述的清洗效果确认实验1的结果清楚地得知,能够获得更优异的清洗效果。
接着,对清洗效果确认实验进行说明。
(清洗效果确认实验1)
在清洗效果确认实验1中,在利用上述的制造装置和制造方法制造镀线1b时,如表8所示,在本发明例和比较例这两个设定例的条件下对验证被镀线1a按照加热处理工序、酸清洗工序、水清洗工序的顺序进行的不同清洗效果进行了实验。
【表8】
在本发明例中,将线速度设定为比较例的5分之1。即,如表8所示,在本发明例中,通过将线速度设定为以往例的5分之1,使通过加热处理炉22、酸清洗槽31、超声波水清洗槽41各部的时间设定为5倍。
另外,在比较例中,作为被镀线1a,使用直径为0.76mm、0.65mm、0.53mm这3种尺寸的圆线,相对于此,在本发明例中,作为被镀线1a,使用纵(厚度)和横(宽度)的尺寸为0.2mm×2.0mm、0.16mm×2.0mm、0.2mm×1.0mm这3种尺寸的平角线。
此外,在清洗效果确认实验中,除被镀线1a的形状和线速度以外,本发明例和比较例中为彼此相同的设定。
在此,本实验中采用的清洗装置10是串联配置有进行加热处理工序的加热处理炉22、酸清洗工序的酸清洗槽31、水清洗工序的超声波水清洗槽41的结构,使加热处理炉22、酸清洗槽31、超声波水清洗槽41按照图10所示那样的各部的尺寸构成。
此外,图10示意性地表示在本实验中使用的清洗装置及其周边部分。
在加热处理炉22中,作为清洗剂,使用蒸汽,特别能够期待对油污等的清洗效果。在酸清洗槽31中,作为清洗剂,使用酸清洗液,能够期待对氧化物等的清洗效果。在超声波水清洗槽41中,作为清洗剂,使用水,特别能够期待对在酸清洗工序中残留在被镀线1a的表面的酸液等的清洗效果。
此外,在加热处理工序中,加热处理炉22的内部处于蒸气环境,因此,加热处理炉22也能作为蒸汽产生器起作用。因此,在加热处理工序中,也能够期待利用加热对附着在被镀线1a的表面的附着物加热除去的效果,因此,将加热处理工序视作清洗工序的一部分而包含在本实验对象中。
利用目视观察基于预定的基准对本发明例和比较例各自的水清洗工序后的被镀线1a的表面的状态和卷取工序后的镀线1b的表面的状态进行比较、确认来进行清洗效果确认实验的评价。
在上述的条件下进行的结果,能够首先确认到:对于水清洗工序后的被镀线1a的表面的状态,与比较例的线速度的设定的情况不同,在本发明例的线速度的设定中,在被镀线1a的表面,完全没有确认到如污点、像膜那样以较宽的范围附着的油、呈离散状、点状附着的粉尘等附着物,能够实现被镀线1a的表面的清浄化。
并且,最终按照预定的基准对卷取工序后的镀线1b的表面的镀状态进行了目视观察,结果能够确认到:与比较例的线速度的设定的情况不同,在本发明例的线速度的设定中,未在表面确认到凹凸,能够确认到镀层的厚度在镀线的长度方向和周向上的均匀化。
另外,这样,关于线速度,在比较例中,设定为20m/min,而在本发明例中,将线速度设定为比较例的速度设定的5分之1的速度即4m/min,能够获得充分的清洗效果,因此,也认为期待获得更优异的清洗效果而将线速度设定为比4m/min更低的线速度。
不过,在将线速度设定为比4m/min更低的速度设定下,进行了同样的实验,但是无法获得4m/min的速度设定时的清洗效果以上的效果,表明了并不是越设定为低速,越能够提高清洗效果。
并且,在将被镀线1a的线速度设为比4m/min低的速度设定的情况下,被镀线1a通过各工序的通过时间相应地变长,因此,生产率的降低则成了需要担心的问题。由此,能够获得如下结果:出于清洗工序中所获得的清洗效果这样的观点和生产效率的观点,在上述的实验条件下,优选线速度设定为约4m/min。
(清洗效果确认实验2)
在清洗效果确认实验2中,采用上述的制造装置10和制造方法,制造镀线1b时,对验证在本发明例和比较例这两个设定例的条件下对被镀线1a分别进行了酸清洗工序、水清洗工序的情况的不同清洗效果进行了实验。
在比较例中,不进行加热处理工序而按照酸清洗工序、水清洗工序的顺序进行的清洗工序,而在本发明例中,在酸清洗工序之前进行加热处理工序,之后,按照酸清洗工序、水清洗工序的顺序进行清洗工序。
通过目视观察按照预定的基准对在本发明例和比较例各自的水清洗工序后的被镀线1a的表面的状态和卷取工序后的镀线1b的表面的状态进行比较、确认来进行清洗效果确认实验的评价。
在比较例的设定的条件下,对进行了清洗工序后的被镀线1a进行了确认,结果被镀线1a表面残留有氧化层。并且,对镀线表面的镀状态进行了确认,结果能够确认到镀线1b的表面变粗糙。
相对于此,在本发明例的设定的条件下,对进行了清洗工序后的被镀线进行了确认,结果在被镀线表面未确认存在油污等污渍,也未残留有氧化层。并且,对镀线表面的镀状态进行了确认,结果能够确认到:在表面没有凹凸,形成有均匀的镀层厚度。
从以上内容能够确认到:通过在酸清洗工序之前进行加热处理工序,与对常温的被镀线1a进行酸清洗工序的情况相比,能够显著地提高酸清洗效果,获得优异的酸清洗效果。
上述的镀焊锡线的制造装置10和镀焊锡线的制造方法不限于上述的结构和制造方法,能够由各种结构和制造方法构成。
作为其他实施方式,设置在加热处理炉22和酸清洗槽31之间的冷却水槽23不是必须的构成,如图9中的(b)所示,也可以在上述加热处理炉22和酸清洗槽31之间不设置冷却水槽23。
在不设置冷却水槽23的情况下,能够使表面被加热处理炉22加热的被镀线1a保持其表面温度较高的状态下在酸清洗槽31中行进,因此,能够更高效地获得酸清洗效果。
另外,采用上述的镀焊锡线的制造装置10和镀焊锡线的制造方法,通过利用输送绞盘91、92在行进方向的上游侧对卷取部件71的卷取进行输送辅助,能够在行进方向的上游侧和下游侧将卷取部件71对被镀线1a施加的卷取力分散于输送绞盘91、92,能够减轻因卷取部件71的卷取对被镀线1a施加的负荷。
由此,能够使镀线1b的0.2%条件屈服强度值充分地降低,并且,能够抑制伸长率,获得所期望的品质的镀线。
另外,采用上述的镀焊锡线的制造装置10,通过将输送绞盘91、92配置在比软化退火炉51靠近行进方向的上游侧的位置,能够对在软化退火炉51中条件屈服强度降低之前的被镀线1a进行输送辅助。
因此,例如,利用主动旋转的输送绞盘来对被镀线1a进行输送辅助时,不对条件屈服强度降低后的被镀线1a施加拉伸张力等负荷,在确保了镀线1b的品质的基础上,能够可靠地进行输送辅助。
特别是,如第2输送绞盘92那样设置在比清洗部件30靠近行进方向的下游侧且比软化退火炉51靠近上游侧的位置,能够在利用软化退火炉51使被镀线1a条件屈服强度降低之前对被镀线1a进行输送辅助。由此,不对被镀线1a施加负荷,而且,能够高效地对通过软化退火炉51而条件屈服强度降低的被镀线1a(镀线1b)的行进进行输送辅助。
另外,也可以将对镀线1b的行进方向进行转换的方向转换辊中的,设置在熔融焊锡镀槽62的内部的槽中方向转换辊64构成为输送绞盘,该输送绞盘与输送绞盘91、92同样地,利用电动机驱动使辊主动旋转以对镀线1b进行输送辅助。
通过将槽中方向转换辊64构成为输送绞盘,在通过熔融焊锡镀槽62之前和之后转换镀线1b的行进方向时,槽中方向转换辊64以与镀线1b的行进速度大致相同的旋转速度主动旋转,因此,除了转换镀线1b的行进方向之外,还能够辅助镀线1b的行进。
由此,镀线1b通过与槽中方向转换辊64接触,不会受到因旋转方向的摩擦阻力所产生的负荷,因而能够顺畅地输送出镀线1b。
详细而言,特别是在镀线1b转换其行进方向时受到负荷,因此,镀线1b的行进方向的转换成为该镀线1b的0.2%条件屈服强度值明显增加的主要原因。并且,在使镀线1b浸渍于熔融焊锡镀液63的状态取出镀线1b时,在熔融焊锡镀槽62中必然地需要进行这样的行进方向的转换。
因此,镀线1b在浸渍于熔融焊锡镀液63的状态下行进,并且,在进行了方向转换的情况下,由于受到熔融焊锡镀液63的粘性阻力,行进方向的转换时所受的负荷进一步增大,0.2%条件屈服强度值的增加量变得显著。
因此,如上所述,通过将槽中方向转换辊64构成为输送绞盘,即使在浸渍于熔融焊锡镀液63的状态的进行镀线1b的方向转换,也能够尽量抑制施加于镀线1b的负荷,能够制造0.2%条件屈服强度值较低的镀线1b。
接着,对作为效果确认实验的用于验证在卷取镀线1b之前施加的张力的张力验证实验进行说明。
(张力验证实验)
在张力验证实验中,对在镀线1b从槽上方向转换辊65到达卷取部件71(卷取部件上游侧配置辊73A)期间对镀线1b施加张力的施加情况、即镀线1b的松弛情况对0.2%条件屈服强度值的影响进行了验证。
由于对到达卷取部件上游侧配置辊73A之前的镀线1b的张力的施加情况难以进行数值化,因此,张力的施加情况由对该张力的施加情况产生影响的输送绞盘91、92的设置数量,熔融焊锡镀槽62的内部的轴(槽中方向转换辊64)是主动旋转还是被动旋转作为参数,并根据上述参数的设定来验证了0.2%条件屈服强度特性。
详细而言,如表9所示,将到达卷取部件上游侧配置辊73A之前的镀线1b施加张力的施加情况设定为从第1张力设定到第4张力这4个阶段。
【表9】
第1张力设定是输送绞盘的设置数量仅为第1输送绞盘91这一个、槽中方向转换辊64由被动旋转辊构成的情况的设定。此外,被动旋转辊是不具备用于驱动辊的电动机等而被动地旋转的旋转自由的辊。第1张力设定为张力为4阶段中最强、且镀线1b绷紧的状态。
第2张力设定是输送绞盘的设置数量仅是第1输送绞盘91这1个、槽中方向转换辊64由驱动旋转辊构成的情况的设定。
此外,驱动旋转辊是利用电动机等的驱动而主动旋转的辊。第2张力设定为张力比第1张力设定稍弱的状态。
第3张力设定是输送绞盘的设置数量为第1输送绞盘91和第2输送绞盘92这两个、槽中方向转换辊64由被动旋转辊构成的情况的设定,第3张力设定为张力比第2张力设定稍弱的状态。
第4张力设定是输送绞盘的设置数量为第1输送绞盘91和第2输送绞盘92这两个、槽中方向转换辊64由驱动旋转辊构成的情况的设定,第4张力设定为张力比第3张力设定稍弱、4个阶段中最弱、镀线1b也最松弛的状态。
包含有镀线1b的0.2%条件屈服强度特性等的镀线1b的载荷特性在从上述的第1张力设定~第4张力设定各设定的情况下为表10和图11所示那样的结果。
【表10】
此外,对被镀线1a都为OFC,0.16mm×2.0mm、0.2mm×1.0mm的尺寸的2种平角线分别进行。
从表10和图4的结果可知,在两种尺寸的被镀线1a的任一个情况下,相比于输送绞盘的设置数量是1的情况,输送绞盘的设置数量是2的情况能够将0.2%条件屈服强度值设定得更低。由此,能够确认到:相比于输送绞盘的设置数量是1的情况,数量是2的情况的有效性。
另外,在输送绞盘的设置数量为两个的情况、即第4张力设定和第3张力设定的情况,被镀线1a为0.2mm×1.0mm的尺寸的平角线的情况,如图11中的(b)所示,槽中方向转换辊64不论驱动旋转辊还是被动旋转辊,0.2%条件屈服强度值为相同值。另一方面,除此以外的全部的设定中,相比于槽中方向转换辊64由被动旋转辊构成的情况,由驱动旋转辊构成的情况的0.2%条件屈服强度值为较低的值。
从该点可知,槽中方向转换辊64由驱动旋转辊构成的情况与由被动旋转辊构成的情况相比,呈现出0.2%条件屈服强度值变低的倾向,能够确认到槽中方向转换辊64由驱动旋转辊构成的有效性。
特别是,从表10和图11的结果能够确认到:从第1张力设定~第4张力设定中的第4张力设定的情况,即,镀线1b在到达卷取部件71(卷取部件上游侧配置辊73A)之前该镀线1b以最松弛的状态进行卷取的情况,能够降低对镀线1b的负荷,特别是降低0.2%条件屈服强度值。
并且,在设置了两个输送绞盘的结构和槽中方向转换辊64由驱动旋转辊构成的结构中的至少任一个结构时,能够确认到:对被镀线1a(镀线1b)的卷取进行输送辅助的情况能够在镀线1b到达卷取部件71(卷取部件上游侧配置辊73A)之前使该镀线1b处于松弛的状态、获得0.2%条件屈服强度值降低到预定的值的优异的品质的镀线1b方面是有效的。
上述的镀焊锡线的制造装置10和镀焊锡线的制造方法不限于上述的结构和制造方法,能够由各种结构和制造方法构成。
例如,第1输送绞盘91、第2输送绞盘92不限于配置在上述的配置位置,也可以配置在行进方向上的任一个位置。另外,也可以是输送绞盘仅具有第1输送绞盘91、第2输送绞盘92中的任一个的结构。
具体而言,例如,如图12所示,也可以是不设置第2输送绞盘92的结构。
并且,输送绞盘也可以在第1输送绞盘91、第2输送绞盘92以外设置有多个,设置在适当的部位。
另外,如上所述,不限于槽中方向转换辊64构成为以驱动旋转辊来主动旋转的结构,对于槽上方向转换辊65,也可以构成为以驱动旋转辊来主动旋转的结构。
另外,如上所述,镀焊锡线的制造装置10在卷取部件71上配置有卷取部件上游侧配置辊73A。
其特征在于,设置在熔融焊锡镀槽62的上方的槽上方向转换辊65配置在比卷取部件上游侧配置辊73A的配置高度高的位置。
换言之,上述的镀焊锡线的制造方法的特征在于,在利用槽上方向转换辊65进行方向转换后,行进到卷取部件71的一侧的镀线1b利用配置在比槽上方向转换辊65低的位置的卷取部件上游侧配置辊73A开始架设于卷取部件71。
采用这样的镀焊锡线的制造装置10和制造方法,能够获得所期望的品质的0.2%条件屈服强度值充分地降低后的镀线1b,通过稳定地获得这样的镀线1b,能够提高产品成品率,还能够提高制造效率。
并且,能够高效地制造所期望的品质的0.2%条件屈服强度值充分地降低后的镀线1b,因此,也能够实现大量生产适合于用作太阳能电池用的引线的低条件屈服强度的镀线1b。
具体地描述为,例如,如图16中(a)所示,在槽上方向转换辊65和卷取部件上游侧配置辊73A配置在大致相同的高度的以往的结构的情况下,如图16中(a)中的X部分放大图所示,作用于镀线1b的重力g仅沿着与行进方向大致正交的方向起作用。
另外,如图16中的(b)所示,在槽上方向转换辊65比卷取部件上游侧配置辊73A的高度较低的配置的以往的情况下,如图16中的(b)中的X部分放大图所示,作用于镀线1b的重力g的与镀线1b的行进方向相反的方向的成分g2作用于镀线1b。
在上述的任一种情况下,都产生如下问题:在使镀线1b行进到卷取部件上游侧配置辊73A之前的期间内,镀线1b易于受到因该镀线1b自身的重力g作用所产生的负荷,需要将卷取张力调节机72侧的卷取力设定得较大,相应地对镀线1b施加的负荷也变得更大。
相对于此,在将槽上方向转换辊65配置在比卷取部件上游侧配置辊73A的配置高度高的位置的相对高度关系的情况下,如图13所示,镀线1b通过熔融焊锡镀槽62后,利用槽上方向转换辊65进行了方向转换的镀线1b在行进到卷取部件上游侧配置辊73A之前的期间内,随着向行进方向的下游侧行进,能够一边倾斜一边行进,从而下降。
如图13中的X部放大图所示,通过使镀线1b处于这样的行进方式,在槽上方向转换辊65和卷取部件上游侧配置辊73A之间作用于镀线1b的重力g中的镀线1b的行进方向成分g2能够作为朝向卷取部件上游侧配置辊73A输送出镀线1b的辅助力起作用。
这样,作用于镀线1b自身的重力g能够沿着镀线1b的长度方向大致均匀地施加,负荷不会局部地作用于镀线1b,该重力g能够作为输送辅助的力起作用,而且由于不像辊、带这样的用于输送辅助的构件部材那样一边与镀线1b物理接触一边进行输送辅助,因此,不会对镀线1b施加摩擦阻力就能够高效而且不施加负荷地对镀线1b进行输送辅助。
而且,能够相应于利用作用于镀线1b自身的重力g来对该镀线1b自身进行输送辅助的部分,将卷取张力调节机72侧的卷取力也设定得较小,能够形成为简单的结构。
由此,在软化退火工序中使0.2%条件屈服强度值降低后的镀线1b在保持该较低的0.2%条件屈服强度值的状态下,能够利用卷取部件上游侧配置辊73收回,并且能够确保均匀的镀层厚度。
因而,能够获得所期望的品质的0.2%条件屈服强度值充分地降低后的镀线1b。
并且,在卷取张力调节机72侧卷取使0.2%条件屈服强度值降低后的镀线1b时,由于卷取不会对镀线1b施加负荷,因此镀线1b不会发生断裂等,从而能够在提高产品成品率的同时,能够提高制造效率。
特别是,优选将槽上方向转换辊65配置在距储存在熔融焊锡镀槽62中的熔融焊锡镀液63的液面的高度为约3m的位置。
通过将槽上方向转换辊65配置在距熔融焊锡镀液63的液面为约3m的高度,使镀线1b在从熔融焊锡镀槽62至到达槽上方向转换辊65之前的期间能够以3m这样的足够的高度行进,因此在该期间,能够使附着在镀线1b的表面的熔融焊锡镀液63牢固地凝固(固体化)。
由此,在利用槽上方向转换辊65对镀线1b进行方向转换时,镀线1b与槽上方向转换辊65接触,从而不会给镀层厚度带来变动而能够确保均匀的镀层厚度。
另一方面,在将槽上方向转换辊65的配置高度配置在例如比3m高的高度的情况下,使镀线1b在槽上方向转换辊65上不必要地行进较长的距离,随着镀线1b的行进的负担增大。并且,槽上方向转换辊65的配置高度越变高,镀线1b的方向转换前的行进方向与方向转换后的行进方向的夹角为锐角状,因此,方向转换时,镀线1b与槽上方向转换辊65接触的长度变得越长等,对镀线1b施加负荷,并不理想。
因而,出于在镀线1b上确保均匀的镀层厚度的观点和使施加于镀线1b的负担减轻的观点,均优选槽上方向转换辊65的配置高度设定为3m左右。
另外,在熔融焊锡镀槽62的内部配置有槽中方向转换辊64,该槽中方向转换辊64以使镀线1b的行进方向向铅垂上方进行方向转换的方式主动旋转,对镀线1b向下游侧积极地进行输送辅助。
利用这样的槽中方向转换辊64,在利用槽中方向转换辊64进行方向转换后,能够大幅度地减轻对朝向槽上方向转换辊65上升的镀线1b施加的负荷,能够抑制0.2%条件屈服强度值的增加。
接着,对作为效果确认实验来进行的镀槽上辊配置高度验证实验进行说明。
(镀槽上辊配置高度验证实验)
在本实验中,进行了如下实验:验证槽上方向转换辊65的配置高度的不同,对在卷取工序中卷取后的镀线1b的0.2%条件屈服强度值的影响,该槽上方向转换辊65设置在熔融焊锡镀槽62中储存的焊锡液面的铅垂上方。
详细而言,如图14所示,将槽上方向转换辊65(以下、称为顶梳65。)相对于储存在熔融焊锡镀槽62中的熔融焊锡镀液63的液面的配置高度设定为3m(h1)的情况作为本发明例,将该配置高度设定为1m(h2)作为以往例的情况。对在本发明例和以往例的各情况中与在卷取工序中卷取后的镀线1b的0.2%条件屈服强度值之间的关系进行了验证。
此外,图14是表示在本实验中使用的装置的局部的概略图,在图14中用双点划线表示的行进路径表示本发明例中的镀线1b的行进路径,在图14中用单点划线表示的行进路径表示以往例中的镀线1b的行进路径。另外,在本发明例、以往例中的任一个情况下,卷取部件上游侧配置辊73A的配置高度都设定为距焊锡液面0.9m(H)的高度。
在表11所示的实验条件下,镀线1b根据截面尺寸分别使用截面A、截面B这两种平角线进行了实验。此外,截面A和截面B的各截面的平角尺寸(纵×横)分别为0.2×1.0mm、0.16×2mm。
【表11】
实验条件
被镀线(使用铜线)…OFC、平角线
加热处理温度…100℃
软化退火温度…850℃
焊锡温度…250℃
线速度…4m/min(目标镀层厚度为20μm的线速度)
卷取力…1.5N
本实验结果表示在表12和图15中。
【表12】
着眼于平角尺寸为截面A的情况时,顶梳65的配置高度为1m的以往例的情况下,在通过顶梳65前后,0.2%条件屈服强度值从38MPa上升至42MPa,在卷取工序中卷取后,0.2%条件屈服强度值进一步上升到了50MPa。
相对于此,在顶梳65的配置高度为3m的本发明例的情况下,在通过顶梳65前后,能够将0.2%条件屈服强度值的上升抑制成从36MPa上升到38MPa,能够使在卷取工序中卷取后的0.2%条件屈服强度值的上升抑制成45MPa。由此,能够确认到:平角尺寸为截面A情况下,与顶梳65的配置高度为1m的以往例的情况相比,能够显著地抑制0.2%条件屈服强度值的上升。
接着,在平角尺寸为截面B的情况下,在顶梳65的配置高度为1m的以往例的情况下,在通过顶梳65前后,0.2%条件屈服强度值都为39MPa,不发生变化,但在卷取工序中卷取后,0.2%条件屈服强度值上升到了47MPa。
相对于此,在顶梳65的配置高度为3m的本发明例的情况下,在通过顶梳65前后,0.2%条件屈服强度值都为39MPa,不产生变化,为与以往例同样的值,但能够使在卷取工序中卷取后的0.2%条件屈服强度值的上升抑制到44MPa。由此,能够确认到:平角尺寸为截面B的情况下,与顶梳65的配置高度为1m的以往例的情况相比,在最终卷取后也能够抑制0.2%条件屈服强度值的上升。
根据以上内容能够确认到:顶梳65的配置高度为3m的本发明例的情况与顶梳65的配置高度为1m的以往例的情况相比,没有0.2%条件屈服强度值增加情况的尺寸,而是大部分的尺寸的0.2%条件屈服强度值发生了降低的情况。
另外,采用镀焊锡线的制造装置10和制造方法,在镀部件61中,能够用薄镀层设定和厚镀层设定中的任一个设定进行,所述薄镀层设定为以薄镀层对被镀线1a进行镀处理的设定,所述厚镀层设定为比薄镀层设定下的镀层厚度厚的镀层厚度。
在此,所述薄镀层设定为在使被镀线1a行进的速度为低速行进速度的情况下对被镀线1a实施镀处理的设定。
另一方面,所述厚镀层设定为使被镀线1a行进的速度是成为比所述低速行进速度高的速度即高速行进速度的情况下对被镀线1a实施镀处理的设定,其特征在于,为以基于焊锡温度与镀层厚度之间的预定的关系确定的镀层厚度对被镀线1a实施镀处理的设定。
在此,焊锡温度与镀层厚度之间的预定的关系是仅在高速行进速度中成立的关系,基于该关系能够选择与焊锡温度相对应的镀层厚度。
采用上述的镀焊锡线1b的制造装置10和制造方法,能够获得所期望的品质的0.2%条件屈服强度值充分地降低后的镀线1b,通过稳定地获得这样的镀线1b,能够提高产品成品率,还能够提高制造效率。
并且,能够高效地制造所期望的品质的0.2%条件屈服强度值充分地降低后的镀线1b,因此,也能够实现大量生产适合于用作太阳能电池用的引线的条件屈服强度降低后的镀线1b。
具体地描述为,例如利用卷取部件71、输送绞盘91、92对镀线1b的卷取速度进行调节等,在镀工序中,使被镀线1a以低速行进速度或者以高速行进速度中任一个线速度行进,由此,被镀线1a形成较厚的镀层厚度或者形成较薄的镀层厚度。
具体而言,在设定为低速行进速度的情况下,成为薄镀层厚度设定,能够对被镀线1a形成镀层厚度较薄的镀膜。在设定为高速行进速度的情况下,成为厚镀层厚度设定,能够对被镀线1a形成镀层厚度较厚的镀膜。
由此,也能够根据镀线1b的使用目的、用途而构成为厚镀层设定或者薄镀层设定的任一个镀层厚度的镀线1b。
特别是,在设定为高速行进速度的情况下,发现焊锡温度和镀层厚度呈现预定的关系的情况,因此,基于该关系变更焊锡温度,在厚镀层中,能够进行使镀层厚度的厚度更厚或更薄这样的微妙的厚度调节。
由以上内容可知,根据线速度、焊锡温度的设定,能够使0.2%条件屈服强度值充分地降低,能够获得具有均匀的而且具有所期望的镀层厚度的镀线1b。还有,因为能够稳定地获得这样的高品质的镀线1b,所以能够提高产品成品率,还能够提高制造效率。
另外,优选将低速行进速度设定为约4m/min左右。
这样,通过将低速行进速度设定为约4m/min左右,能够获得例如约14.0~24.0μm左右较薄的镀层厚度的镀线1b。
另一方面,优选将高速行进速度设定为约13m/min左右。
这样,通过将高速行进速度设定为约13m/min左右,能够形成例如约28.5~67μm左右较厚的镀层厚度的镀线1b。
即,将线速度设定为上述的低速行进速度、或者是设定为高速行进速度中任一个速度,相应地能够使镀层厚度的程度产生较大地不同,因此,能够制作具有与镀线1b的用途和规格相对应的所期望的镀层厚度的镀线1b。
另外,将线速度设为高速行进速度,在厚镀层设定的条件下进行镀工序,从而能够使形成在被镀线1a的表面的镀层厚度较厚,但在镀工序中的焊锡温度较高的情况下,与薄镀层设定的情况相比,存在镀线1b的表面的外观易于产生粗糙的倾向。
因此,通过将镀工序的焊锡温度设定为约240℃左右,能够获得在镀线1b的表面的镀膜不产生凹凸等的光滑表面且镀层厚度均匀的镀线1b。
接着,说明作为效果确认实验进行的焊锡工序的条件的不同的低条件屈服强度特性确认试验。
(焊锡工序的条件的不同的低条件屈服强度特性确认试验)
在本实验中,明确了在薄镀层设定和厚镀层设定的各自的条件下的焊锡温度、镀层厚度和拉伸特性之间的关系,确认了本实施方式的制造方法的有效性。
在薄镀层设定和厚镀层设定中分别将焊锡温度设定为240℃、260℃、280℃这3种,铜线都是OFC,使用尺寸为0.2mm×1.0mm、0.16mm×2.0mm、0.2mm×2.0mm这3种平角线。
在薄镀层设定的情况下,在将线速度设为4m/min的低速设定的低速行进速度的条件下进行了镀工序。另一方面,在厚镀层设定的情况下,在将线速度设为13m/min的高速设定的高速行进速度的条件下进行了镀工序。
作为本实验结果,在上述的设定的条件下,薄镀层设定和厚镀层设定的各自的条件下的焊锡温度、镀层厚度和拉伸特性之间的关系表示在表13中的(a)和(b)中。
【表13】
(a)线速度:4/min(低速行进速度):薄镀层设定
其他条件:退火炉温度100℃ 还原炉800°C
(b)线速度:13/min(高速行进速度):厚镀层设定
其他条件:退火炉温度100°C 还原炉850°C
外观粗糙(在平角平面部产生麻点)
此外,表13中的(a)表示薄镀层设定的条件下的焊锡温度、镀层厚度和拉伸特性之间的关系,并且,表13中的(b)表示厚镀层设定的条件下的焊锡温度、镀层厚度和拉伸特性之间的关系。
在线速度的设定为4m/min的低速行进速度的条件下进行了镀工序的情况下、在线速度的设定为13m/min的高速行进速度的条件下进行了镀工序的情况下,针对每个分别对应的平角尺寸、温度的条件,对镀层厚度进行了比较。
其结果,均能够确认到:与高速行进速度的情况相比,低速行进速度的情况下,能够以镀层厚度变薄的方式在被镀线1a上形成镀膜。
着眼于薄镀层设定的情况的结果时,不受3种平角尺寸、温度的设定的影响,如上所述那样能够使镀层厚度形成得较薄,与厚镀层设定的情况相比,能够使0.2%条件屈服强度值降低。
而且,即使3种平角尺寸、焊锡温度的是任一种组合的情况下,也能够确认到:能够获得在镀膜的表面不产生外观粗糙且高品质的镀线1b。
另一方面,着眼于厚镀层设定的情况的结果时,不受种类的平角尺寸、温度的设定的影响,都能够使0.2%条件屈服强度值降低到50Mpa左右的值。
对于厚镀层设定的情况的镀层厚度,在例如尺寸为0.2mm×1.0mm的平角线中,在焊锡温度为280℃的情况下,镀层厚度为29.5~32.0μm。另一方面,在焊锡温度为240℃以外的情况下,镀层厚度为31.5~38.0μm。
并且,在尺寸为0.16mm×2.0mm的平角线中,在焊锡温度为280℃的情况下,镀层厚度为44.0~47.0μm。另一方面,在焊锡温度为240℃的情况下,镀层厚度为47.5~73.5μm。
根据这样的结果,特别是在厚镀层设定的情况下,能够看出镀温度较低的情况呈现出镀层厚度变厚的倾向这样的焊锡温度与镀层厚度之间的关系。
由此,能够确认到:由于这样的焊锡温度与镀层厚度之间的关系,在厚镀层设定中,也根据焊锡温度的设定能够进行镀层厚度的微妙的调节。
例如,在尺寸为0.2mm×1.0mm的平角线中,在厚镀层设定中,在将镀层厚度设定得较薄的情况下,也只要将焊锡温度设定为280℃即可,相反,在厚镀层设定中,在要将镀层厚度设定得较厚的情况下,只要将焊锡温度设定为240℃即可,在要设定为它们之间的厚度的情况下,将焊锡温度设定为260℃即可。
另外,在尺寸为例如0.16mm×2.0mm的平角线中,在焊锡温度设定为260℃、280℃的情况下,在镀线1b的表面产生外观粗糙,因此,为了避免这样的情况,将焊锡温度设定为240℃即可。
这样,通过基于焊锡温度与镀层厚度之间的预定的关系来设定焊锡温度,能够获得成为所期望的镀层厚度和外观的高品质的镀线1b。
另外,上述的镀焊锡线的制造装置和镀焊锡线的制造方法不限于上述的结构,能够由各种结构构成。
例如,如图17中的(a)和(b)所示,在其他实施方式的制造装置10A中,能够在超声波水清洗槽41和软化退火炉51之间设有预加热炉51P。
如图17中的(b)所示,预加热炉51P专门构成为即使在被镀线1a的行进时间和行进距离较短的情况下也能够急剧地提高被镀线1a的温度的构造。
具体而言,预加热炉51P在预加热炉主体52P上设置有鞘管53L。该鞘管53L是沿着被镀线1a的行进方向呈直线状构成的中空管,该鞘管53L为如下配置方式:在被镀线1a通过预加热炉51P和软化退火炉51时,该鞘管53L以该被镀线1a不与空气接触而氧化的方式与预加热炉主体52P和软化退火炉主体52各自的内部分别相连通。
在预加热炉51P的内部,与软化退火炉51同样,在预加热炉主体52P的内部,沿着鞘管53L的长度方向设置有多根加热器54P,但以比软化退火炉51中配置的加热器54的配置间距小的间距配置。
由此,即使加快线速度而使被镀线1a行进,作为在软化退火工序之前的预加热工序,也能够用预加热炉51P中对被镀线1a进行加热,将加热完成的状态的被镀线1a向软化退火炉51供给。
由此,能够应对被镀线1a的线速度的高速化,在软化退火工序中,能够可靠地且充分地使被镀线1a处于条件屈服强度降低后的状态。
因而,采用上述的制造装置10A和制造方法,即使是在厚镀层设定或者薄镀层设定中的任一个的设定的条件下制造的镀线1b,也能够作为需要低条件屈服强度特性的太阳能电池的引线使用。
另外,在鞘管53L的处于软化退火炉51和预加热炉51P之间的部分,构成有还原气体预供给部57P,该还原气体预供给部57P用于向鞘管53L的长度方向上的与预加热炉51P相当的部分供给还原气体。
在上述的还原气体供给部57中,作为还原气体G的氢和氮的混合气体向鞘管53L供给,使鞘管53L的与软化退火炉51相当的内部空间处于混合气体环境,但在还原气体预供给部57P中,将作为还原气体G的氮气或者水蒸气气体(蒸汽气体)向鞘管53L的与预加热炉51P相当的内部空间供给,使该内部空间处于氮气环境或者水蒸气气体环境。
由此,能够防止在通过预加热炉51P时被镀线1a的表面氧化,并且,在预加热炉51P中,不使用氢气作为还原气体G,而使用氮气或者水蒸气气体是安全的,而且容易进行气体的处理。
具体地描述为,着眼于上述的低条件屈服强度特性确认试验中使用的表13中的(a)和(b)中的0.2%条件屈服强度值时,厚镀层设定的情况与薄镀层设定的情况相比,在任一个的平角尺寸、温度,都为0.2%条件屈服强度值较高的结果。
作为其理由,原因在于,在使线速度为高速行进速度的情况下,能够在镀工序中设为厚镀层设定,但是由于线速度加快,在镀工序之前进行的软化退火工序中,在对被镀线1a完全地进行软化退火之前镀线1b已经通过软化退火炉51,结果,产生无法对被镀线1a充分地进行软化退火这样的状况。
在该情况下,以厚镀层设定进行镀工序,即使能够在被镀线1a的表面形成较厚的镀层厚度,因为线速度也为高速行进速度,所以与薄镀层设定的情况相比,制作了0.2%条件屈服强度值较高的镀线1b。
相对于此,如上述的制造装置10A那样,即,如图17中的(a)和(b)所示,通过设置为在超声波水清洗槽41和软化退火炉51之间设有预加热炉51P的结构,能够在预加热工序中利用预加热炉51P对被镀线1a进行充分地加热的基础上进行软化退火工序。
因此,即使在使被镀线1a高速行进的情况下,在软化退火工序中,也能够使被镀线1a可靠地降低条件屈服强度。
因而,最终能够获得0.2%条件屈服强度值较低且具有与厚镀层设定相对应的较厚的镀层厚度的镀线1b。
设置在软化退火炉51的上游侧附近的预加热炉51P为如下结构:使加热器54的配置数量和功率量增加,并且,由于向内部供给的不是氢气而是氮气或者水蒸气气体等的安全的且易于处理的气体环境,相比于软化退火炉51,预加热炉51P的构造更加专门地用于被镀线1a的加热性能。
因此,即使是使被镀线1a高速行进的情况下,作为在软化退火炉51中确保软化退火时间的部件,也不需要例如采用使软化退火炉51纵长化的结构这样的对策,在软化退火炉51的上游侧跟前设置预加热炉51P的结构与使软化退火炉51纵长化的结构相比,不会增大设置空间和成本。
因而,通过灵活运用现有设备进行设计变更程度的简易的构成的追加就能够实现线速度的高速化,即使是在厚镀层设定或者薄镀层设定的任一个设定的条件下制造的镀线1b,也能够实现条件屈服强度的充分降低,能够用作要求低条件屈服强度特性的太阳能电池的引线。
另外,不限于加热处理炉22设置在行进方向上的供给器12和酸清洗槽31之间,只要是在比软化退火炉51靠上游侧的位置,也可以设置在其他部位。
例如,作为其他实施方式的制造装置,也可以为如下结构:不设置上述的加热处理炉22,仅设置上述的预加热炉51P,使用水蒸气气体作为向预加热炉51P的内部供给的还原气体。
采用该结构,在预加热炉51P中,除了具有如上所述的在软化退火炉51之前进行预加热这样的功能之外,还具有由上述的加热处理炉22所进行的功能。
由此,不单能够实现设备成本的降低,还能够进一步实现被镀线1a的行进距离的缩短,能够生产0.2%条件屈服强度值较低的高品质的镀线1b。
在本发明的构成与上述了的实施方式的对应中,铜线与本发明的被镀线1a和镀线1b相对应,以下同样地,
加热处理部件与加热处理炉22相对应,
酸清洗部件与酸清洗槽31相对应,
水清洗部件与超声波水清洗槽41相对应,
铜线输送辅助工序与被镀线输送辅助工序相对应,
铜线输送辅助部件与第1输送绞盘91、第2输送绞盘92和主动旋转的槽中方向转换辊64相对应,
预加热部件与预加热炉51P相对应,
本发明并不只限于上述实施方式的构成,能够获得更多的实施方式。
产业上的可利用性
本发明能够用于具有低条件屈服强度特性的适合用作太阳能电池的引线的镀焊锡线的制造方法和制造装置。
Claims (33)
1.一种镀焊锡线的制造装置,该镀焊锡线的制造装置包括:
对铜线进行镀前处理的镀前处理部件;
对铜线的表面实施焊锡镀的镀部件;
卷取对表面实施了镀处理的铜线的卷取部件,其中,
所述镀前处理部件具有对铜线进行软化退火而使铜线的条件屈服强度降低的软化退火部件,
卷取结构利用所述卷取部件以比该铜线的条件屈服强度低的卷取力将条件屈服强度降低后的所述铜线卷取,
所述软化退火部件、所述镀部件和所述卷取部件从铜线的行进方向的上游侧起按照所述软化退火部件、所述镀部件和所述卷取部件的顺序一连串地配置。
2.根据权利要求1所述的镀焊锡线的制造装置,其中,
所述铜线由纯铜系材料形成,
所述软化退火部件包括软化退火炉,该软化退火炉的内部处于用于对所述铜线的表面的氧化层进行还原的还原气体环境,
所述软化退火炉以铜线行进方向的下游侧比铜线行进方向的上游侧处于较低的位置的方式倾斜配置,
所述软化退火炉中的铜线行进方向的下游侧部分设置有还原气体供给部,该还原气体供给部允许向该软化退火炉供给还原性气体。
3.根据权利要求2所述的镀焊锡线的制造装置,其中,
所述还原性气体包括氮气和氢气的混合气体。
4.根据权利要求3所述的镀焊锡线的制造装置,其中,
所述氮气和所述氢气的体积比率设定为4:1。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的镀焊锡线的制造装置,其中,
所述镀前处理部件具有对铜线进行加热处理的加热处理部件,
所述加热处理部件配置在比所述软化退火部件靠近铜线行进方向的上游侧的位置。
6.根据权利要求1所述的镀焊锡线的制造装置,其中,
所述铜线由纯铜系材料形成,
所述镀前处理部件具有对铜线进行清洗的清洗部件,
所述清洗部件配置在比所述软化退火部件靠近铜线行进方向的上游侧的位置。
7.根据权利要求6所述的镀焊锡线的制造装置,其中,
所述镀前处理部件具有对铜线进行加热处理的加热处理部件,该加热处理部件配置在比所述软化退火部件靠近铜线行进方向的上游侧的位置,
所述加热处理部件配置在比所述清洗部件靠近铜线行进方向的上游侧的位置。
8.根据权利要求7所述的镀焊锡线的制造装置,其中,
所述清洗部件包括酸清洗部件和水清洗部件,
作为所述镀前处理部件,所述加热处理部件、所述酸清洗部件、所述水清洗部件和所述软化退火部件沿着铜线行进方向按照所述加热处理部件、所述酸清洗部件、所述水清洗部件和所述软化退火部件的顺序配置。
9.根据权利要求7或8所述的镀焊锡线的制造装置,其中,
铜线使用如下尺寸的平角铜线:该平角铜线的在与长度方向正交的正交截面上的宽度在0.8~10mm的范围内、厚度在0.05~0.5mm的范围内,铜线的行进速度设定为约4.0m/min,
在所述酸清洗部件中的酸清洗时间设定为12.8秒,并且,在水清洗部件中的水清洗时间设定为13.5秒。
10.根据权利要求1所述的镀焊锡线的制造装置,其中,
所述铜线由纯铜系材料形成,
在比所述卷取部件靠近铜线行进方向的上游侧的位置具有铜线输送辅助部件,该铜线输送辅助部件用于对所述卷取部件卷取铜线进行辅助。
11.根据权利要求10所述的镀焊锡线的制造装置,其中,
所述铜线输送辅助部件配置在比所述软化退火部件靠近铜线行进方向的上游侧的位置。
12.根据权利要求10或11所述的镀焊锡线的制造装置,其中,
所述铜线输送辅助部件配置在比铜线行进方向上的所述清洗部件靠近铜线行进方向的下游侧的位置。
13.根据权利要求10~12中任一项所述的镀焊锡线的制造装置,其中,
所述镀部件包括储存有熔融焊锡镀液的熔融焊锡镀槽,
所述熔融焊锡镀槽的内部具有方向转换辊,该方向转换辊用于对铜线的行进方向进行转换,而且,该方向转换辊包括槽中方向转换辊,所述槽中方向转换辊在通过所述熔融焊锡镀槽前和通过所述熔融焊锡镀槽后对铜线的行进方向进行转换,
所述槽中方向转换辊包括所述铜线输送辅助部件。
14.根据权利要求1所述的镀焊锡线的制造装置,其中,
所述铜线由纯铜系材料形成,
所述镀部件包括储存有熔融焊锡镀液的熔融焊锡镀槽,
在所述熔融焊锡镀槽的上方具有方向转换辊,该方向转换辊用于对铜线的行进方向进行转换,而且,该方向转换辊包括槽上方向转换辊,所述槽上方向转换辊将通过所述熔融焊锡镀槽后的铜线的行进方向向所述卷取部件的一侧转换,
在所述卷取部件中的用于架设铜线的固定辊中,配置于上游侧的固定辊包括卷取部件上游侧配置辊,该卷取部件上游侧配置辊将通过该槽上方向转换辊后的铜线向所述卷取部件的下游侧引导,
所述槽上方向转换辊配置在比所述卷取部件上游侧配置辊的配置高度高的位置。
15.根据权利要求14所述的镀焊锡线的制造装置,其中,
所述槽上方向转换辊配置在距储存于所述熔融焊锡镀槽的熔融焊锡镀液的液面的高度为约3m的位置。
16.根据权利要求14或15所述的镀焊锡线的制造装置,其中,
所述镀部件包括储存有熔融焊锡镀液的熔融焊锡镀槽,
所述熔融焊锡镀槽的内部具有方向转换辊,该方向转换辊用于对铜线的行进方向进行转换,而且,该方向转换辊包括槽中方向转换辊,所述槽中方向转换辊在通过所述熔融焊锡镀槽前和通过所述熔融焊锡镀槽后对铜线的行进方向进行转换,
所述槽中方向转换辊包括铜线输送辅助部件,该铜线输送辅助部件对所述卷取部件卷取铜线进行辅助。
17.根据权利要求1所述的镀焊锡线的制造装置,其中,
所述铜线由纯铜系材料形成,
在所述镀部件中,用薄镀层设定和厚镀层设定中的任一个设定进行,所述薄镀层设定为通过薄镀层镀铜线,所述厚镀层设定为比薄镀层设定时的镀层厚度厚的镀层厚度,
所述薄镀层设定为在使铜线行进的速度为低速行进速度的条件下对铜线实施镀处理的设定,
所述厚镀层设定为如下设定:在使铜线行进的速度为比所述低速行进速度高的速度即高速行进速度的条件下对铜线实施镀处理的设定,并且,在所述高速行进速度下基于焊锡温度和镀层厚度之间的预定的关系以与所述焊锡温度相对应的镀层厚度对铜线实施镀处理的设定。
18.根据权利要求17所述的镀焊锡线的制造装置,其中,
在所述清洗部件和所述软化退火部件之间具有预加热部件,该预加热部件对要通过该软化退火部件之前的铜线进行加热,
在所述镀部件的设定为所述厚镀层设定的情况下,所述镀部件对通过所述预加热部件和所述软化退火部件后的铜线实施镀处理。
19.一种镀焊锡线的制造方法,该制造方法是经由对铜线进行镀前处理的镀前处理工序、对铜线的表面实施焊锡镀的镀工序、卷取对表面实施了镀处理的铜线的卷取工序而制造镀焊锡线的制造方法,其中,
在所述镀前处理工序中,进行使铜线软化退火而使铜线的条件屈服强度变低的软化退火工序,
所述卷取工序为以比条件屈服强度降低后的所述铜线的条件屈服强度低的卷取力进行卷取的工序,
在进行所述卷取工序的期间内连续地进行所述软化退火工序和所述镀工序。
20.根据权利要求19所述的镀焊锡线的制造方法,其中,
所述铜线使用由纯铜系材料形成的铜线,
在所述软化退火工序中,从设置在行进方向的下游侧的还原气体供给部向以行进方向的下游侧比行进方向的上游侧处于较低的位置的方式倾斜配置的软化退火炉供给用于对所述铜线的表面的氧化层进行还原的还原性气体,
使所述软化退火炉的内部处于还原性气体环境,使所述铜线在该软化退火炉行进。
21.根据权利要求20所述的镀焊锡线的制造方法,其中,
所述还原性气体包括氮气和氢气的混合气体。
22.根据权利要求21所述的镀焊锡线的制造方法,其中,
将所述氮气和所述氢气的体积比率设定为4:1。
23.根据权利要求19~22中任一项所述的镀焊锡线的制造方法,其中,
在所述镀前处理工序中,在所述软化退火工序之前对铜线进行加热处理工序。
24.根据权利要求19所述的镀焊锡线的制造方法,其中,
所述铜线使用由纯铜系材料形成的铜线,
在所述镀前处理工序中,在所述软化退火工序之前进行清洗铜线的清洗工序。
25.根据权利要求24所述的镀焊锡线的制造方法,其中,
所述镀前处理工序包含在所述软化退火工序之前对铜线进行加热处理的加热处理工序,
在所述清洗工序之前进行所述加热处理工序。
26.根据权利要求25所述的镀焊锡线的制造方法,其中,
所述清洗工序具有酸清洗工序和水清洗工序,
在所述镀前处理工序中,以所述加热处理工序、所述酸清洗工序、所述水清洗工序和所述软化退火工序的顺序进行所述加热处理工序、所述酸清洗工序、所述水清洗工序和所述软化退火工序。
27.根据权利要求25或26所述的镀焊锡线的制造方法,其中,
铜线使用如下尺寸的平角铜线:该平角铜线的在与长度方向正交的正交截面上的宽度在0.8~10mm的范围内、厚度在0.05~0.5mm的范围内,将铜线的行进速度设定为约4.0m/min,
将所述酸清洗工序中的酸清洗时间设定为约12.8秒,并且,将水清洗工序中的水清洗时间设定为约13.5秒。
28.根据权利要求19所述的镀焊锡线的制造方法,其中,
所述铜线使用由纯铜系材料形成的铜线,
在进行所述卷取工序的期间内,进行对在该卷取工序中卷取铜线进行辅助的铜线输送辅助工序。
29.根据权利要求19所述的镀焊锡线的制造方法,其中,
所述铜线使用由纯铜系材料形成的铜线,
在所述镀工序后利用槽上方向转换辊将通过所述熔融焊锡镀槽后的铜线的行进方向向卷取部件上游侧配置辊的一侧进行方向转换,该槽上方向转换辊处于所述熔融焊锡镀槽的上方,配置在所述卷取部件的上游侧,且配置在比卷取部件上游侧配置辊的配置高度高的位置,该卷取部件上游侧配置辊用于将通过该槽上方向转换辊后的铜线向所述卷取部件的下游侧引导。
30.根据权利要求19所述的镀焊锡线的制造方法,其中,
所述铜线使用由纯铜系材料形成的铜线,
在所述镀工序中,用通过薄镀层镀铜线的薄镀层设定、作为比薄镀层设定时的镀层厚度厚的镀层厚度的厚镀层设定中的任一个设定进行,
所述薄镀层设定为在使铜线行进的速度为低速行进速度的条件下对铜线实施镀处理的设定,
所述厚镀层设定为如下设定:在使铜线行进的速度为比所述低速行进速度高的速度即高速行进速度的条件下对铜线实施镀处理的设定,并且,在所述高速行进速度下基于焊锡温度和镀层厚度之间的预定的关系以与所述焊锡温度相对应的镀层厚度对铜线实施镀处理的设定。
31.根据权利要求30所述的镀焊锡线的制造方法,其中,
将所述低速行进速度设定为约4m/min左右,
将高速行进速度设定为约13m/min左右。
32.根据权利要求30或31所述的镀焊锡线的制造方法,其中,
在所述高速行进速度中,将所述焊锡温度设定为约240℃左右。
33.根据权利要求30~32中任一项所述的镀焊锡线的制造方法,其中,
在以所述厚镀层设定进行所述镀工序时,在所述清洗工序和所述软化退火工序之间进行加热要进行该软化退火工序之前的铜线的预加热工序,
在所述预加热工序后对已进行了所述软化退火工序的铜线进行所述镀工序。
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