專利名稱：太陽能電池片焊帶的電鍍工藝及流水線的制作方法
技術領域：
本發明涉及電鍍技術領域，尤其是太陽能電池片焊帶的電鍍工藝及流水線。
背景技術：
傳統的太陽能電池片的焊帶生產采用熱浸錫工藝，焊帶基材銅帶經過熔融的錫爐，錫料附著在基材表面，冷凝后形成錫層，這種工藝生產的錫層厚度一般在20 25微米， 不僅用錫量大，外觀不好，均勻度難以控制，導電性能一般，而且極容易產生錫渣、錫瘤、錫縫、針孔和異物等不良。因此給太陽能電池片的焊接增加一些不良的因素，特別是在產量特別大的太陽能電池片的生產通常采用自動焊接設備進行生產，而不良的焊帶不僅會造成焊接質量不穩定，更會造成自動焊接設備的故障，產生較大的損失。
發明內容
本申請人針對上述現有太陽能電池片焊帶采用熱浸錫工藝進行生產，質量差，影響后續焊接產品與焊接設備等缺點，提供一種太陽能電池片焊帶的電鍍工藝及流水線，從而可以高效優質的進行生產，焊帶的均勻度及外觀都得到改善，同時節省了錫的消耗量，降低了單位能耗，提高了產量。本發明所采用的技術方案如下
一種太陽能電池片焊帶的電鍍工藝，由上料一校直較平一銅帶拋光軟化一電解除油一銅離子再生一高速電鍍預處理一高速電鍍錫一中和一純水清洗一錫層修護一超聲波清洗一烘干一焊帶去應力處理一探傷檢測一伺服收料等工步順序串聯組成。其進一步特征在于電鍍基材為薄窄銅帶，電鍍層材料為純Sn或Sn系復合焊錫， 所述Sn系復合焊錫為Sn與Ag、Cu、Bi、Ni、Au、Pd、Pb中的一種或多種元素組成，且每種元素含1 40wt% ；電鍍層厚度為4 20微米。一種根據上述工藝進行生產的電鍍流水線，由上料部分，電鍍及前后處理部分，收料部分順序連接組成，
—所述上料部分由放卷機構，焊接臺，校直較平機構，緩沖儲料機構，銅帶拋光軟化處理裝置，銅帶導向機構順序串聯而成；
—所述電鍍及前后處理部分由電解除油箱，銅離子再生箱，高速電鍍預處理箱，高速電鍍錫箱，中和箱，純水清洗箱，錫層修護箱，超聲波清洗箱，烘干箱順序串聯而成，以及包括內部的水洗風刀、電鍍導電機構部分；
—所述收料部分由焊帶去應力處理裝置，探傷檢測裝置，緩沖儲料架，張力控制裝置與伺服收料驅動裝置順序串聯組成。其進一步特征在于電鍍工藝槽底部設置有電鍍液輸液通道，在電鍍液輸液通道上，以銅帶輸送軌跡為中心，對稱設置有若干左右兩列豎管，在左右豎管的相對側的管壁上開設有若干噴射孔。
電鍍液儲液槽內設置有回流消泡裝置，在回流管底部設置調節閘閥，在儲液槽上部設置有杠桿，杠桿一端設置重錘，另一端通過提索系結在底部封閉的調節間閥，在調節閘閥靠下方管壁上開設有小孔；調節閘閥外周設置有回流罩，在回流管、調節閘閥與回流罩之間形成回流管道。所述伺服收料驅動裝置的減速機設置在滑移平臺上，繞線電機通過減速機驅動工字輪旋轉，滑移平臺安裝在底部單軸驅動器上，單軸驅動器通過伺服電機驅動，在主軸上安裝編碼器。本發明的有益效果如下
本發明采用了高端的電化學法得到高性能的可焊性涂覆層，克服了熱浸錫工藝的高耗能、低產量等缺點，電鍍流水線可設置為2 8個通道，同時生產4 50條各種規格的焊帶， 生產速度2 25米/分，鍍錫層厚度可控制在4 20微米，流水線總長為30 80米(視生產速度而定)。本發明實現了高效生產，采用多通道共用相同工藝，環保節能；采用電鍍工藝生產出的焊帶錫層厚度可調，均勻性非常好，外觀光潔無暇疵，解決了傳統熱浸錫涂層在外觀和性能上的缺陷，從而可以生產出質量優異的焊帶。
圖1為本發明的主視圖，第-一部分。
圖2為本發明的主視圖，第:二部分。
圖3為本發明的主視圖，第:Ξ部分。
圖4為本發明的主視圖，第四部分。
圖5為本發明的電鍍及前后處理部分II中的剖視圖。
圖6為本發明的電鍍工藝楣 內上水結構的示意圖。
圖7為圖6的左視圖。
圖8為本發明的電鍍儲液楣 內回流消泡裝置示意圖。
圖9為本發明的收卷機示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖，說明本發明的具體實施方式
。本發明改變了傳統的熱浸錫工藝，而采用電鍍工藝在基材銅帶表面進行錫層的電鍍，從而生產出連續的太陽能電池片焊帶，由于電鍍工藝本身具有鍍層厚度均勻，附著性能優異等優點，因此焊帶質量優異，完全可以勝任自動焊接流水線進行太陽能電池片的自動焊接生產，保證了焊接質量，提高了焊接效率。本發明電鍍層組成可以是純Sn、或從Ag、Cu、 Bi、Ni、Au、Pd、Pb中的一種或二種或多種元素組成Sn系復合焊錫，且是每種元素含1 40wt%的Sn系復合焊錫。本發明所述的太陽能電池片焊帶的電鍍工藝包括上料一校直較平一銅帶拋光軟化一電解除油一銅離子再生一高速電鍍預處理一高速電鍍錫一中和一純水清洗一錫層修護一超聲波清洗一烘干一焊帶去應力處理一探傷檢測一伺服收料等工步順序串聯組成。對應的，如圖1至圖4所示，本發明所述的太陽能電池片焊帶的電鍍流水線由上料
4部分I，電鍍及前后處理部分II，收料部分III順序連接組成。為了實現高產能采用了高速電鍍工藝，利用特殊的電鍍預處理和電鍍藥水，以及電流控制工藝，可實現4 25米/分的生產速度，更增加了錫層修護工藝，以保證錫層外觀。上料部分I由放卷機構101，焊接臺102，校直較平機構103，緩沖儲料機構104， 銅帶拋光軟化處理裝置105，銅帶導向機構106順序串聯而成，可同時控制4 50條銅帶。 其中校直較平機構103的作用是使出現彎曲的銅帶以較高的直線度(不超過2mm/m)進入設備，避免在驅動輪處跑偏造成的損傷。在校直較平機構103后安裝了銅帶拋光軟化處理裝置105，利用拋光刷去除銅帶表面的殘渣和大面積的氧化層，然后利用物理原理進一步降低銅帶硬度，這樣的處理可保證獲得較好的鍍層和降低焊帶屈服強度。電鍍及前后處理部分II包含電解除油箱201，銅離子再生箱202，高速電鍍預處理箱203，高速電鍍錫箱204，中和箱205，純水清洗箱206，錫層修護箱207，超聲波清洗箱 208，烘干箱209以及內部的水洗風刀，電鍍導電機構等部分，有2 8個相同工藝的通道。收料部分III則由焊帶去應力處理裝置301，探傷檢測裝置302，緩沖儲料架303， 張力控制裝置304與伺服收料驅動裝置305幾個部分組成，可同時將4 50條焊帶按客戶的要求收到卷盤或卷軸上。去應力處理裝置301采用低溫回火的原理消除電鍍后的鍍層應力，使鍍層更穩定，保證了導電效率。X射線探傷檢測裝置302檢測錫層的損傷，如果出現鍍層瑕疵會報警，收料人員可以及時處理。張力控制裝置304保證收卷過程中帶料不變形。如圖5所示為電鍍及前后處理部分II中的典型剖面，其中通過排風管214抽取廢氣并處理，通過風管211實現對電鍍槽內的風刀提供風流；而泵212、加熱器213則負責對4 個并行的通道215內的電鍍液進行循環與加熱。本發明采用的基材為極為細窄的薄銅帶，其橫截面只有0. 13mm χ 1.5mm，而且整個截面的四周都需要均勻的電鍍；同時本發明的流水線非常長，有38m 50m，因此在整條流水線中安裝2 8處驅動和緩沖裝置，在收卷，放卷的關鍵部位平穩驅動，使整條線的產品受力基本一致，減少了帶料的應力，有助于保持帶料不變形，包括拉伸變形和側彎，扭曲變形。現有的電鍍工藝槽普遍采用底部上水的方式，電鍍帶料浸泡在電鍍液中，勻速通過電鍍槽并完成電鍍，但是對于本發明的細窄銅帶，因為接觸面很小，僅通過浸泡的方式效果不理想，無法得到均勻致密的錫鍍層，因而需要減慢銅帶的輸送速度以保證電鍍的效果， 這極大的降低了工作效率。本發明的電鍍工藝槽，包括高速電鍍錫箱204、中和箱205、純水清洗箱206、錫層修護箱207等工藝槽內采用垂直上水，側面噴出的方式，如圖6、圖7所示，在電鍍工藝槽 401底部設置有電鍍液輸液通道404，在電鍍液輸液通道404上，以銅帶輸送軌跡為中心，對稱設置有若干左右兩列豎管402，在左右豎管402的相對側，在豎管壁上開設有若干噴射孔 403。實際工作時，一條或多條帶料在電鍍液工藝槽401內輸送，通過左右豎管402之間的通道，電鍍液工藝槽401內電鍍液液面高于帶料，帶料浸泡在電鍍液中輸送。同時電鍍液 405從電鍍液工藝槽401底部的管路接口 406輸入，依次經過輸液管道404，左右豎管402， 并從噴射孔403內噴射出，對通道中間經過的帶料進行噴淋沖刷，同時，噴射出來的水流攪動了帶料周圍的水流，從而能充分的交換電鍍藥水，使錫離子的濃度更均勻，沉積到銅帶上的晶格結構更合理，有助于提高焊帶的導電率。循環的電鍍液返回流水線下部的電鍍液儲液槽內。現有的電鍍液直接通過回流管沖入儲液槽內，會與空氣接觸沖擊出大量的泡沫。電鍍液與空氣的接觸不僅會造成藥水加速氧化，而且藥水以泡沫的形式溢出儲槽也造成損耗與污染。本發明在電鍍液儲液槽內設置有新式的回流消泡裝置，如圖8所示，在回流管501底部設置有調節間閥506，在儲液槽上部設置有杠桿502，杠桿502 —端設置重錘503，另一端通過提索504系結在底部封閉的調節閘閥506上，在調節閘閥506靠下方管壁上開設有數個小孔；調節閘閥506外周設置有回流罩505，在回流管501、調節閘閥506與回流罩505之間形成回流管道。在不工作狀態，調節閘閥506內部沒有回流液507而較輕，被重錘503翹起并封閉住回流管501。實際工作時，流速較快的回流液507從回流管501沖入出口處的調節閘閥 506內，調節閘閥506承重后克服杠桿502另一端的重錘503作用，緩速向下沉，而回流液 507沖擊桶底后折返向上，通過回流管501、調節閘閥506與回流罩505之間的回流管道流入儲液槽內。上述結構形成一個自動調節閘閥裝置，根據回流液507壓力的大小，調節閘閥 506下降特定距離然后維持一個平衡，而回流液507在回流管道內經過多次折返后，速度也大大減速，從而平緩的流入儲液槽內，避免了急劇沖入導致的空氣溶融與反應產生泡沫的問題，從而使電鍍液的化學成分更加穩定，避免了損耗與污染，也提高了電鍍質量。目前普通的收卷機不能滿足焊帶的收料要求，由于精度不夠，常常使帶料重疊，導致收卷鼓包，不僅外觀受影響，還會造成彎曲變形。本發明對收卷機構進行改進，如圖9所示，減速機603設置在滑移平臺606上，繞線電機604通過減速機603驅動工字輪602旋轉，滑移平臺606安裝在底部單軸驅動器605上，單軸驅動器605通過伺服電機601驅動。 本收卷機在主軸安裝了編碼器，可精確校正排線位置，伺服電機和高精度的滑移平臺滿足了焊帶的精確收卷要求，專門設計的繞卷排線程序確保避免收卷鼓包與帶料重疊現象的發生。以上描述是對本發明的解釋，不是對發明的限定，本發明所限定的范圍參見權利要求，在不違背本發明精神的情況下，本發明可以作任何形式的修改。
權利要求
1.一種太陽能電池片焊帶的電鍍工藝，其特征在于由上料---校直較平---銅帶拋光軟化---電解除油---銅離子再生---高速電鍍預處理---高速電鍍錫---中和---純水清洗---錫層修護---超聲波清洗---烘干---焊帶去應力處理---探傷檢測---伺服收料等工步順序串聯組成。
2.按照權利要求1所述的太陽能電池片焊帶的電鍍工藝，其特征在于電鍍基材為薄窄銅帶，電鍍層材料為純Sn或Sn系復合焊錫，所述Sn系復合焊錫為Sn與Ag、Cu、Bi、Ni、 Au.Pd.Pb中的一種或多種元素組成，且每種元素含1 40wt% ；電鍍層厚度為4 20微米。
3.一種根據權利要求1所述的太陽能電池片焊帶的電鍍工藝進行生產的電鍍流水線， 由上料部分(I)，電鍍及前后處理部分(II)，收料部分(III)順序連接組成，其特征在于---所述上料部分(I)由放卷機構(101 )，焊接臺(102)，校直較平機構(103)，緩沖儲料機構(104)，銅帶拋光軟化處理裝置(105)，銅帶導向機構(106)順序串聯而成；—所述電鍍及前后處理部分(II)由電解除油箱(201)，銅離子再生箱(202)，高速電鍍預處理箱(203)，高速電鍍錫箱(204)，中和箱(205)，純水清洗箱(206)，錫層修護箱 (207)，超聲波清洗箱(208)，烘干箱(209)順序串聯而成，以及包括內部的水洗風刀、電鍍導電機構部分；—所述收料部分(III)由焊帶去應力處理裝置(301 )，探傷檢測裝置(302)，緩沖儲料架(303 )，張力控制裝置(304 )與伺服收料驅動裝置(305 )順序串聯組成。
4.按照權利要求3所述的太陽能電池片焊帶的電鍍流水線，其特征在于電鍍工藝槽 (401)底部設置有電鍍液輸液通道(404)，在電鍍液輸液通道(404)上，以銅帶輸送軌跡為中心，對稱設置有若干左右兩列豎管(402)，在左右豎管(402)的相對側的管壁上開設有若干噴射孔(403)。
5.按照權利要求3所述的太陽能電池片焊帶的電鍍流水線，其特征在于電鍍液儲液槽內設置有回流消泡裝置，在回流管(501)底部設置調節間閥(506)，在儲液槽上部設置有杠桿(502)，杠桿(502)—端設置重錘(503)，另一端通過提索(504)系結在底部封閉的調節閘閥(506)，在調節閘閥(506)靠下方管壁上開設有小孔；調節閘閥(506)外周設置有回流罩(505)，在回流管(501)、調節閘閥(506)與回流罩(505)之間形成回流管道。
6.按照權利要求3所述的太陽能電池片焊帶的電鍍流水線，其特征在于所述伺服收料驅動裝置(305)的減速機(603)設置在滑移平臺(606)上，繞線電機(604)通過減速機 (603)驅動工字輪(602)旋轉，滑移平臺(606)安裝在底部單軸驅動器(605)上，單軸驅動器(605 )通過伺服電機(601)驅動，在主軸上安裝編碼器。
全文摘要
本發明公開了一種太陽能電池片焊帶的電鍍工藝，由上料-校直較平-銅帶拋光軟化-電解除油-銅離子再生-高速電鍍預處理-高速電鍍錫-中和-純水清洗-錫層修護-超聲波清洗-烘干-焊帶去應力處理-探傷檢測-伺服收料等工步順序串聯組成，及其電鍍流水線，由上料部分，電鍍及前后處理部分，收料部分順序連接。本發明采用了高端的電化學法得到高性能的可焊性涂覆層，克服了熱浸錫工藝的高耗能、低產量等缺點，實現了高效生產，采用多通道共用相同工藝，環保節能；采用電鍍工藝生產出的焊帶錫層厚度可調，均勻性非常好，外觀光潔無暇疵，解決了傳統熱浸錫涂層在外觀和性能上的缺陷，從而可以生產出質量優異的焊帶。
文檔編號C25D19/00GK102443831SQ20121000682
公開日2012年5月9日 申請日期2012年1月11日 優先權日2011年12月26日
發明者李慶貴, 李強, 肖笛 申請人:上海華友金鍍微電子有限公司