制備焊帶的裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種制備焊帶的裝置，所述裝置包括放線機構(gòu)和收線機構(gòu)，還包括等離子模塊和錫爐機構(gòu)，所述等離子模塊包括等離子裝置和內(nèi)部導(dǎo)輪，所述放線機構(gòu)與所述等離子裝置的入口端連接，所述內(nèi)部導(dǎo)輪與所述等離子裝置的出口端連接，所述錫爐機構(gòu)包括錫爐和工裝導(dǎo)輪，所述工裝導(dǎo)輪設(shè)在所述錫爐內(nèi)，所述工裝導(dǎo)輪的一端與所述內(nèi)部導(dǎo)輪連接，所述工裝導(dǎo)輪的另一端與所述收線機構(gòu)連接。本實用新型的制備焊帶的裝置，通過等離子退火模塊能夠即時調(diào)整工藝參數(shù)，且等離子設(shè)備自身的能耗也更低。等離子退火對原材料表面狀態(tài)的容忍度更高，制備的焊帶品質(zhì)差異更小，穩(wěn)定生產(chǎn)時能自主調(diào)整到的屈服強度下限更低。
【專利說明】
制備焊帶的裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本實用新型屬于焊帶加工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種制備焊帶的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 涂錫焊帶(或鍍錫銅帶，PV焊帶)是每一種主流光伏組件的關(guān)鍵部件，是關(guān)系光伏 組件功率高低和使用壽命的重要因素，只有優(yōu)質(zhì)穩(wěn)定的光伏涂錫焊帶才能配合光伏電池生 產(chǎn)出高功率和高耐久的光伏組件。當(dāng)今新型的高速串焊機及高效光伏電池的發(fā)展對涂錫焊 帶提出了更為苛刻的性能要求:新需求對涂錫焊帶的涂層厚度的穩(wěn)定性以及焊帶的側(cè)邊彎 曲度要求越來越高，更薄的硅電池片要求焊帶有更小的屈服強度(Rp〇.2)等。在現(xiàn)有的焊帶 制造方法中，退火工序?qū)笌У那笆鲂阅苡兄陵P(guān)重要的作用，而國內(nèi)目前普遍采用管道 退火(也稱隧道退火)和短路退火兩種退火方法，本文提出了一種應(yīng)用于光伏焊帶生產(chǎn)的等 離子退火涂錫一體化的新方法。
[0003] 目前的管道退火方法為了保證合適的屈服強度，生產(chǎn)速度一般在80~120m/min， 隨著太陽電池片主柵數(shù)目的增多，焊帶寬度呈變窄趨勢，同樣的生產(chǎn)速度意味著產(chǎn)能的下 降；管道退火方法的在針對精細化的產(chǎn)品生產(chǎn)時需要調(diào)整至對應(yīng)的溫度，該過程耗時很長 且耗能高;管道退火的焊帶生產(chǎn)中需要使用助焊劑等化學(xué)品，對生產(chǎn)環(huán)境有一定的負面影 響，且操作控制更為復(fù)雜，清潔和維護成本較等離子退火方法更高，間接地降低了生產(chǎn)效 率。此外，管道退火的實際退火溫度難以進行精確控制，因而生產(chǎn)出的產(chǎn)品一致性略差。
[0004] 短路退火方法的退火效果不如管道退火，并且在去除銅基材表面的氧化層方面效 果不佳，對銅基材的質(zhì)量狀況容忍度低。與管道退火一樣，短路退火在后續(xù)工序中必須使用 助焊劑，這不僅影響環(huán)境，也使得工藝參數(shù)難以精確控制。 【實用新型內(nèi)容】
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本實用新型的目的在于提供一種制備焊帶的裝置及其制備 焊帶的方法，從而制備的焊帶的品質(zhì)差異更小，穩(wěn)定生產(chǎn)時能自主調(diào)整到的屈服強度下限 更低，并且生產(chǎn)速度更快且無需使用助焊劑，工藝參數(shù)的調(diào)節(jié)也更為精確、快速。
[0006] 為達到上述目的，本實用新型的技術(shù)方案如下：
[0007] -方面，本實用新型提供一種制備焊帶的裝置，包括放線機構(gòu)和收線機構(gòu)，還包括 等離子模塊和錫爐機構(gòu)，所述等離子模塊包括等離子裝置和內(nèi)部導(dǎo)輪，所述放線機構(gòu)與所 述等離子裝置的入口端連接，所述內(nèi)部導(dǎo)輪與所述等離子裝置的出口端連接，所述錫爐機 構(gòu)包括錫爐和工裝導(dǎo)輪，所述工裝導(dǎo)輪設(shè)在所述錫爐內(nèi)，所述工裝導(dǎo)輪的一端與所述內(nèi)部 導(dǎo)輪連接，所述工裝導(dǎo)輪的另一端與所述收線機構(gòu)連接。
[0008]本實用新型的制備焊帶的裝置，通過等離子退火模塊能夠即時調(diào)整工藝參數(shù)，且 等離子設(shè)備自身的能耗也更低。等離子退火模塊對原材料表面狀態(tài)的容忍度更高，制備的 焊帶品質(zhì)差異更小，穩(wěn)定生產(chǎn)時能自主調(diào)整到的屈服強度下限更低。
[0009] 在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本實用新型還可作出如下改進：
[0010] 作為優(yōu)選的方案，所述錫爐機構(gòu)還包括至少一個風(fēng)刀，所述風(fēng)刀設(shè)在所述錫爐上 方，并且所述風(fēng)刀的口與水平面成夾角設(shè)置。
[0011] 作為優(yōu)選的方案，所述夾角為5°~85°，優(yōu)選為25°~45°。
[0012] 采用上述優(yōu)選的方案，能夠使焊帶涂錫均勻，使整個焊帶的厚度保持在指定范圍 內(nèi)。
[0013]作為優(yōu)選的方案，所述錫爐機構(gòu)還包括電機驅(qū)動裝置和主動上升式儲線架，所述 主動上升式儲線架一端與所述工裝導(dǎo)輪連接，所述主動上升式儲線架的另一端與所述收線 機構(gòu)連接，所述電機驅(qū)動裝置驅(qū)動主動上升式儲線架將制備的焊帶輸送至收線機構(gòu)。
[0014]作為優(yōu)選的方案，所述收線機構(gòu)包括追隨式收線導(dǎo)槽和氣缸，所述追隨式收線導(dǎo) 槽在氣缸的壓力作用下上下運動。
[0015]采用上述優(yōu)選的方案，收線導(dǎo)槽收取的焊帶，擁有更好的排線精度。
[0016] 作為優(yōu)選的方案，所述主動上升式儲線架和所述工裝導(dǎo)輪之間還設(shè)有冷卻塔。 [0017]采用上述優(yōu)選的方案，在收線機構(gòu)中可以設(shè)有焊帶質(zhì)量檢控裝置，收線機構(gòu)可以 采用自動換盤技術(shù)予以優(yōu)化。
[0018]另一方面，本實用新型還提供一種上述制備焊帶的裝置制備焊帶的方法，所述方 法包括以下步驟：
[0019] 1)將銅基材置于放線機構(gòu)上；
[0020] 2)然后再將所述銅基材輸送至等離子模塊的等離子裝置中，于500°C~1000°C下， 通入0.1~IMPa的等離子氣體將銅基材進行等離子退火，得到等離子退火后的銅基材；
[0021] 3)再將所述等離子退火后的銅基材輸送至錫爐機構(gòu)的錫爐中涂錫，得到焊帶；
[0022] 4)最后將所述焊帶輸出，并通過收線機構(gòu)收線，即得。
[0023]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本實用新型還可作出如下改進：
[0024]作為優(yōu)選的方案，所述銅基材或所述焊帶的進給速度為50~300m/min，優(yōu)選為100 ~150m/min，更優(yōu)選為 150m/min〇
[0025]采用上述優(yōu)選的方案，能夠在較高的生產(chǎn)速度下，生產(chǎn)效率高，并且制備的焊帶的 屈服強度能夠滿足要求，而現(xiàn)有技術(shù)中的制備方法在較高的生產(chǎn)速度下，制備的焊帶屈服 強度高，在150m/min以上的生產(chǎn)速度下制備的焊帶已經(jīng)不能滿足使用要求。
[0026]作為優(yōu)選的方案，在步驟2)中，等離子退火頻率為1~20MHz。
[0027]作為優(yōu)選的方案，在步驟3)中，所述等離子退火后的銅基材穿過工裝導(dǎo)輪，然后在 風(fēng)刀下，于壓縮空氣溫度為20~150°C，風(fēng)力為0.4~0.7MPa涂錫。
[0028]作為優(yōu)選的方案，所述等離子退火后的銅基材在穿過工裝導(dǎo)輪前，還包括以下步 驟:所述等離子退火后的銅基材通過氣體降溫，所述氣體優(yōu)選為氮氣，然后經(jīng)內(nèi)部導(dǎo)輪垂直 進入到錫爐中，并且錫爐溫度為150~300°C，優(yōu)選為220°C。
[0029]作為優(yōu)選的方案，所述等離子氣體選自氫氣、氮氣、氦氣和氬氣氣體中的至少一 種。
[0030] 本實用新型的制備焊帶的方法，通過等離子退火方法，由于瞬時溫度高，在同等性 能的條件下速度可達200m/min。等離子退火方法能夠即時調(diào)整工藝參數(shù)，切換不同規(guī)格的 產(chǎn)品相對節(jié)能省時，且等離子設(shè)備自身的能耗也更低。等離子退火方法可在退火的同時對 銅基材表面作清潔處理，因此對銅基材的適應(yīng)性比其他方法更好，由此產(chǎn)生的產(chǎn)品品質(zhì)差 異更小，穩(wěn)定生產(chǎn)時能自主調(diào)整到的屈服強度下限更低；
[0031] 此外，相比傳統(tǒng)方法，等離子退火方法可適應(yīng)更長的連續(xù)基材放線時間，有著高度 的品質(zhì)穩(wěn)定性和一致性，指定規(guī)格的銅基材經(jīng)放線機構(gòu)通過相應(yīng)的導(dǎo)槽導(dǎo)輪引入到等離子 退火模塊中；
[0032]等離子退火模塊可以在短時間內(nèi)迅冷啟動，而等離子退火方法中特有的表面離子 濺射技術(shù)使得基材表面清潔干燥(省去了前置清潔工序），還可以去除表面氧化物，這對后 續(xù)的涂錫工序十分必要。銅帶進入錫爐前，傳統(tǒng)方法要通過助焊劑浸泡進行清潔和表面激 活，鍍錫時的金屬間鍵合只有在基材表面清潔且適當(dāng)激活時才能實現(xiàn)。等離子退火方法不 需要使用助焊劑，在退火的同時完成清洗和激活，并且由于沒有助焊劑，鍍錫的速度會更 快，這也是該方法能夠?qū)崿F(xiàn)更高速涂錫的原因之一。使用等離子退火模塊的方法參數(shù)簡單 可控，能使產(chǎn)品的性能穩(wěn)定，質(zhì)量一致，返工率和廢品率更低。
【附圖說明】
[0033]圖1為本實用新型的制備焊帶的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0034]其中：
[0035] 1.放線機構(gòu)，2 .收線機構(gòu)，201.追隨式收線導(dǎo)槽，202 .氣缸，203 .軸，3 .等離子模 塊，301.等離子裝置，302.內(nèi)部導(dǎo)輪，4.錫爐機構(gòu)，401.錫爐，402.工裝導(dǎo)輪，403.風(fēng)刀，404. 主動上升式儲線架，405.冷卻塔。
【具體實施方式】
[0036]下面結(jié)合附圖詳細說明本實用新型的優(yōu)選實施方式。
[0037]為了達到本實用新型的目的，如圖1所示，本實用新型的制備焊帶的裝置，包括放 線機構(gòu)1和收線機構(gòu)2,還包括等離子模塊3和錫爐機構(gòu)4,等離子模塊3包括等離子裝置301 和內(nèi)部導(dǎo)輪302，放線機構(gòu)1與等離子裝置301的入口端連接，內(nèi)部導(dǎo)輪302與等離子裝置301 的出口端連接，錫爐機構(gòu)4包括錫爐401和工裝導(dǎo)輪402，工裝導(dǎo)輪402設(shè)在錫爐401內(nèi)，工裝 導(dǎo)輪402-端與內(nèi)部導(dǎo)輪302連接，工裝導(dǎo)輪402的另一端與收線機構(gòu)2連接。該制備焊帶的 裝置，通過等離子退火模塊能夠即時調(diào)整工藝參數(shù)，且等離子設(shè)備自身的能耗也更低。等離 子退火模塊對原材料表面狀態(tài)的容忍度更高，制備的焊帶品質(zhì)差異更小，穩(wěn)定生產(chǎn)時能自 主調(diào)整到的屈服強度下限更低。
[0038]為了進一步地優(yōu)化本實用新型的實施效果，錫爐機構(gòu)4還包括至少一個風(fēng)刀403， 風(fēng)刀403設(shè)在錫爐401上方，并且風(fēng)刀403的口與水平面成夾角設(shè)置。
[0039]為了進一步地優(yōu)化本實用新型的實施效果，該夾角可為5°~85°，優(yōu)選為25°~45°。能夠使焊帶涂錫均勻，使整個焊帶的厚度保持在所需尺寸精度。
[0040]為了進一步地優(yōu)化本實用新型的實施效果，錫爐機構(gòu)4還包括電機驅(qū)動裝置和主 動上升式儲線架404，主動上升式儲線架404-端與工裝導(dǎo)輪402連接，主動上升式儲線架 404的另一端與收線機構(gòu)2連接，電機驅(qū)動裝置驅(qū)動主動上升式儲線架404將制備的焊帶輸 送至收線機構(gòu)2。
[0041]為了進一步地優(yōu)化本實用新型的實施效果，收線機構(gòu)2包括追隨式收線導(dǎo)槽201和 氣缸202,追隨式收線導(dǎo)槽201在氣缸202的壓力作用下上下運動，從而將制備的焊帶收在軸 203上。該收線導(dǎo)槽收取的焊帶，擁有更好的排線精度。
[0042]為了進一步地優(yōu)化本實用新型的實施效果，主動上升式儲線架404和工裝導(dǎo)輪402 之間還設(shè)有冷卻塔405。在收線機構(gòu)中可以設(shè)有焊帶質(zhì)量檢控裝置，收線機構(gòu)可以采用自動 換盤技術(shù)予以優(yōu)化。
[0043]實施例1
[0044]使用等離子退火涂錫一體化的方法進行主流的0.25_X1.2mm規(guī)格焊帶的批量生 產(chǎn):放線機構(gòu)上使用規(guī)格為0.2mmX1.2mm銅基材，再將銅基材引入到等離子模塊入口端，從 出口端引出；給等離子模塊中通入〇.3MPa壓力的純度99.9%以上的氮氣（可選摻入1 %氫 氣)作為工作氣體，在操作面板調(diào)節(jié)等離子電壓使得目標(biāo)溫度為700°C，設(shè)置頻率為10MHz; 銅基材使用氮氣降溫到200°C以下，經(jīng)內(nèi)部導(dǎo)輪垂直進入到錫爐中，錫爐溫度設(shè)置為220°C， 穿過工裝導(dǎo)輪后垂直離開錫液面，在離開錫液面的地方裝有溫度角度可控制的風(fēng)刀，設(shè)置 風(fēng)刀口方向?qū)λ骄€的夾角為30°，干燥的壓縮空氣溫度為20°C，風(fēng)力設(shè)置為0.4MPa，控制 產(chǎn)品厚度為〇. 25mm;從錫爐引出的焊帶經(jīng)過由電機驅(qū)動裝置驅(qū)動的主動上升式儲線架到達 收線機構(gòu)（區(qū)別于傳統(tǒng)的依靠重力下降的被動式儲線架），收線機構(gòu)采用由氣缸壓力控制的 追隨式收線導(dǎo)槽(區(qū)別于傳統(tǒng)的固定式收線導(dǎo)輪），收線過程中導(dǎo)槽位置會隨著軸的滿度同 步升高，整個收線過程收線角度可始終保持一致(一直線），擁有更好的排線精度。
[0045] 如此，生產(chǎn)速度為100m/min時的制備的焊帶的主要性能(0.25mmX1.2mm)，如下述 表1所示：
[0046]表1
[0047]
[0048] 現(xiàn)使用管道退火方法的常規(guī)配置(具體參見CN202072737U)，以100m/min的速度生 產(chǎn)0.25mmX1.2mm規(guī)格焊帶的性能如下，如下述表2所示：
[0049]表2
[0050]
[0051] 現(xiàn)使用短路退火方法的常規(guī)配置(短路退火的方法是通過包括以下步驟的方法進 行:帶有交流或直流電的電極輪，向運行中的銅基材導(dǎo)入大的電流，電流與銅基材自身電阻 作用而發(fā)熱升溫，到達退火溫度后，再淬水使其快速地冷卻下來），以l〇〇m/min的速度生產(chǎn) 同規(guī)格焊帶的性能如下，如下述表3所示：
[0052]表3
[0053]
[0054」從上還表1-3W以宥出，営道退火與短路退火網(wǎng)柙萬法制備的焊帶的屈服強度值 (RpO.2)大大高于本實用新型的制備方法制備的焊帶。其中管道退火制備的焊帶的屈服強 度值波動最大，極差為8MPa，而短路退火和本實用新型的制備方法制備的焊帶的波動分別 為5MPa和3MPa。
[0055] 實施例2
[0056]使用等離子退火涂錫一體化方法，放線機構(gòu)上使用規(guī)格為0.2mmX1.2mm銅基材， 再將銅基材引入到等離子模塊入口端，從出口端引出；給等離子模塊中通入〇.4MPa壓力的 氮氣(摻入1%氫氣)作為工作氣體，在操作面板調(diào)節(jié)等離子電壓使得目標(biāo)溫度為750°C，設(shè) 置頻率為5MHz;銅基材經(jīng)氮氣冷卻降溫到200°C以下，經(jīng)內(nèi)部導(dǎo)輪垂直進入到錫爐中，錫爐 溫度設(shè)置為220°C，穿過工裝導(dǎo)輪后垂直離開錫液面，在離開錫液面的地方裝有溫度角度可 控制的風(fēng)刀，設(shè)置風(fēng)刀口方向?qū)λ骄€的夾角為35°，干燥的壓縮空氣溫度為50°C，風(fēng)力設(shè) 置為0.5MPa，控制產(chǎn)品厚度為0.25mm，經(jīng)儲線機構(gòu)進行收線。生產(chǎn)速度為150m/min時的制備 的焊帶的主要性能為(〇.25mmX1.2mm)，如下述表4所示：
[0057] 表 4
[0058]
[0059」從上述表3可以看出，在該較高進給速度下制備的焊帶的屈服強度只有50MPa左 右，且波動小，不但生產(chǎn)效率高，還能夠滿足實際使用要求。
[0060] 實施例3
[0061 ]使用等離子退火涂錫一體化方法，放線機構(gòu)上使用規(guī)格為0.2mmX1.2mm銅基材， 再將銅基材引入到等離子模塊入口端，從出口端引出；給等離子模塊中通入〇.4MPa壓力的 氮氣(摻入1%氫氣)作為工作氣體，在操作面板調(diào)節(jié)電壓使得目標(biāo)溫度為850°C，設(shè)置頻率 為1MHz;銅基材經(jīng)氮氣冷卻降溫到200°C以下，經(jīng)內(nèi)部導(dǎo)輪垂直進入到錫爐中，錫爐溫度設(shè) 置為220°C，穿過工裝導(dǎo)輪后垂直離開錫液面，在離開錫液面的地方裝有溫度角度可控制的 風(fēng)刀，設(shè)置風(fēng)刀口方向?qū)λ骄€的夾角為40°，干燥的壓縮空氣溫度為70°C，風(fēng)力設(shè)置為 0.7MPa，控制產(chǎn)品厚度為0.25mm，經(jīng)儲線機構(gòu)進行軸收線。
[0062] 生產(chǎn)速度為200m/min時的制備的焊帶的主要性能(0.25mmX 1.2mm)如下，如下述 表5所示：
[0063] 表 5
[0064]
[0065] 而使用管道退火或者短路退火，在生產(chǎn)速度為150m/min和200m/min時，焊帶出現(xiàn) 露銅，毛刺等不良品質(zhì)，屈服強度值不能穩(wěn)定地滿足客戶需求，無法批量生產(chǎn)。
[0066] 實施例4-5
[0067]制備方法與實施例3相同，不同的為給等離子模塊中分別通入0.IMPa和IMPa壓力 的氮氣（摻入1%氫氣）作為工作氣體，在操作面板調(diào)節(jié)電壓使得目標(biāo)溫度分別為500°C和 1000°C，設(shè)置頻率分別為20MHz和1MHz。
[0068]以上所述的僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù) 人員來說，在不脫離本實用新型創(chuàng)造構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬 于本實用新型的保護范圍。
【主權(quán)項】
1. 一種制備焊帶的裝置，包括放線機構(gòu)和收線機構(gòu)，其特征在于，還包括等離子模塊和 錫爐機構(gòu)，所述等離子模塊包括等離子裝置和內(nèi)部導(dǎo)輪，所述放線機構(gòu)與所述等離子裝置 的入口端連接，所述內(nèi)部導(dǎo)輪與所述等離子裝置的出口端連接，所述錫爐機構(gòu)包括錫爐和 工裝導(dǎo)輪，所述工裝導(dǎo)輪設(shè)在所述錫爐內(nèi)，所述工裝導(dǎo)輪的一端與所述內(nèi)部導(dǎo)輪連接，所述 工裝導(dǎo)輪的另一端與所述收線機構(gòu)連接。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備焊帶的裝置，其特征在于，所述錫爐機構(gòu)還包括至少一個 風(fēng)刀，所述風(fēng)刀設(shè)在所述錫爐上方，并且所述風(fēng)刀的口與水平面成夾角設(shè)置。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備焊帶的裝置，其特征在于，所述夾角為5°~85°。4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的制備焊帶的裝置，其特征在于，所述錫爐機構(gòu)還 包括電機驅(qū)動裝置和主動上升式儲線架，所述主動上升式儲線架的一端與所述工裝導(dǎo)輪連 接，所述主動上升式儲線架的另一端與所述收線機構(gòu)連接，所述電機驅(qū)動裝置驅(qū)動主動上 升式儲線架將制備的焊帶輸送至所述收線機構(gòu)。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備焊帶的裝置，其特征在于，所述收線機構(gòu)包括追隨式收線 導(dǎo)槽和氣缸，所述追隨式收線導(dǎo)槽在氣缸的壓力作用下上下運動。6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備焊帶的裝置，其特征在于，所述主動上升式儲線架和所述 工裝導(dǎo)輪之間還設(shè)有冷卻塔。
【文檔編號】C22F1/08GK205687993SQ201620533419
【公開日】2016年11月16日
【申請日】2016年6月3日 公開號201620533419.8, CN 201620533419, CN 205687993 U, CN 205687993U, CN-U-205687993, CN201620533419, CN201620533419.8, CN205687993 U, CN205687993U
【發(fā)明人】肖鋒, 張昱, 朱驕峰
【申請人】蘇州宇邦新型材料股份有限公司