RU2769855C1

RU2769855C1 - Flux-free method for producing tinned copper wire coated with an alloy based on tin and indium

Info

Publication number: RU2769855C1
Application number: RU2021119339A
Authority: RU
Inventors: Владислав Львович Семенов; Рустам Иванович Александров; Михаил Владимирович Кузьмин; Лина Геннадьевна Рогожина; Кристина Юрьевна Иванова; Алиса Олеговна Патьянова
Priority date: 2021-06-30
Filing date: 2021-06-30
Publication date: 2022-04-07

Abstract

FIELD: wire production.

SUBSTANCE: invention relates to the production of tinned copper wire. The method includes degreasing copper wire, washing in demineralized water, obtaining a first microscopic adhesive layer of an alloy of tin and indium, obtaining a second layer by immersion in an alloy based on tin and indium, drying in air. The first layer is obtained by electrochemical deposition at a temperature of 20-35°C, a cathodic current density of 20-80 A/dm² with a current efficiency of 95-98% in an electrolyte containing tin sulfate, sulfuric acid and a copolymer of dimethicone and polyethylene glycol, indium sulfate, isopropyl alcohol, glycerin. The second layer is obtained by dipping the wire into a tin-indium-based alloy melt, in which the wire is pulled through the tin-indium-based alloy melt in a tinning bath at a speed of 140-260 m/min at a temperature of the tin-indium-based solder melt 80-120°C, and remove excess melt from its surface by pulling through a die with a diameter of 265-310 microns. The thickness of the first layer of tin and indium is 0.1-1.0 microns, and the thickness of the second layer of tin and indium is 2.5-5 microns, while the ratio of the coating thickness to the diameter of the wire is 0.02-0.04.

EFFECT: obtaining a tinned copper wire with a coating of the required thickness, uniformity, density and with an indium content of 40-52 wt. % sufficient for soldering the electrodes of solar modules and ensuring reliable electrical contact with the silver-containing contact grid.

1 cl, 1 tbl, 7 ex

Description

Изобретение относится к способу получения луженой медной проволоки и, в частности, к способу покрытия сплавом олова поверхности медной проволоки и к луженой медной проволоке, полученной этим способом для использования в качестве электродов солнечных элементов.The invention relates to a method for producing tinned copper wire and, in particular, to a method for coating the surface of a copper wire with a tin alloy and to a tinned copper wire obtained by this method for use as solar cell electrodes.

Медная проволока подходит для производства выводов электронных компонентов и полных печатных плат, проводов. Медный провод, используемый для электродов модулей солнечных элементов и других электронных изделий для улучшения коррозионной стойкости и стойкости к окислению и обеспечения пайки покрывается припоем.Copper wire is suitable for the production of electronic component leads and complete printed circuit boards, wires. The copper wire used for electrodes of solar cell modules and other electronic products is coated with solder to improve corrosion and oxidation resistance and ensure soldering.

Луженая круглая медная проволока обычно производится методом горячего погружения, то есть неизолированная медная проволока непрерывно и быстро пропускается через резервуар с расплавленным сплавом олова, жидкий сплав олова прикрепляется к поверхности медной проволоки, а затем охлаждается и затвердевает на воздухе. Этот процесс, по сути, представляет собой процесс смачивания и диффузии. В то же время это также процесс, при котором жидкий сплав олова на поверхности медной проволоки покидает ванну со сплавом, чтобы течь и кристаллизоваться. Таким образом, процесс производства луженой медной проволоки, состоящий из плавления сплава олова и горячего погружения, также оказывает большее влияние на характеристики продукта. При этом с постоянным развитием электронных компонентов и оборудования растут и требования к луженой проволоке. С одной стороны, на поверхности медных проводов часто бывают масляные пятна, пятна от воды, окисления и т.д., из-за которых поверхность медных проводов не покрывается оловом частично или толщина и плотность покрытия недостаточны. Хотя и медные провода подвергаются поверхностной активационной обработке перед нанесением горячего покрытия, на поверхности медной проволоки появляются дефекты качества, которые невозможно устранить полностью, и возникает проблема недостаточной толщины и отсутствия покрытия медной проволоки, в результате слой сплава олова не защищает медную подложку. С другой стороны, при горячем лужении медной проволоки сплавом олова, происходит одновременно загрязнение слава частицами меди. Температура плавления сплава увеличивается, также увеличивается вязкость, тем самым уменьшая смачиваемость между сплавом и медной проволокой, что сказывается на однородности получаемого покрытия. В связи с этим возникают проблемы, связанные с недостаточной толщиной и отсутствием покрытия, что снижает термостойкость и сопротивление солевому туману луженой медной проволоки, что делает ее неспособной соответствовать требованиям электронных компонентов.Tinned round copper wire is usually produced by the hot dip method, that is, the bare copper wire is continuously and rapidly passed through the molten tin alloy tank, the liquid tin alloy is attached to the surface of the copper wire, and then cooled and solidified in air. This process is essentially a wetting and diffusion process. At the same time, it is also a process in which the liquid tin alloy on the surface of the copper wire leaves the alloy bath to flow and crystallize. Therefore, the production process of tinned copper wire, consisting of tin alloy melting and hot dipping, also has a greater impact on product performance. At the same time, with the constant development of electronic components and equipment, the requirements for tinned wire are also increasing. On the one hand, there are often oil stains, water stains, oxidation stains, etc. on the surface of copper wires, due to which the surface of copper wires is not partially covered with tin or the coating thickness and density are insufficient. Although copper wires are subjected to surface activation treatment before hot plating, quality defects appear on the surface of the copper wire that cannot be completely eliminated, and there is a problem of insufficient thickness and lack of coating of the copper wire, as a result, the tin alloy layer does not protect the copper substrate. On the other hand, during hot tinning of copper wire with a tin alloy, contamination with copper particles occurs simultaneously. The melting temperature of the alloy increases, and the viscosity also increases, thereby reducing the wettability between the alloy and the copper wire, which affects the uniformity of the resulting coating. Therefore, there are problems with insufficient thickness and lack of coating, which reduces the heat resistance and salt spray resistance of tinned copper wire, making it unable to meet the requirements of electronic components.

Кроме того, характеристики луженых круглых выводов, используемых для электронных компонентов, часто бывают большими, и требуется, чтобы слой покрытия имел определенную толщину. Существующий процесс нанесения покрытия методом горячего погружения также затрудняет обеспечение однородности медной проволоки с требуемой толщиной покрытия.In addition, the characteristics of tinned round leads used for electronic components are often large, and the plating layer is required to have a certain thickness. The existing hot dip plating process also makes it difficult to ensure that the copper wire is uniform with the required coating thickness.

Другой проблемой, которая имеет значение применительно к свинцово-оловянным припоям и другим сплавам, является накопление шлака на припое. Шлак представляет собой скопление оксидов металлов в припое. В шлак может уходить значительное количество припоя, после чего шлак необходимо обрабатывать для извлечения и повторного использования металла. Даже если шлак не виден, небольшое его количество на поверхности расплавленного припоя может привести к возникновению перемычек из припоя между близко расположенными друг от друга выводами и/или невозможности смачивания паяемых поверхностей, в результате чего получаются незавершенные или плохие соединения.Another issue that is of concern with lead-tin solders and other alloys is the buildup of slag on the solder. Slag is an accumulation of metal oxides in solder. A significant amount of solder can go into the slag, after which the slag must be processed to extract and reuse the metal. Even if the slag is not visible, a small amount of slag on the surface of the molten solder can cause solder bridges between closely spaced leads and/or failure to wet the solder surfaces, resulting in incomplete or poor connections.

Для устранения этих недостатков используются различные приемы, например изменение состава сплава олова, изменение состава флюса, либо его исключение, а также повышение температуры горячего лужения и т.д.To eliminate these shortcomings, various methods are used, for example, changing the composition of the tin alloy, changing the composition of the flux, or eliminating it, as well as increasing the temperature of hot tinning, etc.

Известен способ лужения медной проволоки погружением в расплавленный припой (SU 1391816), включающий отжиг, флюсование, горячую металлизацию, калибрование, отличающийся тем, что, с целью повышения качества лужения и производительности процесса, проволоку в процессе флюсования пластически деформируют волочением с суммарным обжатием 5-30%, а отжиг производят непосредственно перед флюсованием, отжиг проводят при температуре 400-450°С.A known method of tinning copper wire by immersion in molten solder (SU 1391816), including annealing, fluxing, hot metallization, calibration, characterized in that, in order to improve the quality of tinning and process productivity, the wire in the fluxing process is plastically deformed by drawing with a total reduction of 5- 30%, and annealing is carried out immediately before fluxing, annealing is carried out at a temperature of 400-450°C.

Недостатками этого способа является наличие остатков флюса на получаемой проволоке, которые при проведении отжига приводит к образованию различных окислов, приводящие к снижению адгезионной прочности наносимого покрытия, тем самым оказывая негативное влияние на качестве луженой медной проволоки и результате пайки.The disadvantages of this method are the presence of flux residues on the resulting wire, which during annealing leads to the formation of various oxides, leading to a decrease in the adhesive strength of the applied coating, thereby adversely affecting the quality of the tinned copper wire and the soldering result.

Известен способ нанесения покрытия на металлическую проволоку (SU 355809), включающий протягивание проволоки через расплав металла-покрытия и удаление с ее поверхности излишка расплава протягиванием через сглаживающее очко при нагревании последнего до температуры расплава металла-покрытия.A method of coating a metal wire is known (SU 355809), which includes drawing the wire through the melt of the coating metal and removing excess melt from its surface by pulling through a smoothing point when the latter is heated to the temperature of the coating metal melt.

Недостатками этого способа является получение покрытия луженой проволоки с неоднородной плотностью и наличием микропустот и раковин, в результате чего при пайке солнечных элементов получаются незавершенные или плохие соединения, что приводит к увеличению брака.The disadvantages of this method is the production of a coating of tinned wire with a non-uniform density and the presence of microvoids and shells, resulting in incomplete or poor connections when soldering solar cells, which leads to an increase in rejects.

Известен способ получения медной проволоки с покрытием сплавом олова и индия (CN 103950244), содержащий сердечник из бескислородной медной проволоки, отличающаяся тем, что: сердечник некислородной медной проволоки покрыт слоем покрытия из сплава олова и индия с материалом из сплава олова и индия, имеющего содержание индия 8%, включающий стадии: А - изготовления медных стержней; В - протягивание вышеуказанного медного стержня через волочильную машину для получения сердечника из бескислородной медной проволоки; С - очистка поверхности сердечника бескислородной медной проволоки; D - отжиг, охлаждение, очистка; Е - травление, горячее лужение.A known method for producing copper wire coated with an alloy of tin and indium (CN 103950244), containing a core of oxygen-free copper wire, characterized in that: indium 8%, including stages: A - manufacturing of copper rods; B - pulling the above copper rod through a drawing machine to obtain a core of oxygen-free copper wire; C - cleaning the surface of the core of the oxygen-free copper wire; D - annealing, cooling, cleaning; E - pickling, hot tinning.

Недостатками этого способа является то, что существующая технология не позволяет получать однородные покрытия луженой проволоки необходимой толщины с содержанием индия выше 40%, в результате чего при пайке солнечных элементов получаются незавершенные или плохие соединения, что приводит к увеличению брака.The disadvantages of this method is that the existing technology does not allow obtaining uniform coatings of tinned wire of the required thickness with an indium content above 40%, resulting in incomplete or poor connections when soldering solar cells, which leads to an increase in rejects.

Наиболее близким является способ электроосаждения сплава олово-индий в электролите, содержащем сульфат олова, серную кислоту и препарат ОС-20, отличающийся тем, что содержание индия в сплаве составляет 0,5-56,0 мас. %, а в электролит вводят сульфат индия, формалин (37%-ный раствор), бутиндиол-1,4 (35%-ный раствор) при следующем соотношении компонентов, г/л:The closest is the method of electrodeposition of the tin-indium alloy in an electrolyte containing tin sulfate, sulfuric acid and preparation OS-20, characterized in that the content of indium in the alloy is 0.5-56.0 wt. %, and indium sulfate, formalin (37% solution), butyndiol-1,4 (35% solution) are introduced into the electrolyte in the following ratio of components, g/l:

сульфат олова (в пересчете на металл)tin sulfate (in terms of metal) 2-152-15 сульфат индия (в пересчете на металл)indium sulfate (in terms of metal) 2-302-30 серная кислотаsulfuric acid 90-10090-100 препарат ОС-20drug OS-20 1-21-2 формалин (37%-ный раствор)formalin (37% solution) 5-7 мл/л5-7 ml/l бутиндиол (35%-ный раствор)butyndiol (35% solution) 10-15 мл/л,10-15 ml/l,

и проводят осаждение при температуре 15-30°С, катодной плотности тока 0,5-7 А/дм² с выходом по току 37-98%.and carry out the deposition at a temperature of 15-30°C, cathode current density of 0.5-7 A/DM ² with a current output of 37-98%.

Недостатками этого способа является невозможность получения равномерного покрытия необходимой толщиной сплава по всей длине медной проволоки, достаточным для спаивания при температуре плавления сплава на основе олова и индия, а также надежного электрического контакта электродов с серебросодержащей контактной сеткой солнечных модулей.The disadvantages of this method are the impossibility of obtaining a uniform coating of the required thickness of the alloy along the entire length of the copper wire, sufficient for soldering at the melting temperature of the alloy based on tin and indium, as well as reliable electrical contact of the electrodes with the silver-containing contact grid of solar modules.

Задачей настоящего изобретения является создание способа получения однородной луженой медной проволоки, обладающей необходимой толщиной и плотностью покрытия, содержанием индия 40-52%, пластичностью, прочностью на разрыв, высокой проводимостью, который не требует флюсования, т.е. создание безфлюсовой технологии получения луженой медной проволоки.The objective of the present invention is to create a method for obtaining a homogeneous tinned copper wire with the required thickness and density of the coating, indium content of 40-52%, ductility, tensile strength, high conductivity, which does not require fluxing, i.e. creation of a flux-free technology for producing tinned copper wire.

Технический результат заключается в получении необходимой толщины и равномерности, плотностью покрытия луженой медной проволоки, с содержанием индия 40-52%, при котором сплава на основе олова и индия достаточно для спаивания электродов солнечных модулей и обеспечения надежного электрического контакта с серебросодержащей контактной сеткой, что способствует уменьшению омического сопротивления между фотоэлектрическими элементами солнечных модулей, повышение пластичности, проводимости, повышении прочности сцепления с медной основой при сохранении прочности на разрыв проволоки, предотвращении разрушению и отслаиванию покрытия, высокой производительности процесса, сохраняемости готового продукта. При этом необходимое соотношение толщины к диаметру проволоки составляет 0,02-0,04.The technical result consists in obtaining the required thickness and uniformity, coating density of tinned copper wire, with an indium content of 40-52%, at which the alloy based on tin and indium is sufficient to solder the electrodes of solar modules and ensure reliable electrical contact with the silver-containing contact grid, which contributes to reduction of ohmic resistance between photovoltaic elements of solar modules, increase in plasticity, conductivity, increase in adhesion strength to the copper base while maintaining the tensile strength of the wire, prevention of destruction and peeling of the coating, high process productivity, shelf life of the finished product. In this case, the required ratio of thickness to wire diameter is 0.02-0.04.

Технический результат достигается тем, что безфлюсовый способ получения луженой медной проволоки с покрытием сплавом на основе олова и индия включает:The technical result is achieved in that the flux-free method for producing tin-indium-based tin-plated tin-plated copper wire includes:

- обезжиривание медной проволоки,- degreasing copper wire,

- промывку в деминерализованной воде,- washing in demineralized water,

- получение первого микроскопического адгезионного слоя сплава олова и индия методом электрохимического осаждения при температуре 20-35°С, катодной плотности тока 20-80 А/дм² с выходом по току 95-98%. в электролите, содержащем сульфат олова, серную кислоту и сополимер диметикона и полиэтиленгликоля, сульфат индия, изопропиловый спирт, глицерин при следующем соотношении компонентов, г/л:- obtaining the first microscopic adhesive layer of an alloy of tin and indium by electrochemical deposition at a temperature of 20-35°C, a cathode current density of 20-80 A/dm ² with a current efficiency of 95-98%. in an electrolyte containing tin sulfate, sulfuric acid and a copolymer of dimethicone and polyethylene glycol, indium sulfate, isopropyl alcohol, glycerin in the following ratio of components, g/l:

сульфат олова (в пересчете на металл)tin sulfate (in terms of metal) 17-3517-35 сульфат индия (в пересчете на металл)indium sulfate (in terms of metal) 20-4520-45 серная кислотаsulfuric acid 80-12080-120 сополимер диметикона и полиэтиленгликоляcopolymer of dimethicone and polyethylene glycol 0,5-2,00.5-2.0 изопропиловый спиртisopropyl alcohol 5-20 мл/л5-20 ml/l глицеринglycerol 5-15 мл/л,5-15 ml/l,

при этом содержание индия в покрытии составляет 40,0-52,0 мас. %,while the content of indium in the coating is 40.0-52.0 wt. %,

- получение второго слоя погружением в расплав припоя на основе олова и индия, при котором протягивают медную проволоку через расплав припоя на основе олова и индия в ванне лужения со скоростью 140-260 м/мин при температуре расплава припоя на основе олова и индия 150-220°С, и удаляют с ее поверхности излишки расплава протягиванием через фильеру диаметром 265-310 мкм,- obtaining the second layer by dipping into the solder melt based on tin and indium, in which the copper wire is pulled through the solder melt based on tin and indium in a tin bath at a speed of 140-260 m/min at a melt temperature of the solder based on tin and indium 150-220 °C, and remove excess melt from its surface by pulling through a spinneret with a diameter of 265-310 microns,

- сушку на воздухе,- air drying

при этом толщина первого микроскопического адгезионного слоя олова и индия составляет 0,1-1,0 мкм, а толщина второго слоя олова и индия составляет 2,5-5 мкм, а соотношение толщины покрытия к диаметру проволоки составляет 0,02-0,04. Способ осуществляют следующим образом.the thickness of the first microscopic adhesive layer of tin and indium is 0.1-1.0 µm, and the thickness of the second layer of tin and indium is 2.5-5 µm, and the ratio of the coating thickness to the wire diameter is 0.02-0.04 . The method is carried out as follows.

Для получения микроскопического адгезионного слоя сплава на основе олова и индия используют модульную электролитическую ванну из полипропилена размерами 1500X1600X1400 мм, смонтированную на раме из нержавеющей стали и соединенную полипропиленовыми трубами с накопительными резервуарами. Заготовку медной проволоки с отдающего устройства барабана подают в ванну электролитического обезжиривания емкостью 100 л. Под ванной обезжиривания находиться накопительный резервуар для раствора обезжиривания емкостью 800 л. Осуществляют постоянное перемешивание путем перекачки раствора из резервуара в ванну обезжиривания с помощью насосно-фильтрующей системы. Раствор обезжиривания подогревается до 30-55°С с помощью нагревателей из нержавеющей стали с тефлоновым покрытием с регулируемым при помощи термостата температурой от 0 до 80°С. В ванне обезжиривания расположены пластины анода из нержавеющей стали, напряжение при обезжиривании от 0 до 4 В, сила тока от 15 до 100 А. Проволока в ванне обезжиривания движется со скоростью 40-300 м/мин в горизонтальной плоскости между анодами, совершая замкнутый круг. Время выдержки от 15 с до 5 минут. После обезжиривания проволока подвергается трехступенчатой каскадной промывке. Для промывки используется деминерализованная вода после очистки в фильтровальной установке. Очистка промывочной воды и процесс рециркуляции представляет собой сбор промывочных вод в приемный резервуар из нержавеющей стали емкостью 2 м³, автоматическую закачку промывочных вод в угольный фильтр, фильтр анионной и катионной смолы, возврат чистой, деминерализированной (деионизационной воды в гальваническую установку в замкнутом цикле. После промывки проволока поступает в ванну электролитического лужения емкостью 300 л. Под ванной электролитического лужения находится резервуар для раствора лужения емкостью 800 л. Титановые корзины наполняют чистым анодным оловом в виде пластин. В ванне электролитического лужения находится моторизированное катодное колесо для обеспечения постоянного нахождения в ванне сплава на основе олова и индия до 180 м проволоки. В качестве электролита используют раствор, содержащий сульфат олова 17-35 мл/л, сульфат индия 20-45 мл/л, серную кислоту 80-120 мл/л и сополимер диметикона и полиэтиленгликоля 0,5-2 г/л, изопропиловый спирт 5-20 мл/л, глицерин 5-15 мл/л, процесс ведут при температуре 20-35°С, катодной плотности тока 20-80 А/дм² с выходом по току 95-98%, обеспечивающие нанесение покрытия толщиной 0,3-1,0 мкм. После электролитического лужения проволока подвергается трехступенчатой каскадной промывке. Далее проволоку подают со скоростью 140-260 м/мин в ванну горячего лужения со сплавом на основе олова и индия. Медная проволока протягивается в ванне горячего лужения через направляющее колесо из циркониевой керамики. В ванне горячего лужения температура сплава на основе олова и индия составляет 150-220°С, далее луженая медная проволока выходит из расплава на основе олова и индия через фильеру с круглым отверстием диаметром 265-310 мкм и охлаждается на воздухе с помощью вентиляторов.To obtain a microscopic adhesive layer of an alloy based on tin and indium, a modular electrolytic bath made of polypropylene with dimensions of 1500X1600X1400 mm is used, mounted on a stainless steel frame and connected by polypropylene pipes to storage tanks. The copper wire blank is fed from the pay-off device of the drum into the electrolytic degreasing bath with a capacity of 100 liters. Under the degreasing bath there is a storage tank for the degreasing solution with a capacity of 800 liters. Constant mixing is carried out by pumping the solution from the tank into the degreasing bath using a pump-filter system. The degreasing solution is heated to 30-55°C using Teflon-coated stainless steel heaters with thermostatically controlled temperature from 0 to 80°C. In the degreasing bath there are stainless steel anode plates, the degreasing voltage is from 0 to 4 V, the current strength is from 15 to 100 A. The wire in the degreasing bath moves at a speed of 40-300 m/min in a horizontal plane between the anodes, making a vicious circle. Holding time from 15 s to 5 minutes. After degreasing, the wire is subjected to a three-stage cascade washing. For washing, demineralized water is used after cleaning in a filter unit. Wash water purification and recycling process consists of collecting wash water into a 2 m ³ stainless steel receiving tank, automatic pumping of wash water into a carbon filter, an anionic and cationic resin filter, returning clean, demineralized (deionization) water to the electroplating plant in a closed cycle. After washing, the wire enters the electrolytic tinning bath with a capacity of 300 L. Under the electrolytic tinning bath there is a tank for tinning solution with a capacity of 800 L. Titanium baskets are filled with clean anode tin in the form of plates. based on tin and indium up to 180 m of wire.As an electrolyte, a solution containing tin sulfate 17-35 ml/l, indium sulfate 20-45 ml/l, sulfuric acid 80-120 ml/l and a copolymer of dimethicone and polyethylene glycol 0, 5-2 g/l, isopropyl alcohol 5-20 ml/l, glycerin 5-15 ml/l, the process is carried out at a temperature of 20-35°C, a cathode current density of 20-80 A/dm ² with a current output of 95-98%, providing a coating with a thickness of 0.3-1.0 μm. After electrolytic tinning, the wire is subjected to a three-stage cascade washing. Next, the wire is fed at a speed of 140-260 m/min into a hot-tin bath with an alloy based on tin and indium. The copper wire is drawn in a hot tin bath through a zirconium ceramic guide wheel. In the hot tin bath, the temperature of the alloy based on tin and indium is 150-220 ° C, then the tinned copper wire leaves the melt based on tin and indium through a die with a round hole with a diameter of 265-310 microns and is cooled in air with the help of fans.

Пример 1Example 1

Для получения микроскопического адгезионного слоя на основе сплава олова и индия используют модульную электролитическую ванну из полипропилена размерами 1500X1600X1400 мм, смонтированную на раме из нержавеющей стали и соединенную полипропиленовыми трубами с накопительными резервуарами. Заготовку медной проволоки с отдающего устройства барабана подают в ванну электролитического обезжиривания емкостью 100 л. Под ванной обезжиривания находиться накопительный резервуар для раствора обезжиривания емкостью 800 л. Осуществляют постоянное перемешивание путем перекачки раствора из резервуара в ванну обезжиривания с помощью насосно-фильтрующей системы. 10%-ый раствор едкого натра подогревается до 30°С с помощью нагревателей из нержавеющей стали с тефлоновым покрытием с регулируемым при помощи термостата температурой от 0 до 80°С. В ванне обезжиривания расположены пластины анода из нержавеющей стали, напряжение при обезжиривании 1 В, сила тока от 15 А. Проволока в ванне обезжиривания движется со скоростью 40 м/мин в горизонтальной плоскости между анодами, совершая замкнутый круг. Время выдержки 5 минут. После обезжиривания проволока подвергается трехступенчатой каскадной промывке. Для промывки используется деминерализованная вода после очистки в фильтровальной установке. Очистка промывочной воды и процесс рециркуляции представляет собой сбор промывочных вод в приемный резервуар из нержавеющей стали емкостью 2 м³, автоматическую закачку промывочных вод в угольный фильтр, фильтр анионной и катионной смолы, возврат чистой, деминерализированной (деионизационной воды в гальваническую установку в замкнутом цикле. После промывки проволока поступает в ванну электролитического лужения емкостью 300 л. Под ванной электролитического лужения находится резервуар для раствора лужения емкостью 800 л. Титановые корзины наполняют чистым анодным оловом в виде пластин. В ванне лужения находится моторизированное катодное колесо для обеспечения постоянного нахождения в ванне расплава олова и индия до 180 м проволоки. В качестве электролита используют раствор, содержащий сульфат олова 17 мл/л, сульфат индия 20 мл/л, серную кислоту 80 мл/л и промышленный полиэтиленгликоль диметикон-10 0,5 г/л, изопропиловый спирт 20 мл/л, глицерин 5 мл/л, процесс ведут при температуре 20°С, катодной плотности тока 20 А/дм² с выходом по току более 95%. После электролитического лужения проволока подвергается трехступенчатой каскадной промывке. Далее проволоку подают со скоростью 260 м/мин в ванну горячего лужения со сплавом олова и индия. Медная проволока протягивается в ванне горячего лужения через направляющее колесо из циркониевой керамики. В ванне горячего лужения температура сплава олова и индия составляет 150°С, далее луженая медная проволока выходит из расплава олова и индия через фильеру с круглым отверстием диаметром 265 мкм и охлаждается на воздухе с помощью вентиляторов.To obtain a microscopic adhesive layer based on an alloy of tin and indium, a modular electrolytic bath made of polypropylene with dimensions of 1500X1600X1400 mm is used, mounted on a stainless steel frame and connected by polypropylene pipes to storage tanks. The copper wire blank is fed from the pay-off device of the drum into the electrolytic degreasing bath with a capacity of 100 liters. Under the degreasing bath there is a storage tank for the degreasing solution with a capacity of 800 liters. Constant mixing is carried out by pumping the solution from the tank into the degreasing bath using a pump-filter system. A 10% sodium hydroxide solution is heated to 30°C with Teflon-coated stainless steel heaters, thermostatically controlled from 0 to 80°C. In the degreasing bath there are stainless steel anode plates, the degreasing voltage is 1 V, the current strength is from 15 A. The wire in the degreasing bath moves at a speed of 40 m/min in a horizontal plane between the anodes, making a vicious circle. Holding time 5 minutes. After degreasing, the wire is subjected to a three-stage cascade washing. For washing, demineralized water is used after cleaning in a filter unit. Wash water purification and recycling process consists of collecting wash water into a 2 m ³ stainless steel receiving tank, automatic pumping of wash water into a carbon filter, an anionic and cationic resin filter, returning clean, demineralized (deionization) water to the electroplating plant in a closed cycle. After washing, the wire enters the electrolytic tinning bath with a capacity of 300 L. Under the electrolytic tinning bath there is a tank for tinning solution with a capacity of 800 L. Titanium baskets are filled with clean anode tin in the form of plates. and indium up to 180 m of wire.As an electrolyte, a solution containing tin sulfate 17 ml/l, indium sulfate 20 ml/l, sulfuric acid 80 ml/l and industrial polyethylene glycol dimethicone-10 0.5 g/l, isopropyl alcohol 20 ml/l, glycerol 5 ml/l, the process is carried out at a temperature of 20°C, cathodic current density of 20 A/dm ² with a current output of more than 95%. After electrolytic tinning, the wire is subjected to a three-stage cascade washing. Next, the wire is fed at a speed of 260 m/min into a hot tin bath with an alloy of tin and indium. The copper wire is drawn in a hot tin bath through a zirconium ceramic guide wheel. In the hot tin bath, the temperature of the tin and indium alloy is 150°C, then the tinned copper wire leaves the tin and indium melt through a die with a round hole with a diameter of 265 microns and is cooled in air with the help of fans.

Пример 2Example 2

Для получения микроскопического адгезионного слоя сплава олова и индия используют модульную электролитическую ванну из полипропилена размерами 1500X1600X1400 мм, смонтированную на раме из нержавеющей стали и соединенную полипропиленовыми трубами с накопительными резервуарами. Заготовку медной проволоки с отдающего устройства барабана подают в ванну электролитического обезжиривания емкостью 100 л. Под ванной обезжиривания находиться накопительный резервуар для раствора обезжиривания емкостью 800 л. Осуществляют постоянное перемешивание путем перекачки раствора из резервуара в ванну обезжиривания с помощью насосно-фильтрующей системы. 10%-ый раствор едкого натра подогревается до 55°С с помощью нагревателей из нержавеющей стали с тефлоновым покрытием с регулируемым при помощи термостата температурой от 0 до 80°С. В ванне обезжиривания расположены пластины анода из нержавеющей стали, напряжение при обезжиривании 5 В, сила тока от 100 А. Проволока в ванне обезжиривания движется со скоростью 260 м/мин в горизонтальной плоскости между анодами, совершая замкнутый круг. Время выдержки 5 секунд. После обезжиривания проволока подвергается трехступенчатой каскадной промывке. Для промывки используется деминерализованная вода после очистки в фильтровальной установке. Очистка промывочной воды и процесс рециркуляции представляет собой сбор промывочных вод в приемный резервуар из нержавеющей стали емкостью 2 м³, автоматическую закачку промывочных вод в угольный фильтр, фильтр анионной и катионной смолы, возврат чистой, деминерализированной (деионизационной воды в гальваническую установку в замкнутом цикле. После промывки проволока поступает в ванну электролитического лужения емкостью 300 л. Под ванной электролитического лужения находится резервуар для раствора лужения емкостью 800 л. Титановые корзины наполняют чистым анодным оловом в виде пластин. В ванне лужения находится моторизированное катодное колесо для обеспечения постоянного нахождения в ванне расплава на основе олова и индия до 180 м проволоки. В качестве электролита используют раствор, содержащий сульфат олова 35 мл/л, сульфат индия 45 мл/л, серную кислоту 120 мл/л и промышленный полиэтиленгликоль диметикон-10 2 г/л, изопропиловый спирт 5 мл/л, глицерин 15 мл/л, процесс ведут при температуре 35°С, катодной плотности тока 80 А/дм² с выходом по току 98%. После электролитического лужения проволока подвергается трехступенчатой каскадной промывке. Далее проволоку подают со скоростью 140 м/мин в ванну горячего лужения со расплавом припоя ПОИН-52. Медная проволока протягивается в ванне горячего лужения через направляющее колесо из циркониевой керамики. В ванне горячего лужения температура расплава припоя ПОИН-52 составляет 150°С, далее луженая медная проволока выходит из расплава припоя ПОИН-52 через фильеру с круглым отверстием диаметром 310 мкм и охлаждается на воздухе с помощью вентиляторов.To obtain a microscopic adhesive layer of an alloy of tin and indium, a modular electrolytic bath made of polypropylene with dimensions of 1500X1600X1400 mm is used, mounted on a stainless steel frame and connected by polypropylene pipes to storage tanks. The copper wire blank is fed from the pay-off device of the drum into the electrolytic degreasing bath with a capacity of 100 liters. Under the degreasing bath there is a storage tank for the degreasing solution with a capacity of 800 liters. Constant mixing is carried out by pumping the solution from the tank into the degreasing bath using a pump-filter system. A 10% sodium hydroxide solution is heated to 55°C with Teflon-coated stainless steel heaters, thermostatically controlled from 0 to 80°C. In the degreasing bath there are stainless steel anode plates, the degreasing voltage is 5 V, the current strength is from 100 A. The wire in the degreasing bath moves at a speed of 260 m/min in a horizontal plane between the anodes, making a vicious circle. Exposure time 5 seconds. After degreasing, the wire is subjected to a three-stage cascade washing. For washing, demineralized water is used after cleaning in a filter unit. Wash water purification and recycling process consists of collecting wash water into a 2 m ³ stainless steel receiving tank, automatic pumping of wash water into a carbon filter, an anionic and cationic resin filter, returning clean, demineralized (deionization) water to the electroplating plant in a closed cycle. After washing, the wire enters the electrolytic tinning bath with a capacity of 300 L. Under the electrolytic tinning bath there is a tank for tinning solution with a capacity of 800 L. Titanium baskets are filled with pure anode tin in the form of plates. based on tin and indium up to 180 m of wire.As an electrolyte, a solution containing tin sulfate 35 ml/l, indium sulfate 45 ml/l, sulfuric acid 120 ml/l and industrial polyethylene glycol dimethicone-10 2 g/l, isopropyl alcohol 5 ml / l, glycerin 15 ml / l, the process is carried out at a temperature ure 35°C, cathode current density 80 A/dm ² with a current output of 98%. After electrolytic tinning, the wire is subjected to a three-stage cascade washing. Next, the wire is fed at a speed of 140 m/min into the hot tin bath with molten solder POIN-52. The copper wire is drawn in a hot tin bath through a zirconium ceramic guide wheel. In the hot tin bath, the temperature of the POIN-52 solder melt is 150°C, then the tinned copper wire leaves the POIN-52 solder melt through a die with a round hole 310 μm in diameter and is cooled in air by fans.

Пример 3Example 3

Для получения микроскопического адгезионного слоя сплава на основе олова и индия используют модульную электролитическую ванну из полипропилена размерами 1500X1600X1400 мм, смонтированную на раме из нержавеющей стали и соединенную полипропиленовыми трубами с накопительными резервуарами. Заготовку медной проволоки с отдающего устройства барабана подают в ванну электролитического обезжиривания емкостью 100 л. Под ванной обезжиривания находиться накопительный резервуар для раствора обезжиривания емкостью 800 л. Осуществляют постоянное перемешивание путем перекачки раствора из резервуара в ванну обезжиривания с помощью насосно-фильтрующей системы. 10%-ый раствор едкого натра подогревается до 40°С с помощью нагревателей из нержавеющей стали с тефлоновым покрытием с регулируемым при помощи термостата температурой от 0 до 80°С. В ванне обезжиривания расположены пластины анода из нержавеющей стали, напряжение при обезжиривании 2 В, сила тока от 55 А. Проволока в ванне обезжиривания движется со скоростью 200 м/мин в горизонтальной плоскости между анодами, совершая замкнутый круг. Время выдержки 3 минут. После обезжиривания проволока подвергается трехступенчатой каскадной промывке. Для промывки используется деминерализованная вода после очистки в фильтровальной установке. Очистка промывочной воды и процесс рециркуляции представляет собой сбор промывочных вод в приемный резервуар из нержавеющей стали емкостью 2 м³, автоматическую закачку промывочных вод в угольный фильтр, фильтр анионной и катионной смолы, возврат чистой, деминерализированной (деионизационной воды в гальваническую установку в замкнутом цикле. После промывки проволока поступает в ванну электролитического лужения емкостью 300 л. Под ванной электролитического лужения находится резервуар для раствора лужения емкостью 800 л. Титановые корзины наполняют чистым анодным оловом в виде пластин. В ванне лужения находится моторизированное катодное колесо для обеспечения постоянного нахождения в ванне расплава на основе олова и индия до 180 м проволоки. В качестве электролита используют раствор, содержащий сульфат олова 17 мл/л, сульфат индия 20 мл/л, серную кислоту 100 мл/л и промышленный полиэтиленгликоль диметикон-10 1 г/л, изопропиловый спирт 15 мл/л, глицерин 10 мл/л, процесс ведут при температуре 30°С, катодной плотности тока 40 А/дм² с выходом по току более 95%. После электролитического лужения проволока подвергается трехступенчатой каскадной промывке. Далее проволоку подают со скоростью 260 м/мин в ванну горячего лужения с расплавом припоя ПОИН-52. Медная проволока протягивается в ванне горячего лужения через направляющее колесо из циркониевой керамики. В ванне горячего лужения температура расплава припоя ПОИН-52 составляет 150°С, далее луженая медная проволока выходит из расплава припоя ПОИН-52 через фильеру с круглым отверстием диаметром 310 мкм и охлаждается на воздухе с помощью вентиляторов.To obtain a microscopic adhesive layer of an alloy based on tin and indium, a modular electrolytic bath made of polypropylene with dimensions of 1500X1600X1400 mm is used, mounted on a stainless steel frame and connected by polypropylene pipes to storage tanks. The copper wire blank is fed from the pay-off device of the drum into the electrolytic degreasing bath with a capacity of 100 liters. Under the degreasing bath there is a storage tank for the degreasing solution with a capacity of 800 liters. Constant mixing is carried out by pumping the solution from the tank into the degreasing bath using a pump-filter system. A 10% sodium hydroxide solution is heated to 40°C with Teflon-coated stainless steel heaters, thermostatically controlled from 0 to 80°C. In the degreasing bath there are stainless steel anode plates, the degreasing voltage is 2 V, the current strength is from 55 A. The wire in the degreasing bath moves at a speed of 200 m/min in a horizontal plane between the anodes, making a vicious circle. Holding time 3 minutes. After degreasing, the wire is subjected to a three-stage cascade washing. For washing, demineralized water is used after cleaning in a filter unit. Wash water purification and recycling process consists of collecting wash water into a 2 m ³ stainless steel receiving tank, automatic pumping of wash water into a carbon filter, an anionic and cationic resin filter, returning clean, demineralized (deionization) water to the electroplating plant in a closed cycle. After washing, the wire enters the electrolytic tinning bath with a capacity of 300 L. Under the electrolytic tinning bath there is a tank for tinning solution with a capacity of 800 L. Titanium baskets are filled with pure anode tin in the form of plates. based on tin and indium up to 180 m of wire.As an electrolyte, a solution containing tin sulfate 17 ml/l, indium sulfate 20 ml/l, sulfuric acid 100 ml/l and industrial polyethylene glycol dimethicone-10 1 g/l, isopropyl alcohol 15 ml/l, glycerin 10 ml/l, the process is carried out at tempera ture 30°C, cathode current density 40 A/dm ² with a current output of more than 95%. After electrolytic tinning, the wire is subjected to a three-stage cascade washing. Next, the wire is fed at a speed of 260 m/min into the hot tin bath with molten solder POIN-52. The copper wire is drawn in a hot tin bath through a zirconium ceramic guide wheel. In the hot tin bath, the temperature of the POIN-52 solder melt is 150°C, then the tinned copper wire leaves the POIN-52 solder melt through a die with a round hole 310 μm in diameter and is cooled in air by fans.

Пример 4Example 4

Для получения микроскопического адгезионного слоя сплава на основе олова и индия используют модульную электролитическую ванну из полипропилена размерами 1500X1600X1400 мм, смонтированную на раме из нержавеющей стали и соединенную полипропиленовыми трубами с накопительными резервуарами. Заготовку медной проволоки с отдающего устройства барабана подают в ванну электролитического обезжиривания емкостью 100 л. Под ванной обезжиривания находиться накопительный резервуар для раствора обезжиривания емкостью 800 л. Осуществляют постоянное перемешивание путем перекачки раствора из резервуара в ванну обезжиривания с помощью насосно-фильтрующей системы. 10%-ый раствор едкого натра подогревается до 50°С с помощью нагревателей из нержавеющей стали с тефлоновым покрытием с регулируемым при помощи термостата температурой от 0 до 80°С. В ванне обезжиривания расположены пластины анода из нержавеющей стали, напряжение при обезжиривании 3 В, сила тока от 65 А. Проволока в ванне обезжиривания движется со скоростью 160 м/мин в горизонтальной плоскости между анодами, совершая замкнутый круг. Время выдержки 5 минут. После обезжиривания проволока подвергается трехступенчатой каскадной промывке. Для промывки используется деминерализованная вода после очистки в фильтровальной установке. Очистка промывочной воды и процесс рециркуляции представляет собой сбор промывочных вод в приемный резервуар из нержавеющей стали емкостью 2 м³, автоматическую закачку промывочных вод в угольный фильтр, фильтр анионной и катионной смолы, возврат чистой, деминерализированной (деионизационной воды в гальваническую установку в замкнутом цикле. После промывки проволока поступает в ванну электролитического лужения емкостью 300 л. Под ванной электролитического лужения находится резервуар для раствора лужения емкостью 800 л. Титановые корзины наполняют чистым анодным оловом в виде пластин. В ванне лужения находится моторизированное катодное колесо для обеспечения постоянного нахождения в ванне расплава на основе олова и индия до 180 м проволоки. В качестве электролита используют раствор, содержащий сульфат олова 17 мл/л, сульфат индия 20 мл/л, серную кислоту 100 мл/л и промышленный полиэтиленгликоль диметикон-10 2 г/л, изопропиловый спирт 15 мл/л, глицерин 10 мл/л, процесс ведут при температуре 30°С, катодной плотности тока 20 А/дм² с выходом по току более 95%, обеспечивающие нанесение покрытия толщиной 0,1-1,0 мкм. После электролитического лужения проволока подвергается трехступенчатой каскадной промывке. Далее проволоку подают со скоростью 140 м/мин в ванну горячего лужения с расплавом припоя ПОИН-52. Медная проволока протягивается в ванне горячего лужения через направляющее колесо из циркониевой керамики. В ванне горячего лужения температура расплава припоя ПОИН-52 составляет 220°С, далее луженая медная проволока выходит из расплава расплавом ПОИН-52 через фильеру с круглым отверстием диаметром 285 мкм и охлаждается на воздухе с помощью вентиляторов.To obtain a microscopic adhesive layer of an alloy based on tin and indium, a modular electrolytic bath made of polypropylene with dimensions of 1500X1600X1400 mm is used, mounted on a stainless steel frame and connected by polypropylene pipes to storage tanks. The copper wire blank is fed from the pay-off device of the drum into the electrolytic degreasing bath with a capacity of 100 liters. Under the degreasing bath there is a storage tank for the degreasing solution with a capacity of 800 liters. Constant mixing is carried out by pumping the solution from the tank into the degreasing bath using a pump-filter system. A 10% sodium hydroxide solution is heated to 50°C with Teflon-coated stainless steel heaters, thermostatically controlled from 0 to 80°C. In the degreasing bath there are stainless steel anode plates, the degreasing voltage is 3 V, the current strength is from 65 A. The wire in the degreasing bath moves at a speed of 160 m/min in a horizontal plane between the anodes, making a vicious circle. Holding time 5 minutes. After degreasing, the wire is subjected to a three-stage cascade washing. For washing, demineralized water is used after cleaning in a filter unit. Wash water purification and recycling process consists of collecting wash water into a 2 m ³ stainless steel receiving tank, automatic pumping of wash water into a carbon filter, an anionic and cationic resin filter, returning clean, demineralized (deionization) water to the electroplating plant in a closed cycle. After washing, the wire enters the electrolytic tinning bath with a capacity of 300 L. Under the electrolytic tinning bath there is a tank for tinning solution with a capacity of 800 L. Titanium baskets are filled with pure anode tin in the form of plates. based on tin and indium up to 180 m of wire.As an electrolyte, a solution containing tin sulfate 17 ml/l, indium sulfate 20 ml/l, sulfuric acid 100 ml/l and industrial polyethylene glycol dimethicone-10 2 g/l, isopropyl alcohol 15 ml/l, glycerin 10 ml/l, the process is carried out at tempera temperature of 30°C, cathode current density of 20 A/dm ² with a current output of more than 95%, providing a coating with a thickness of 0.1-1.0 μm. After electrolytic tinning, the wire is subjected to a three-stage cascade washing. Next, the wire is fed at a speed of 140 m/min into the hot tin bath with molten solder POIN-52. The copper wire is drawn in a hot tin bath through a zirconium ceramic guide wheel. In the hot tin bath, the temperature of the POIN-52 solder melt is 220°C, then the tinned copper wire exits the melt with the POIN-52 melt through a spinneret with a round hole 285 μm in diameter and is cooled in air by fans.

Пример 5Example 5

Для получения микроскопического адгезионного слоя сплава на основе олова и индия используют модульную электролитическую ванну из полипропилена размерами 1500X1600X1400 мм, смонтированную на раме из нержавеющей стали и соединенную полипропиленовыми трубами с накопительными резервуарами. Заготовку медной проволоки с отдающего устройства барабана подают в ванну электролитического обезжиривания емкостью 100 л. Под ванной обезжиривания находиться накопительный резервуар для раствора обезжиривания емкостью 800 л. Осуществляют постоянное перемешивание путем перекачки раствора из резервуара в ванну обезжиривания с помощью насосно-фильтрующей системы. 10%-ый раствор едкого натра подогревается до 30°С с помощью нагревателей из нержавеющей стали с тефлоновым покрытием с регулируемым при помощи термостата температурой от 0 до 80°С. В ванне обезжиривания расположены пластины анода из нержавеющей стали, напряжение при обезжиривании 4 В, сила тока от 45 А. Проволока в ванне обезжиривания движется со скоростью 200 м/мин в горизонтальной плоскости между анодами, совершая замкнутый круг. Время выдержки 4 минут. После обезжиривания проволока подвергается трехступенчатой каскадной промывке. Для промывки используется деминерализованная вода после очистки в фильтровальной установке. Очистка промывочной воды и процесс рециркуляции представляет собой сбор промывочных вод в приемный резервуар из нержавеющей стали емкостью 2 м³, автоматическую закачку промывочных вод в угольный фильтр, фильтр анионной и катионной смолы, возврат чистой, деминерализированной (деионизационной воды в гальваническую установку в замкнутом цикле. После промывки проволока поступает в ванну электролитического лужения емкостью 300 л. Под ванной электролитического лужения находится резервуар для раствора лужения емкостью 800 л. Титановые корзины наполняют чистым анодным оловом в виде пластин. В ванне лужения находится моторизированное катодное колесо для обеспечения постоянного нахождения в ванне расплава на основе олова и индия до 180 м проволоки. В качестве электролита используют раствор, содержащий сульфат олова 17 мл/л, сульфат индия 20 мл/л, серную кислоту 80 мл/л и промышленный полиэтиленгликоль диметикон-10 1,5 г/л, изопропиловый спирт 5 мл/л, глицерин 15 мл/л, процесс ведут при температуре 20°С, катодной плотности тока 60 А/дм² с выходом по току более 95%. После электролитического лужения проволока подвергается трехступенчатой каскадной промывке. Далее проволоку подают со скоростью 200 м/мин в ванну горячего лужения с расплавом припоя ПОИН-50. Медная проволока протягивается в ванне горячего лужения через направляющее колесо из циркониевой керамики. В ванне горячего лужения температура расплава припоя ПОИН-52 составляет 170°С, далее луженая медная проволока выходит из расплава припоя ПОИН-52 через фильеру с круглым отверстием диаметром 290 мкм и охлаждается на воздухе с помощью вентиляторов.To obtain a microscopic adhesive layer of an alloy based on tin and indium, a modular electrolytic bath made of polypropylene with dimensions of 1500X1600X1400 mm is used, mounted on a stainless steel frame and connected by polypropylene pipes to storage tanks. The copper wire blank is fed from the pay-off device of the drum into the electrolytic degreasing bath with a capacity of 100 liters. Under the degreasing bath there is a storage tank for the degreasing solution with a capacity of 800 liters. Constant mixing is carried out by pumping the solution from the tank into the degreasing bath using a pump-filter system. A 10% sodium hydroxide solution is heated to 30°C with Teflon-coated stainless steel heaters, thermostatically controlled from 0 to 80°C. In the degreasing bath there are stainless steel anode plates, the degreasing voltage is 4 V, the current strength is from 45 A. The wire in the degreasing bath moves at a speed of 200 m/min in a horizontal plane between the anodes, making a vicious circle. Holding time 4 minutes. After degreasing, the wire is subjected to a three-stage cascade washing. For washing, demineralized water is used after cleaning in a filter unit. Wash water purification and recycling process consists of collecting wash water into a 2 m ³ stainless steel receiving tank, automatic pumping of wash water into a carbon filter, an anionic and cationic resin filter, returning clean, demineralized (deionization) water to the electroplating plant in a closed cycle. After washing, the wire enters the electrolytic tinning bath with a capacity of 300 L. Under the electrolytic tinning bath there is a tank for tinning solution with a capacity of 800 L. Titanium baskets are filled with pure anode tin in the form of plates. based on tin and indium up to 180 m of wire.As an electrolyte, a solution containing tin sulfate 17 ml/l, indium sulfate 20 ml/l, sulfuric acid 80 ml/l and industrial polyethylene glycol dimethicone-10 1.5 g/l, isopropyl alcohol 5 ml / l, glycerin 15 ml / l, the process is carried out at tempera ture 20°C, cathode current density 60 A/dm ² with a current output of more than 95%. After electrolytic tinning, the wire is subjected to a three-stage cascade washing. Next, the wire is fed at a speed of 200 m/min into the hot tin bath with molten solder POIN-50. The copper wire is drawn in a hot tin bath through a zirconium ceramic guide wheel. In the hot tin bath, the temperature of the POIN-52 solder melt is 170°C, then the tinned copper wire exits the POIN-52 solder melt through a spinneret with a round hole 290 μm in diameter and is cooled in air by fans.

Пример 6Example 6

Для получения микроскопического адгезионного слоя на основе сплава олова и индия используют модульную электролитическую ванну из полипропилена размерами 1500X1600X1400 мм, смонтированную на раме из нержавеющей стали и соединенную полипропиленовыми трубами с накопительными резервуарами. Заготовку медной проволоки с отдающего устройства барабана подают в ванну электролитического обезжиривания емкостью 100 л. Под ванной обезжиривания находиться накопительный резервуар для раствора обезжиривания емкостью 800 л. Осуществляют постоянное перемешивание путем перекачки раствора из резервуара в ванну обезжиривания с помощью насосно-фильтрующей системы. 10%-ый раствор едкого натра подогревается до 30°С с помощью нагревателей из нержавеющей стали с тефлоновым покрытием с регулируемым при помощи термостата температурой от 0 до 80°С. В ванне обезжиривания расположены пластины анода из нержавеющей стали, напряжение при обезжиривании 1 В, сила тока от 15 А. Проволока в ванне обезжиривания движется со скоростью 40 м/мин в горизонтальной плоскости между анодами, совершая замкнутый круг. Время выдержки 5 минут. После обезжиривания проволока подвергается трехступенчатой каскадной промывке. Для промывки используется деминерализованная вода после очистки в фильтровальной установке. Очистка промывочной воды и процесс рециркуляции представляет собой сбор промывочных вод в приемный резервуар из нержавеющей стали емкостью 2 м³, автоматическую закачку промывочных вод в угольный фильтр, фильтр анионной и катионной смолы, возврат чистой, деминерализированной (деионизационной воды в гальваническую установку в замкнутом цикле. После промывки проволока поступает в ванну электролитического лужения емкостью 300 л. Под ванной электролитического лужения находится резервуар для раствора лужения емкостью 800 л. Титановые корзины наполняют чистым анодным оловом в виде пластин. В ванне лужения находится моторизированное катодное колесо для обеспечения постоянного нахождения в ванне расплава олова и индия до 180 м проволоки. В качестве электролита используют раствор, содержащий сульфат олова 17 мл/л, сульфат индия 20 мл/л, серную кислоту 150 мл/л и промышленный полиэтиленгликоль диметикон-10 0,5 г/л, изопропиловый спирт 20 мл/л, глицерин 5 мл/л, процесс ведут при температуре 30°С, катодной плотности тока 20 А/дм² с выходом по току более 95%. После электролитического лужения проволока подвергается трехступенчатой каскадной промывке. Далее проволоку подают со скоростью 300 м/мин в ванну горячего лужения со сплавом олова и индия. Медная проволока протягивается в ванне горячего лужения через направляющее колесо из циркониевой керамики. В ванне горячего лужения температура сплава олова и индия составляет 150°С, далее луженая медная проволока выходит из расплава олова и индия через фильеру с круглым отверстием диаметром 265 мкм и охлаждается на воздухе с помощью вентиляторов.To obtain a microscopic adhesive layer based on an alloy of tin and indium, a modular electrolytic bath made of polypropylene with dimensions of 1500X1600X1400 mm is used, mounted on a stainless steel frame and connected by polypropylene pipes to storage tanks. The copper wire blank is fed from the pay-off device of the drum into the electrolytic degreasing bath with a capacity of 100 liters. Under the degreasing bath there is a storage tank for the degreasing solution with a capacity of 800 liters. Constant mixing is carried out by pumping the solution from the tank into the degreasing bath using a pump-filter system. A 10% sodium hydroxide solution is heated to 30°C with Teflon-coated stainless steel heaters, thermostatically controlled from 0 to 80°C. In the degreasing bath there are stainless steel anode plates, the degreasing voltage is 1 V, the current strength is from 15 A. The wire in the degreasing bath moves at a speed of 40 m/min in a horizontal plane between the anodes, making a vicious circle. Holding time 5 minutes. After degreasing, the wire is subjected to a three-stage cascade washing. For washing, demineralized water is used after cleaning in a filter unit. Wash water purification and recycling process consists of collecting wash water into a 2 m ³ stainless steel receiving tank, automatic pumping of wash water into a carbon filter, an anionic and cationic resin filter, returning clean, demineralized (deionization) water to the electroplating plant in a closed cycle. After washing, the wire enters the electrolytic tinning bath with a capacity of 300 L. Under the electrolytic tinning bath there is a tank for tinning solution with a capacity of 800 L. Titanium baskets are filled with clean anode tin in the form of plates. and indium up to 180 m of wire.As an electrolyte, a solution containing tin sulfate 17 ml/l, indium sulfate 20 ml/l, sulfuric acid 150 ml/l and industrial polyethylene glycol dimethicone-10 0.5 g/l, isopropyl alcohol 20 ml/l, glycerin 5 ml/l, the process is carried out at a temperature of 30°C , cathodic current density of 20 A/DM ² with a current output of more than 95%. After electrolytic tinning, the wire is subjected to a three-stage cascade washing. Next, the wire is fed at a speed of 300 m/min into a hot tin bath with an alloy of tin and indium. The copper wire is drawn in a hot tin bath through a zirconium ceramic guide wheel. In the hot tin bath, the temperature of the tin and indium alloy is 150°C, then the tinned copper wire leaves the tin and indium melt through a spinneret with a round hole 265 µm in diameter and is cooled in air with the help of fans.

Пример 7Example 7

Для получения микроскопического адгезионного слоя сплава олова и индия используют модульную электролитическую ванну из полипропилена размерами 1500X1600X1400 мм, смонтированную на раме из нержавеющей стали и соединенную полипропиленовыми трубами с накопительными резервуарами. Заготовку медной проволоки с отдающего устройства барабана подают в ванну электролитического обезжиривания емкостью 100 л. Под ванной обезжиривания находиться накопительный резервуар для раствора обезжиривания емкостью 800 л. Осуществляют постоянное перемешивание путем перекачки раствора из резервуара в ванну обезжиривания с помощью насосно-фильтрующей системы. 10%-ый раствор едкого натра подогревается до 55°С с помощью нагревателей из нержавеющей стали с тефлоновым покрытием с регулируемым при помощи термостата температурой от 0 до 80°С. В ванне обезжиривания расположены пластины анода из нержавеющей стали, напряжение при обезжиривании 5 В, сила тока от 100 А. Проволока в ванне обезжиривания движется со скоростью 260 м/мин в горизонтальной плоскости между анодами, совершая замкнутый круг. Время выдержки 5 секунд. После обезжиривания проволока подвергается трехступенчатой каскадной промывке. Для промывки используется деминерализованная вода после очистки в фильтровальной установке. Очистка промывочной воды и процесс рециркуляции представляет собой сбор промывочных вод в приемный резервуар из нержавеющей стали емкостью 2 м³, автоматическую закачку промывочных вод в угольный фильтр, фильтр анионной и катионной смолы, возврат чистой, деминерализированной (деионизационной воды в гальваническую установку в замкнутом цикле. После промывки проволока поступает в ванну электролитического лужения емкостью 300 л. Под ванной электролитического лужения находится резервуар для раствора лужения емкостью 800 л. Титановые корзины наполняют чистым анодным оловом в виде пластин. В ванне лужения находится моторизированное катодное колесо для обеспечения постоянного нахождения в ванне расплава на основе олова и индия до 180 м проволоки. В качестве электролита используют раствор, содержащий сульфат олова 35 мл/л, сульфат индия 45 мл/л, серную кислоту 220 мл/л и промышленный полиэтиленгликоль диметикон-10 2 г/л, изопропиловый спирт 5 мл/л, глицерин 15 мл/л, процесс ведут при температуре 55°С, катодной плотности тока 80 А/дм² с выходом по току 98%. После электролитического лужения проволока подвергается трехступенчатой каскадной промывке. Далее проволоку подают со скоростью 130 м/мин в ванну горячего лужения со расплавом припоя ПОИН-52. Медная проволока протягивается в ванне горячего лужения через направляющее колесо из циркониевой керамики. В ванне горячего лужения температура расплава припоя ПОИН-52 составляет 260°С, далее луженая медная проволока выходит из расплава припоя ПОИН-52 через фильеру с круглым отверстием диаметром 285 мкм и охлаждается на воздухе с помощью вентиляторов.To obtain a microscopic adhesive layer of an alloy of tin and indium, a modular electrolytic bath made of polypropylene with dimensions of 1500X1600X1400 mm is used, mounted on a stainless steel frame and connected by polypropylene pipes to storage tanks. The copper wire blank is fed from the pay-off device of the drum into the electrolytic degreasing bath with a capacity of 100 liters. Under the degreasing bath there is a storage tank for the degreasing solution with a capacity of 800 liters. Constant mixing is carried out by pumping the solution from the tank into the degreasing bath using a pump-filter system. A 10% sodium hydroxide solution is heated to 55°C with Teflon-coated stainless steel heaters, thermostatically controlled from 0 to 80°C. In the degreasing bath there are stainless steel anode plates, the degreasing voltage is 5 V, the current strength is from 100 A. The wire in the degreasing bath moves at a speed of 260 m/min in a horizontal plane between the anodes, making a vicious circle. Exposure time 5 seconds. After degreasing, the wire is subjected to a three-stage cascade washing. For washing, demineralized water is used after cleaning in a filter unit. Wash water purification and recycling process consists of collecting wash water into a 2 m ³ stainless steel receiving tank, automatic pumping of wash water into a carbon filter, an anionic and cationic resin filter, returning clean, demineralized (deionization) water to the electroplating plant in a closed cycle. After washing, the wire enters the electrolytic tinning bath with a capacity of 300 L. Under the electrolytic tinning bath there is a tank for tinning solution with a capacity of 800 L. Titanium baskets are filled with pure anode tin in the form of plates. based on tin and indium up to 180 m of wire.As an electrolyte, a solution containing tin sulfate 35 ml/l, indium sulfate 45 ml/l, sulfuric acid 220 ml/l and industrial polyethylene glycol dimethicone-10 2 g/l, isopropyl alcohol 5 ml / l, glycerin 15 ml / l, the process is carried out at a temperature ure 55°C, cathode current density 80 A/dm ² with a current output of 98%. After electrolytic tinning, the wire is subjected to a three-stage cascade washing. Next, the wire is fed at a speed of 130 m/min into the hot tin bath with molten solder POIN-52. The copper wire is drawn in a hot tin bath through a zirconium ceramic guide wheel. In the hot tin bath, the temperature of the POIN-52 solder melt is 260°C, then the tinned copper wire leaves the POIN-52 solder melt through a die with a round hole 285 μm in diameter and is cooled in air by fans.

Внешний вид покрытия проверяли путем внешнего осмотра в процессе лужения проволоки и при осмотре проволоки на катушке (без перемотки) без применения увеличительных приборов. Покрытие проволоки должно быть сплошным, на проволоке не должно быть наплывов, шишек и рисок, выводящих проволоку за пределы двойных допусков по диаметру. Измерение диаметра проволоки, его отклонения и овальности проводили по ГОСТ 12177 с помощью системы видеоизмерительной модели NVM-2010D. Определение толщины покрытия проводили по ГОСТ 9.302 с применением анализатора покрытий рентгенофлуоресцентного X-STRATA 920. Определение плотности проводили гидростатическим взвешиванием. Определение предела прочности на разрыв, предела текучести и относительного удлинения при разрыве проволоки проводили по ГОСТ 10446 с применением видеоэкстензометра оптического бесконтактного M-VIEW и на разрывной машине РКМ-1.1. Определение удельного и электрического сопротивления проводили по ГОСТ 7229. Для определения производительности процесса определяли массу меди и сплава ПОИН-52 в 1 км изделия, а также выход годного изделия. Испытания на сохраняемость в форсированных режимах проводили при повышенной испытательной температуре (70±3)°С и относительной влажности воздуха 60% - 80%.The appearance of the coating was checked by external examination during the tinning of the wire and by examination of the wire on a reel (without rewinding) without the use of magnifying devices. The coating of the wire must be continuous, there must be no sags, bumps and scratches on the wire that lead the wire beyond the limits of double diameter tolerances. The wire diameter, its deviation and ovality were measured according to GOST 12177 using the NVM-2010D video measuring system. The coating thickness was determined according to GOST 9.302 using an X-ray fluorescent coating analyzer X-STRATA 920. Density was determined by hydrostatic weighing. Determination of the tensile strength, yield strength and relative elongation at break of the wire was carried out according to GOST 10446 using an optical non-contact video extensometer M-VIEW and on a RKM-1.1 tensile testing machine. The determination of specific and electrical resistance was carried out according to GOST 7229. To determine the productivity of the process, the mass of copper and the POIN-52 alloy per 1 km of the product was determined, as well as the yield of a good product. Storage tests in forced modes were carried out at an elevated test temperature (70±3)°C and a relative air humidity of 60% - 80%.

Покрытие на электродной медной проволоке для модуля солнечного элемента из сплава олова и индия с содержанием индия 40-52% было испытано на специализированном предприятии и выдержало стандартные испытания.The coating on the electrode copper wire for a tin-indium alloy solar cell module with an indium content of 40-52% was tested at a specialized facility and passed standard tests.

В табл. 1 приведены результаты испытаний луженой медной проволоки с покрытием из сплава олова и индия.In table. 1 shows the test results of tin-indium-plated tin-plated copper wire.

Приведенные выше результаты испытаний показывают, что полученные данные готовой луженой медной проволоки полностью соответствуют стандартам, и настоящее изобретение применимо к производству и применению луженой медной проволоки сплавами на его основе олова и индия для изготовления электродов солнечных элементов.The above test results show that the obtained data of the finished tinned copper wire fully comply with the standards, and the present invention is applicable to the production and application of tin-indium alloys of tinned copper wire for the manufacture of solar cell electrodes.

Claims

A flux-free method for producing tinned copper wire by coating with an alloy based on tin and indium, including:

- degreasing copper wire,

- washing in demineralized water,

- obtaining the first microscopic adhesive layer of an alloy of tin and indium by electrochemical deposition at a temperature of 20-35°C, a cathode current density of 20-80 A/dm ² with a current efficiency of 95-98% in an electrolyte containing tin sulfate, sulfuric acid and a copolymer dimethicone and polyethylene glycol, indium sulfate, isopropyl alcohol, glycerin in the following ratio of components, g/l:

tin sulfate, in terms of metal 17-35 indium sulfate, in terms of metal 20-45 sulfuric acid 80-120 copolymer of dimethicone and polyethylene glycol 0.5-2.0 isopropyl alcohol 5-20 ml/l glycerol 5-15 ml/l,

while the content of indium in the coating is 40.0-52.0 wt. %,

- obtaining the second layer by dipping into the solder melt based on tin and indium, in which the copper wire is pulled through the solder melt based on tin and indium in a tin bath at a speed of 140-260 m/min at a melt temperature of the solder based on tin and indium 150-220 °C, and remove excess melt from its surface by pulling through a spinneret with a diameter of 265-310 microns,

- air drying

the thickness of the first microscopic adhesive layer of tin and indium is 0.1-1.0 μm, and the thickness of the second layer of tin and indium is 2.5-5 μm, and the ratio of the coating thickness to the wire diameter is 0.02-0.04 .