CN114227058A - 一种低温抗氧化复合焊料及其制备方法和应用 - Google Patents

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张群
胡小刚
张伟
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Abstract

本发明涉及光伏组件加工技术领域，特别是涉及一种低温抗氧化复合焊料及其制备方法和应用，所述低温抗氧化复合焊料包括以下重量份数的组分：Sn料：35～39份；Bi料：40～44份；Pb料：19～24份；抗氧化剂：0.5～1.5份。本发明提供的低温抗氧化复合焊料原料来源充足、生产成本低，制备方法简单，易操作，熔点低，能够降低焊接温度，满足基本的机械性能要求，且抗氧化能力强，耐腐蚀，可以配合HIT组件的工艺生产。

Description

一种低温抗氧化复合焊料及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及光伏组件加工技术领域，特别是涉及一种低温抗氧化复合焊料及其制备方法和应用。
背景技术
焊带又称镀锡铜带或涂锡铜带，包括汇流带和互联条，常应用于光伏组件电池片之间的连接，起导电聚电作用，是光伏组件焊接过程中的重要原材料。而焊带质量的好坏将直接影响到光伏组件电流的收集效率，对光伏组件的功率影响很大。而焊料是用于填加到焊缝、堆焊层和钎缝中的金属合金材料的总称，包括焊丝、焊条、钎料等。
目前行业内提倡降本增效，市场上焊料的焊接温度通常在180℃～230℃，很难实现低温焊接，光伏组件的功率低，不适用于变薄的发电板等新产品，且生产成本较高。目前常用的焊料除了需要满足基本的机械性能要求，导电性能、抗氧化性能和抗拉性能等方面还有待优化。
发明内容
本发明的目的在于提供一种低温抗氧化复合焊料及其制备方法和应用，以解决上述背景技术中提出的问题。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种低温抗氧化复合焊料，包括以下重量份数的组分：
Sn料：35～39份；
Bi料：40～44份；
Pb料：19～24份；
抗氧化剂：0.5～1.5份，用于避免上述组分氧化。
优选的，所述焊料的厚度为0.02～0.029mm。
优选的，所述焊料的双层厚度为0.04～0.05mm。
优选的，所述Bi料选自Bi或Bi系合金材料。
优选的，所述Pb料选自Pb或Pb系合金材料。
作为本发明进一步方案，所述抗氧化剂选自P、Ag、Cu、Fe、Al、Zn、Mg、Cd、Ga、Sb、In、Ge及稀土元素中的至少一种。
本发明还提供了一种基于上述低温抗氧化复合焊料的制备方法，具体包括以下步骤：
S1、将Sn料加热至熔融状态，依次加入Bi料和Pb料，维持Sn料熔融温度并不断搅拌，混合均匀得到原料混合物；
S2、向S1得到的原料混合物中加入抗氧化剂，保持材料熔融温度使抗氧化剂均匀分散在原料混合物中，快速冷却至室温，得到低温抗氧化复合焊料。
本发明还提供了一种低温抗氧化复合焊料在光伏组件加工中的应用。
本发明还提供了一种低温抗氧化复合焊料在焊带加工中的应用。
进一步地，所述低温抗氧化复合焊料用于130℃～170℃的低温焊带加工。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.本发明原料来源充足、生产成本低，制备方法简单，易操作，熔点低，能够降低焊接温度，可以配合HIT组件的工艺生产。
2.本发明提供的低温抗氧化复合焊料能够满足基本的机械性能要求，且抗氧化能力强，耐腐蚀。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明。优选实施例并未详尽叙述所有细节，也不限制该发明仅为所述具体实施方式。若如无特别说明，实施例中的方法均为实验常规方法，所使用的实验材料均可容易地从商业公司获取。
实施例1-3及对比例1-3：
本申请提供了一种低温抗氧化复合焊料的制备方法，具体包括以下步骤：
S1、将Sn料加热至熔融状态，依次加入Bi料和Pb料，维持Sn料熔融温度并不断搅拌，混合均匀得到原料混合物；
S2、向S1得到的原料混合物中加入抗氧化剂，保持材料熔融温度使抗氧化剂均匀分散在原料混合物中，快速冷却至室温，得到低温抗氧化复合焊料。
分别以实施例1-3和对比例1-3的焊料制备出对应的低温抗氧化复合焊带，其原料组分重量份数见表1，其中无氧铜基材选用GB/T 11091-1005标准TUI无氧铜，紫铜基材选用GB/T 5231-2012标准T1紫铜。
表1：
原料名称 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 对比例1 对比例2 对比例3
Sn 35 37 38 39 60 60 53
Bi 40 42 41 40.5 40 38 10
Pb 24 20 20 19 0 2 37
P 0.5 0.5 / 0.5 / / /
Ga 0.5 / 0.5 0.5 / / /
In / 0.5 0.5 0.5 / / /
熔点 165±5℃ 152±5℃ 145±5℃ 135±5℃ 190±5℃ 186±5℃ 178±5℃
无氧铜基材 TU1 / / TU1 / TU1 TU1
紫铜基材 / T1 T1 / T1 / /
分别按标准测试对制备出的低温抗氧化复合焊带进行测定，实施例1-4及对比例1-3制备出的低温抗氧化复合焊带的性能测定结果如表2所示。
表2：
测试项目 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 对比例1 对比例2 对比例3
熔点/℃ 165±5 152±5 145±5 135±5 190±5 186±5 178±5
延伸率A/％ 28.2 28.8 29.2 29.8 23.2 23.4 24.1
侧向弯曲/‰ 3.7 3.6 3.7 3.8 4.9 5.0 4.8
抗拉强度Rm/MPa 228 222 215 210 160 165 168
电阻率/(mm<sup>2</sup>·m) 0.145 0.141 0.136 0.120 0.188 0.185 0.172
低温性能 无开裂 无开裂 无开裂 无开裂 易开裂 易开裂 无开裂
结合表1和表2可知，与对比例1-3相比，本发明实施例1-4制备出的焊料可应用在光伏组件中的焊带生产中，实施例1-4制备出的低温抗氧化焊带的熔点低，且本发明提供的低温抗氧化焊带延伸率均大于25％、抗拉强度均大于200Mpa、电阻率低于0.15mm2/m，比对比例1-3提供的普通焊带的机械性能好，低温后均无开裂，能够实现130～170℃的低温焊接。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并未详尽叙述所有细节，也不限制该发明仅为所述具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (10)

1.一种低温抗氧化复合焊料，其特征在于，包括以下重量份数的组分：
Sn料：35～39份；
Bi料：40～44份；
Pb料：19～24份；
抗氧化剂：0.5～1.5份，用于避免上述组分氧化。
2.根据权利要求1所述的低温抗氧化复合焊料，其特征在于，所述焊料的厚度为0.02～0.029mm。
3.根据权利要求1所述的低温抗氧化复合焊料，其特征在于，所述焊料的双层厚度为0.04～0.05mm。
4.根据权利要求1所述的低温抗氧化复合焊料，其特征在于，所述Bi料选自Bi或Bi系合金材料。
5.根据权利要求1所述的低温抗氧化复合焊料，其特征在于，所述Pb料选自Pb或Pb系合金材料。
6.根据权利要求1-5中任意一项所述的低温抗氧化复合焊料，其特征在于，所述抗氧化剂选自P、Ag、Cu、Fe、Al、Zn、Mg、Cd、Ga、Sb、In、Ge及稀土元素中的至少一种。
7.一种基于权利要求6所述的低温抗氧化复合焊料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将Sn料加热至熔融状态，依次加入Bi料和Pb料，维持Sn料熔融温度并不断搅拌，混合均匀得到原料混合物；
S2、向S1得到的原料混合物中加入抗氧化剂，保持材料熔融温度使抗氧化剂均匀分散在原料混合物中，快速冷却至室温，得到低温抗氧化复合焊料。
8.一种如权利要求6所述的低温抗氧化复合焊料在光伏组件加工中的应用。
9.根据权利要求8所述的低温抗氧化复合焊料的应用，其特征在于，所述低温抗氧化复合焊料用于焊带加工。
10.根据权利要求8所述的低温抗氧化复合焊料的应用，其特征在于，所述低温抗氧化复合焊料用于130℃～170℃的低温焊带加工。
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