1.1 助焊剂与焊带1.1.1助焊剂助焊剂通常是以松香为主要成分的混合物,是保证焊接过程顺利进行的辅助 材料助焊剂的主要作用是清除焊料和被焊母材(材料)表面的氧化物,使金属表 面达到必要的清洁度它防止焊接时表面的再次氧化,降低焊料表面张力,提高 焊接性能助焊剂性能的优劣,直接影响到组件的质量5.7.1.1 焊接材料的主要成分a•有机溶剂:酮类、醇类、酯类中的一种或几种混合物,常用的有乙醇、丙 醇、丁醇;丙酮、甲苯异丁基甲酮;醋酸乙酯,醋酸丁酯等作为液体成分b. 表面活性剂:含卤素的表面活性剂活性强,助焊能力高,但因卤素离子很 难清洗干净,离子残留度高,卤素元素(主要是氯化物)有强腐蚀性c•有机酸活化剂:由有机酸二元酸或芳香酸中的一种或几种组成,如丁二酸, 戊二酸,衣康酸,邻羟基苯甲酸,葵二酸,庚二酸、苹果酸、琥珀酸等其主要 功能是除去引线脚上的氧化物和熔融焊料表面的氧化物,是助焊剂的关键成分之 一d.防腐蚀剂:减少树脂、活化剂等固体成分在高温分解后残留的物质e•助溶剂:阻止活化剂等固体成分从溶液中脱溶的趋势,避免活化剂不良的 非均匀分布f.成膜剂:引线脚焊锡过程中,所涂复的助焊剂沉淀、结晶,形成一层均匀的 膜,其高温分解后的残余物因有成膜剂的存在,可快速固化、硬化。
5.7.1.2 助焊剂的特性a•润湿(横向流动):又称浸润,是指熔融焊料在金属表面形成均匀、平滑、 连续并附着牢固的焊料层浸润程度主要决定于焊件表面的清洁程度及焊料的表 面张力金属表面看起来是比较光滑的,但在显微镜下面看,有无数的凸凹不平、 晶界和伤痕,焊料就是沿着这些表面上的凸凹和伤痕靠毛细作用润湿扩散开去的 因此焊接时应使焊锡流淌流淌的过程一般是松香在前面清除氧化膜,焊锡紧跟 其后,所以说润湿基本上是熔化的焊料沿着物体表面横向流动润湿的好坏用润 湿角b•扩散(纵向流动):伴随着熔融焊料在被焊面上扩散的润湿现象还出现焊料 向固体金属内部扩散的现象例如,用锡铅焊料焊接铜件,焊接过程中既有表面 扩散,又有晶界扩散和晶内扩散锡铅焊料中的铅只参与表面扩散,而锡和铜原 子相互扩散,这是不同金属性质决定的选择扩散正是由于这种扩散作用,在两 者界面形成新的合金,从而使焊料和焊件牢固地结合5.7.1.3 常用助焊剂的作用a•破坏金属氧化膜使焊锡表面清洁,有利于焊锡的浸润和焊点合金的生成b•能覆盖在焊料表面,防止焊料或金属继续氧化c. 增强焊料和被焊金属表面的活性,降低焊料的表面张力d. 焊料和焊剂是相熔的,可增加焊料的流动性,进一步提高浸润能力。
e. 能加快热量从烙铁头向焊料和被焊物表面传递f•合适的助焊剂还能使焊点美观1. 助焊剂的主要作用1.1 有清洗被焊金属和焊料表面的作用(去除氧化物和污物)1.2. 熔点要低于所有焊料的熔点(保证先熔化并在表面)1.3. 在焊接温度下能形成液状,具有保护金属表面的作用1.4. 有较低的表面张力,受热后能迅速均匀地流动(浸润与扩散)1.5. 不导电,无腐蚀性,残留物无副作用1.6. 熔化时不产生飞溅或飞沫1.7. 助焊剂的膜要光亮,致密、干燥快、不吸潮、热稳定性好特别是对于1.8mm宽的主栅线,2mm宽的互连条,对浸润能力要求更高,因为要想互连条上面的焊料进入主栅线,其运行轨迹是有弯曲的如浸润能力不足, 焊料将随烙鉄头流动所以,相对较窄的互连条可焊性比宽的互连条要强一些,是因为互连条上下面的 焊料能与主栅线直接的接触,热量也能快速传至主栅线如果助焊剂与熔融的焊料不能与主栅线有效接触,热量也难于传至主栅线,因此 更不容易形成合金相,这种情况从表面上看焊接很好,但其实也是近似于虚焊2. 助焊剂去除氧化剂的方式助焊剂与氧化物的化学反应有几种:1、相互化学作用形成第三种物质;2、氧化 物直接被助焊剂剥离(类似于烧水壶除垢不是使水垢与除垢剂完全反应,而是通 过浸入两相的界面扩张使碳酸盐固相与基体剥离一个道理);3、上述两种反应并 存。
一般来讲,在未焊接的低温浸泡时,由于PH值不是很高,有机酸助焊剂以 第二种为主5.7.1.4 助焊剂残渣对组件造成的不良影响包括以下几点a.过多的助焊剂残留会腐蚀电池b•降低电导性,产生迁移或短路c•残留过多会粘连灰尘和杂物d. 影响产品使用的可靠性e. 影响EVA与电池的粘结f. 可能在电池的主栅线产生连续性的气泡g•助焊剂的储存环境一般助焊剂使用期为6个月,放置干燥通风处,避免阳 光直射1.1.2焊带连条与汇流条即涂锡铜合金带,简称涂锡铜带或涂锡带分含铅和无铅两种,其 中无铅涂锡带因其良好的焊接性能和无毒性,是涂锡带发展的方向无铅涂锡带 是由导电优良、加工延展性优良的专用铜及锡合金涂层复合而成具有如下特性:1、 可焊性好;2、 抗腐蚀性能好;3、 在-40 °C至+100 °C的热振情况下(与太阳能电池使用环境同步),长期工 作不会脱落常见的互连条与汇流条规格有; 涂锡带的选用主要是依据其载流能力,互连条按 7A/mm*mm 选用,汇流条按 7A/mm*mm 选用同时还应考虑互连条机械强度对电池片位移的影响互联条:顾名思意,就是将电池片与电池片相互连接的焊带(镀锡铜带), 宽度大约0.2cm。
连接的方式可以为串联或是并联,主要用在电池片电极引出和 背电场电极的连接,每组件使用较多,如约 156 根汇流带:是将用互联条串联后的电池串进行串联的焊带(镀锡铜带),宽度约为0.5cm主要用于电极引出,每组件使用较少,同样的电池片共计7根!一般焊接都是每片电池片上焊2条所以可以根据电池片(整片)的数量来 大概计算焊带的需求量比如,有50片156的电池片,那么需要50*156*2MM 的标准宽度焊带焊带在串联电池片的过程中一定要做到焊接牢固,避免虚焊假焊现象的发生 生产厂家在选择焊带时一定要根据所选用的电池片特性来决定用什么状态的焊 带一般选用的标准是根据电池片的厚度和短路电流的多少来确定焊带的厚度, 焊带的宽度要和电池的主删线宽度一 焊带是光伏组件焊接过程中的重要原材料,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焊带在串联电池片的过程中一定要做到焊接牢固,避免虚焊假焊现象的发生 生产厂家在选择焊带时一定要根据所选用的电池片特性来决定用什么状态的焊 带一般选用的标准是根据电池片的厚度和短路电流的多少来确定焊带的厚度, 焊带的宽度要和电池的主删线宽度一致,焊带的软硬程度一般取决于电池片的厚 度和焊接工具。
手工焊接要求焊带的状态越软越好,软态的焊带在烙铁走过之后 会很好的和电池片接触在一起,焊接过程中产生的应力很小,可以降低碎片率 但是太软的焊带抗拉力会降低,很容易拉断对于自动焊接工艺,焊带可以稍硬 一些,这样有利于焊接机器对焊带的调直和压焊,太软的焊带用机器焊接容易变 形,从而降低产品的成品率焊接焊带使用的电烙铁根据不同的组件有不同的选择,一般而言,焊接灯具 等小光伏组件对烙铁的要求较低,小组件自身面积较小,对烙铁热量的要求不高, 一般 35w 电烙铁可以满足焊接含铅焊带的要求,但是焊接无铅焊带时建议厂家 尽量使用 50w 电烙铁,而且要使用无铅长寿烙铁头,因为无铅焊锡氧化快,对 烙铁头的损害相当大有铅焊带焊接相对容易,一般只要选择好合适的助焊剂,烙铁温度补偿够用 就可以了,但是无铅焊带焊接时确实麻烦了很多,很多厂家对此感到头疼首先, 无铅焊接要选择一个合适的电烙铁,对于厂家而言,选择功率可调的无铅焊台是 个不错的选择,无铅焊台一般是直流供电,电压可调,直流电烙铁的优点是温度 补偿快,这是交流调温电烙铁所无法比拟的无铅焊带的焊接依据电池片的厚度 和面积应选择70-100W的烙铁,小于70w的烙铁一般在无铅焊接时会出现问题。
另外,市场上很多种无铅调温交流电烙铁(热磁铁控制)不适合焊接大面积的电 池片,因为电池片的硅导热性能很好,烙铁头的热量会迅速传递到硅片上,瞬间 使烙铁头的温度降低到300度以下,烙铁的温度补偿不足以保证烙铁的温度升高 到 400 度,是不能保证无铅焊接的牢固性的,产生的现象是电池片在焊接过程中 发生噼啪的响声,严重的立即使电池片出现裂纹,这是因为焊锡温度低引起的收 缩应力造成的无铅焊接的烙铁头氧化非常快,要保持烙铁头的清洁,在加热状 态下最好将烙铁头埋入焊锡中,使用前要甩掉烙铁头多余的焊锡烙铁头和焊带 的接触端要尽量修理成和焊带的宽度一致,接触面要平整焊接的助焊剂要选用 无铅无残留助焊剂在焊接无铅焊带的过程中,生产厂家要注意调整工人的焊接习惯,无铅焊锡 的流动性不好,焊接速度要慢很多,焊接时一定要等到焊锡完全溶化后再走烙铁, 烙铁要慢走,如果发现走烙铁过程中焊锡凝固,说明烙铁头的温度偏低,要调节 烙铁头的温度,升高到烙铁头流畅移动、焊锡光滑流动为止5.7.2.1 主要材料焊带主要基材为无氧铜(铜的纯度为 99.99%),表面热镀了一层锡层5.7.2.2 主要作用通过焊接过程将电池的电极(电流)导出,再通过串联或并联的方式将引出的电 极与接线盒有效的连接焊带是光伏组件焊接过程中的重要原材料,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。
一般选 用焊带的标准是根据电池的厚度和短路电流的多少来确定焊带的厚度,焊带的宽 度要和电池的主删线宽度一致,焊带的软硬程度一般取决于电池的厚度和焊接工 具5.7.2.3 焊带的储存环境焊带避光、避热、避潮,不得使产品弯曲和包装破损最佳贮存条件:放在 恒温、恒湿的仓库内,其温度在0-25°C之间相对湿度小于60%用棉布或软泡, 保质期为一年1.1.3助焊剂与焊带的关系焊带通过助焊剂的浸泡去除表面的氧化膜,并在表面覆盖形成了一层均匀、 平滑、连续并附牢固的焊料层在焊接过程中可以有效地清除栅线表面的氧化物 加快烙铁头温度的传递,将焊带牢固的与电池的主栅线结合1.1.4涂锡带的检验。