CN103801853A - 一种太阳能光伏组件用无铅锡基焊料及其制备方法 - Google Patents

一种太阳能光伏组件用无铅锡基焊料及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN103801853A
CN103801853A CN201210439355.1A CN201210439355A CN103801853A CN 103801853 A CN103801853 A CN 103801853A CN 201210439355 A CN201210439355 A CN 201210439355A CN 103801853 A CN103801853 A CN 103801853A
Authority
CN
China
Prior art keywords
tin
lead
percent
solar photovoltaic
free tin
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201210439355.1A
Other languages
English (en)
Inventor
陈庆谊
董文卫
张瑶瑶
张红艳
谢阔
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Northwest Machine Co Ltd
Original Assignee
Northwest Machine Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Northwest Machine Co Ltd filed Critical Northwest Machine Co Ltd
Priority to CN201210439355.1A priority Critical patent/CN103801853A/zh
Publication of CN103801853A publication Critical patent/CN103801853A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/22Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
    • B23K35/24Selection of soldering or welding materials proper
    • B23K35/26Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 400 degrees C
    • B23K35/262Sn as the principal constituent
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C1/00Making non-ferrous alloys
    • C22C1/02Making non-ferrous alloys by melting
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C13/00Alloys based on tin
    • C22C13/02Alloys based on tin with antimony or bismuth as the next major constituent

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Abstract

本发明提供了一种太阳能光伏组件用无铅锡基焊料,由以下质量百分比的成分组成:锑0.05%~0.15%,银0.01%~0.05%,铜0.1%~0.4%,铟0.01%~0.05%,铋0.2%~0.5%,镓0.06%~0.10%,磷0.02%~0.09%,余量为锡和不可避免的杂质。本发明还提供了该无铅锡基焊料的制备方法如下:将锑、银、铜、铟、铋、镓、锡和磷按质量百分比放入熔炼炉中,在惰性气氛或真空条件下熔炼,得到太阳能光伏组件用无铅锡基焊料。本发明的太阳能光伏组件用无铅锡基焊料的熔点温度低,表面光泽度好,表面抗氧化能力强,湿润性能优良,焊接质量好,经济环保,对人体健康无威胁,适于大规模工业化生产。

Description

一种太阳能光伏组件用无铅锡基焊料及其制备方法
技术领域
本发明属于太阳能光伏组件制备技术领域,具体涉及一种太阳能光伏组件用无铅锡基焊料及其制备方法。
背景技术
中国太阳能资源非常丰富,理论储量达每年17000亿吨标准煤。太阳能资源开发利用的潜力非常广阔。中国光伏发电产业于20世纪70年代起步,90年代中期进入稳步发展时期。太阳电池及组件产量逐年稳步增加。经过30多年的努力,已迎来了快速发展的新阶段。在“光明工程”先导项目和“送电到乡”工程等国家项目及世界光伏市场的有力拉动下,中国光伏发电产业迅猛发展。
在光电产业中,太阳能光伏组件的构装方式仍然以锡铅合金的焊接为主。多年来,锡铅合金作为一种软钎焊合金,被广泛用于太阳能光伏组件的组装上,其钎焊温度低,不会对热敏感的电子器件造成热损伤,锡铅合金钎焊性能和机械性能优异,应用广泛,可靠性好。
然而铅是一种有害物质,人体通过呼吸、进食、皮肤吸收等都有可能吸收铅和气化合物,铅被人体器官摄取后,将抑制蛋白质的正常合成功能,危害人体中枢神经,造成精神混乱、呆滞、生育功能障碍、贫血、高血压等慢性疾病。铅对儿童的危害更大,会影响智商和身体发育。电子工业中大量使用的锡铅合金焊料是造成污染的重要来源之一,在制造和使用锡铅合金焊料的过程中,由于锡铅合金焊料的熔化温度较高,有大量的铅蒸气逸出,将严重影响操作人员的身体健康。并且铅对环境的破坏也是非常严重的。考虑到铅对人体和环境的危害,应大力发展无铅锡基焊料,摒弃使用含铅锡基焊料。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足,提供一种制备工艺简单、钎焊性能优良的太阳能光伏组件用无铅锡基焊料。该太阳能光伏组件用无铅锡基焊料的熔点温度低,表面光泽度好,表面抗氧化能力强,湿润性能优良,焊接质量好,经济环保,对人身体健康无威胁,适于大规模工业化生产。
为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案是:一种太阳能光伏组件用无铅锡基焊料,其特征在于,由以下质量百分比的成分组成:锑0.05%~0.15%,银0.01%~0.05%,铜0.1%~0.4%,铟0.01%~0.05%,铋0.2%~0.5%,镓0.06~0.10%,磷0.02~0.09%,余量为锡和不可避免的杂质。
上述的一种太阳能光伏组件用无铅锡基焊料,其特征在于,由以下质量百分比的成分组成:锑0.07%~0.1%,银0.02%~0.04%,铜0.2%~0.4%,铟0.02%~0.05%,铋0.35%~0.45%,镓0.08~0.10%,磷0.03~0.08%,余量为锡和不可避免的杂质。
上述的一种太阳能光伏组件用无铅锡基焊料,其特征在于,由以下质量百分比的成分组成:锑0.08%,银0.03%,铜0.3%,铟0.03%,铋0.4%,镓0.08%,磷0.04%,余量为锡和不可避免的杂质。
上述的一种太阳能光伏组件用无铅锡基焊料,其特征在于,由以下质量百分比的成分组成:锑0.09%,银0.03%,铜0.2%,铟0.04%,铋0.45%,镓0.09%,磷0.05%,余量为锡和不可避免的杂质。
另外,本发明还提供了一种制备上述太阳能光伏组件用无铅锡基焊料的方法,其特征在于,该方法为:按质量百分比分别称取锑、银、铜、铟、铋、镓、锡和磷,然后将称取后的锑、银、铜、铟、铋、镓、锡和磷一起放入熔炼炉中,在惰性气氛或真空条件下进行熔炼,随炉冷却后得到太阳能光伏组件用无铅锡基焊料。
上述的方法,其特征在于,所述熔炼的温度为500℃~550℃,所述熔炼的时间为1h~3h。
本发明的太阳能光伏组件用无铅锡基焊料的理论熔点为220℃,使用温度为240℃左右,在实际焊接过程中,可根据实践经验对本发明的太阳能光伏组件用无铅锡基焊料的使用温度进行适当调整。
本发明与现有技术相比具有以下优点:
1、本发明通过加入微量的银,能够增加焊料合金的湿润性能。
2、本发明在无铅锡基焊料中将引入元素Sb,能够显著减少由于Pb含量的缺乏导致性能下降的问题;改善焊料的润湿性能,使疲劳寿命延长。
3、本发明加入适量Bi元素,降低合金焊料的熔点,可使焊料熔点降低到220℃左右,提高焊料合金的蠕变特性,Bi也是有效抑制“锡瘟”和锡晶须产生的元素之一。
4、本发明加入Ga,添加Ga主要起到两方面的作用:一是通过添加少量的Ga降低焊料合金熔点,改善热浸镀实际操作温度过高问题,二是通过添加的Ga能与Sn固溶,改善合金焊料的湿润性及提高热浸度层的耐高温变色问题。
5、本发明通过添加P阻止无铅焊料合金表面氧化物的生成量,经大量研究发现,添加0.02%~0.09%的P可以有效的阻止无铅焊料合金表面的氧化程度,因为元素P的集肤效应在焊料表面形成高度亲氧集肤层薄膜,改变了原疏松的Sn氧化物结构,形成了一层致密的表面膜,阻止焊料合金直接与空气中氧直接接触,有效阻止无铅焊料合金表面地进一步氧化,保证合金焊料的可焊性。
6、本发明加入适量的铟,能够为焊料提供一个相对低的熔点,并且可增加其可焊性和焊带表面的光泽度;铜是高导热性金属,在太阳能光伏组件用无铅锡基焊料中加入一定比例的铜,可以显著提高焊料的导热性能。
7、本发明经长期研究发现,在本发明的太阳能光伏组件用无铅锡基焊料中,铜含量不能超过0.4%,因为如果铜含量过高,会在焊料浴中形成不溶解的高熔点Sn-Cu金属间化合物,该Sn-Cu金属间化合物附着于被处理物的工作周围,导致焊接质量大大降低。
8、本发明的太阳能光伏组件用无铅锡基焊料的熔点温度低,表面光泽度好,表面抗氧化能力强,湿润性能优良,焊接质量好,经济环保,对人身体健康无威胁,适于大规模工业化生产。
下面结合实施例对本发明作进一步详细说明。
具体实施方式
实施例1
本实施例的太阳能光伏组件用无铅锡基焊料,由以下质量百分比的成分组成:
锑0.08%,银0.03%,铜0.3%,铟0.03%,铋0.4%,镓0.08%,磷0.04%,余量为锡和不可避免的杂质。
本实施例的太阳能光伏组件用无铅锡基焊料的制备方法为:按质量百分比分别称取锑、银、铜、铟、铋、镓、锡和磷,然后将称取后的锑、银、铜、铟、铋、镓、锡和磷一起放入熔炼炉中,在惰性气氛或真空条件下进行熔炼,熔炼温度为500℃,熔炼时间为2h,随炉冷却后得到太阳能光伏组件用无铅锡基焊料。
本实施例制备的太阳能光伏组件用无铅锡基焊料的熔点温度低,表面光泽度好,表面抗氧化能力强,湿润性能优良,焊接质量好,经济环保,对人身体健康无威胁,适于大规模工业化生产。
实施例2
本实施例的太阳能光伏组件用无铅锡基焊料,由以下质量百分比的成分组成:
锑0.09%,银0.03%,铜0.2%,铟0.04%,铋0.45%,镓0.09%,磷0.05%,余量为锡和不可避免的杂质。
本实施例的太阳能光伏组件用无铅锡基焊料的制备方法为:按质量百分比分别称取锑、银、铜、铟、铋、镓、锡和磷,然后将称取后的锑、银、铜、铟、铋、镓、锡和磷一起放入熔炼炉中,在惰性气氛或真空条件下进行熔炼,熔炼温度为550℃,熔炼时间为2h,随炉冷却后得到太阳能光伏组件用无铅锡基焊料。
本实施例制备的太阳能光伏组件用无铅锡基焊料的熔点温度低,表面光泽度好,表面抗氧化能力强,湿润性能优良,焊接质量好,经济环保,对人身体健康无威胁,适于大规模工业化生产。
实施例3
本实施例的太阳能光伏组件用无铅锡基焊料,由以下质量百分比的成分组成:
锑0.07%,银0.04%,铜0.4%,铟0.02%,铋0.45%,镓0.08%,磷0.08%,余量为锡和不可避免的杂质。
本实施例的太阳能光伏组件用无铅锡基焊料的制备方法为:按质量百分比分别称取锑、银、铜、铟、铋、镓、锡和磷,然后将称取后的锑、银、铜、铟、铋、镓、锡和磷一起放入熔炼炉中,在惰性气氛或真空条件下进行熔炼,熔炼温度为500℃,熔炼时间为3h,随炉冷却后得到太阳能光伏组件用无铅锡基焊料。
本实施例制备的太阳能光伏组件用无铅锡基焊料的熔点温度低,表面光泽度好,表面抗氧化能力强,湿润性能优良,焊接质量好,经济环保,对人身体健康无威胁,适于大规模工业化生产。
实施例4
本实施例的太阳能光伏组件用无铅锡基焊料,由以下质量百分比的成分组成:
锑0.1%,银0.02%,铜0.2%,铟0.05%,铋0.35%,镓0.10%,磷0.03%,余量为锡和不可避免的杂质。
本实施例的太阳能光伏组件用无铅锡基焊料的制备方法为:按质量百分比分别称取锑、银、铜、铟、铋、镓、锡和磷,然后将称取后的锑、银、铜、铟、铋、镓、锡和磷一起放入熔炼炉中,在惰性气氛或真空条件下进行熔炼,熔炼温度为550℃,熔炼时间为1h,随炉冷却后得到太阳能光伏组件用无铅锡基焊料。
本实施例制备的太阳能光伏组件用无铅锡基焊料的熔点温度低,表面光泽度好,表面抗氧化能力强,湿润性能优良,焊接质量好,经济环保,对人身体健康无威胁,适于大规模工业化生产。
实施例5
本实施例的太阳能光伏组件用无铅锡基焊料,由以下质量百分比的成分组成:
锑0.15%,银0.05%,铜0.4%,铟0.01%,铋0.5%,镓0.06%,磷0.02%,余量为锡和不可避免的杂质。
本实施例的太阳能光伏组件用无铅锡基焊料的制备方法为:按质量百分比分别称取锑、银、铜、铟、铋、镓、锡和磷,然后将称取后的锑、银、铜、铟、铋、镓、锡和磷一起放入熔炼炉中,在惰性气氛或真空条件下进行熔炼,熔炼温度为550℃,熔炼时间为3h,随炉冷却后得到太阳能光伏组件用无铅锡基焊料。
本实施例制备的太阳能光伏组件用无铅锡基焊料的熔点温度低,表面光泽度好,表面抗氧化能力强,湿润性能优良,焊接质量好,经济环保,对人身体健康无威胁,适于大规模工业化生产。
实施例6
本实施例的太阳能光伏组件用无铅锡基焊料,由以下质量百分比的成分组成:锑0.05%,银0.01%,铜0.1%,铟0.05%,铋0.2%,镓0.10%,磷0.09%,余量为锡和不可避免的杂质。
本实施例的太阳能光伏组件用无铅锡基焊料的制备方法为:按质量百分比分别称取锑、银、铜、铟、铋、镓、锡和磷,然后将称取后的锑、银、铜、铟、铋、镓、锡和磷一起放入熔炼炉中,在惰性气氛或真空条件下进行熔炼,熔炼温度为550℃,熔炼时间为3h,随炉冷却后得到太阳能光伏组件用无铅锡基焊料。
本实施例制备的太阳能光伏组件用无铅锡基焊料的熔点温度低,表面光泽度好,表面抗氧化能力强,湿润性能优良,焊接质量好,经济环保,对人身体健康无威胁,适于大规模工业化生产。
以上所述,仅是本发明的较佳实施例,并非对本发明作任何限制。凡是根据发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变化,均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (6)

1.一种太阳能光伏组件用无铅锡基焊料,其特征在于,由以下质量百分比的成分组成:锑0.05%~0.15%,银0.01%~0.05%,铜0.1%~0.4%,铟0.01%~0.05%,铋0.2%~0.5%,镓0.06%~0.10%,磷0.02%~0.09%,余量为锡和不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的一种太阳能光伏组件用无铅锡基焊料,其特征在于,由以下质量百分比的成分组成:锑0.07%~0.1%,银0.02%~0.04%,铜0.2%~0.4%,铟0.02%~0.05%,铋0.35%~0.45%,镓0.08%~0.10%,磷0.03%~0.08%,余量为锡和不可避免的杂质。
3.根据权利要求2所述的一种太阳能光伏组件用无铅锡基焊料,其特征在于,由以下质量百分比的成分组成:锑0.08%,银0.03%,铜0.3%,铟0.03%,铋0.4%,镓0.08%,磷0.04%,余量为锡和不可避免的杂质。
4.根据权利要求2所述的一种太阳能光伏组件用无铅锡基焊料,其特征在于,由以下质量百分比的成分组成:锑0.09%,银0.03%,铜0.2%,铟0.04%,铋0.45%,镓0.09%,磷0.05%,余量为锡和不可避免的杂质。
5.一种制备如权利要求1至4中任一项权利要求所述的太阳能光伏组件用无铅锡基焊料的方法,其特征在于,该方法为:按质量百分比分别称取锑、银、铜、铟、铋、镓、锡和磷,然后将称取后的锑、银、铜、铟、铋、镓、锡和磷一起放入熔炼炉中,在惰性气氛或真空条件下进行熔炼,随炉冷却后得到太阳能光伏组件用无铅锡基焊料。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述熔炼的温度为500℃~550℃,熔炼的时间为1h~3h。
CN201210439355.1A 2012-11-06 2012-11-06 一种太阳能光伏组件用无铅锡基焊料及其制备方法 Pending CN103801853A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201210439355.1A CN103801853A (zh) 2012-11-06 2012-11-06 一种太阳能光伏组件用无铅锡基焊料及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201210439355.1A CN103801853A (zh) 2012-11-06 2012-11-06 一种太阳能光伏组件用无铅锡基焊料及其制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN103801853A true CN103801853A (zh) 2014-05-21

Family

ID=50699494

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201210439355.1A Pending CN103801853A (zh) 2012-11-06 2012-11-06 一种太阳能光伏组件用无铅锡基焊料及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103801853A (zh)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104400248A (zh) * 2014-10-24 2015-03-11 云南锡业锡材有限公司 一种光伏用锡合金焊料、制备方法及用途
CN107498211A (zh) * 2017-10-18 2017-12-22 镇江市锶达合金材料有限公司 一种无铅焊接用材料及其制备方法
CN108393608A (zh) * 2018-02-13 2018-08-14 西安泰力松新材料股份有限公司 一种光伏焊带用无铅合金焊料及其制备方法
CN108544124A (zh) * 2018-04-26 2018-09-18 深圳市亿铖达工业有限公司 一种Sn-Bi系低温钎料及其制备方法
CN108555472A (zh) * 2017-12-29 2018-09-21 西安泰力松新材料股份有限公司 一种光伏焊带合金焊料及其制备方法
CN109366037A (zh) * 2018-11-05 2019-02-22 东莞市千岛金属锡品有限公司 一种抗铜侵蚀高温无铅焊料及其制备方法
CN114227058A (zh) * 2021-12-29 2022-03-25 江苏太阳科技股份有限公司 一种低温抗氧化复合焊料及其制备方法和应用
CN115194363A (zh) * 2022-08-23 2022-10-18 无锡市斯威克科技有限公司 低熔点无铅焊料、低熔点无铅焊带及制备方法和应用

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104400248A (zh) * 2014-10-24 2015-03-11 云南锡业锡材有限公司 一种光伏用锡合金焊料、制备方法及用途
CN107498211A (zh) * 2017-10-18 2017-12-22 镇江市锶达合金材料有限公司 一种无铅焊接用材料及其制备方法
CN108555472A (zh) * 2017-12-29 2018-09-21 西安泰力松新材料股份有限公司 一种光伏焊带合金焊料及其制备方法
CN108555472B (zh) * 2017-12-29 2020-12-01 西安泰力松新材料股份有限公司 一种光伏焊带合金焊料及其制备方法
CN108393608A (zh) * 2018-02-13 2018-08-14 西安泰力松新材料股份有限公司 一种光伏焊带用无铅合金焊料及其制备方法
CN108393608B (zh) * 2018-02-13 2020-12-01 西安泰力松新材料股份有限公司 一种光伏焊带用无铅合金焊料及其制备方法
CN108544124A (zh) * 2018-04-26 2018-09-18 深圳市亿铖达工业有限公司 一种Sn-Bi系低温钎料及其制备方法
CN109366037A (zh) * 2018-11-05 2019-02-22 东莞市千岛金属锡品有限公司 一种抗铜侵蚀高温无铅焊料及其制备方法
CN114227058A (zh) * 2021-12-29 2022-03-25 江苏太阳科技股份有限公司 一种低温抗氧化复合焊料及其制备方法和应用
CN115194363A (zh) * 2022-08-23 2022-10-18 无锡市斯威克科技有限公司 低熔点无铅焊料、低熔点无铅焊带及制备方法和应用
CN115194363B (zh) * 2022-08-23 2024-03-12 无锡市斯威克科技有限公司 低熔点无铅焊料、低熔点无铅焊带及制备方法和应用

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103801853A (zh) 一种太阳能光伏组件用无铅锡基焊料及其制备方法
WO2017101436A1 (zh) 一种合金焊料、其制备方法及应用
CN101417375B (zh) 一种电子元件焊接用的无铅焊料合金
CN101348875A (zh) 一种锡铋铜型低温无铅焊料合金
CN104889592A (zh) 一种用于太阳能电池组件互连条上的焊料
CN103406686A (zh) 一种含钴Sn-Bi系高强度无铅低温焊料
CN102174676A (zh) 太阳能电池用锡铟锑系无铅焊料镀锡铜带的制备方法
CN101157162A (zh) 具有抗氧化性能的SnAgCu无铅钎料
CN102152022A (zh) 一种高抗氧耐蚀SnZn基无铅钎料
CN102152021A (zh) 太阳能电池热浸镀用无铅焊料及制备方法
CN108465971A (zh) 一种低熔点Sn-Zn-Bi钎料合金的制备方法
CN101880792A (zh) 一种铝软钎焊用抗腐蚀及抗氧化无铅焊料合金
CN104801877A (zh) 一种用于太阳能电池组件汇流带上的焊料及其制备方法
CN102962600A (zh) 一种多元合金无铅焊料及其制备方法
CN108544122A (zh) 一种光伏焊带用抗氧化钎料合金及其制备方法
CN108544123A (zh) 一种光伏焊带用锡铅铟基钎料合金及其制备方法
CN101585120A (zh) 一种锡锌基无铅钎料合金
CN109732238B (zh) 一种光伏焊带用锡银基钎料合金及其制备方法
CN106041355A (zh) 一种铜基钎焊膏
CN108546846A (zh) 一种光伏焊带用低熔点无铅钎料合金及其制备方法
CN110549030A (zh) 一种用于hit异质结的光伏焊带的低温焊料及制备方法
CN106862798A (zh) 一种无隔银基焊料及其制备方法
CN104191101B (zh) 一种含钯的少缺欠洁净Sn-Zn钎料及其制备方法
CN106312362A (zh) 一种led用低温焊接材料及其制备方法
CN100496861C (zh) 一种锡锌硒合金焊料

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20140521