无铅光伏焊锡丝.doc

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1、无铅光伏焊锡丝申报温州市科技计划项目可行性研究报告2012年5月无铅光伏焊锡丝可行性研究报告一、项目开发的背景和意义能源是人类赖于生存与发展的基本资源，随着社会的进步、科技的发展，常规能源如煤、石油、水等能源的水泵日益增大，可供人类利用的能源储量却越来越少。作用一种新型能源，太阳能是取之不尽的清洁能源，世界各国普遍重视和发展太阳能，这是一项重要的发展战略。进入21世纪以来，全球太阳能电池产量迅速增长，估计超过全球的40%。而封装是太阳能电池的关键步骤，良好的封装工艺可以使电池得到更好的性能。Sn-Pb钎料

2、在各方面的优越性，使其成为过去电子封装领域广泛使用的封装材料。但鉴于铅的危害，目前全球许多国家和组织都通过立法限制其使用，中国作为未来的封装大国，我们必须积极转变发展方式。跟上世界脚步，积极开发绿色电子封装材料。在Sn-Pb焊料的替代品中，Sn-Ag-Cu是全球公认的最主要的替代品。这种合金具有优良的物理性能和高温稳定性，尤其是共晶合金以焊料润湿性好，强度和塑性高，但由于Ag是贵金属，其储量有限，近几年工业大发展，Ag消耗量大增，导致银价上涨，进而造成企业利润急剧下降。因此制造商对在保证产品质量的前提下，

3、要求厂商用贱金属材料代替贵金属银来降低产品成本的呼声越来越高。因此，开发一种无银，焊接性能好的环保型光伏焊锡材料，满足当前社会的需求，具有很好的市场前景。针对这种情况，公司凭借精良的试验设备和生产设备，成功研制开发了无铅光伏焊锡丝。该产品采用添加一定比例的Si、Ca等元素的Sn-Cu3配方，提高润湿性和抗氧化性，减少杂质含量，并采用专门设计的带断丝监测功能的锡合金拉丝机、出丝形状规则且有序的出丝装置等新设备，提高产品的生产效率。产品经信息产业部专用材料质量监督检验中心检验，符合GB/T20422-2006

4、的要求，已取得实用新型专利5项，申请发明专利1项（进入实审阶段）。二、国内外研究概况和发展趋势生产光伏焊料的企业主要集中在河北、江苏、广东等地区，总数约60-80家，因各企业生产设备、市场等因素年产能达到1000吨的只有保定易通（英得全资子公司）、秦皇岛昌联、江苏环阳、无锡斯威克等几家企业，其他均为小型企业，年生产产能在10吨-30吨不等，目前市场没有哪家企业一支独秀垄断市场，品牌力度不大。目前市场上为主的无铅光伏焊料主要有Sn-Cu、Sn-Ag、Sn-Ag-Cu、Sn-Zn等，其中以Sn-Cu、Sn-Z

5、n多元合金、Sn-Ag-Cu为代表产品。Sn-Ag-Cu系焊料性能良好，但成本较高，为Sn-Pb焊料2-5倍，而且受Ag储量限制，无法大面积推广。Sn-Zn多元合金力学性能良好，拉伸强度优于Sn-Pb焊料，但由于添加了多种合金，其结构成分复杂，性能不稳定，易受杂质影响。Sn-Cu系焊料在性能上略逊于Sn-Ag-Cu系焊料，但与传统Sn-Pb焊料相近，成本低廉（仅为Sn-Pb焊料的1.2倍），在焊接性、物理和力学性能、封装工艺及焊点的可靠性得到广大厂家的一致认可。但由于目前Sn-Cu焊料处于刚起步阶段，还存

6、在着一些不足：1）焊料杂质含量高，容易造成锡渣多、焊接质量问题。2）润湿性较差，影响焊接效率。3）传统生产设备在生产无铅焊料时，由于机械性能与含铅焊料不同，产品会出现出丝杂乱无序、飞丝断裂等现象，影响产品生产效率。凭借多年从事焊料行业开发的经验，公司认为Sn-Cu焊料具有较好的开发价值，因此开发一种润湿性和抗氧化性好、焊接性能佳的Sn-Cu光伏焊锡材料，具有很好的市场发展前景。三、研究开发内容和技术关键1、研究开发内容设计采用Sn-Cu3配方，在此基础上添加一定比例的Si、Ca等元素来提高润湿性和抗氧化性

7、，减少杂质含量，并采用专门设计的带断丝监测功能的锡合金拉丝机、出丝形状规则且有序的出丝装置等新设备，提高生产效率。2、技术关键1）采用添加一定比例的Si、Ca等元素的Sn-Cu3无铅配方，利用微量元素的特性，使产品结晶细化，提纯锡液，提高润湿性和抗氧化性，使产品不含铅、汞、镉、卤素等有害物质，绿色环保，符合欧盟ROHS指令要求。2）添加自主研发的无卤高效表面活化剂（烷基本分聚氧乙烯醚）和高沸点酸值稳定剂，来提高焊锡丝的焊接时的流动性和焊剂的长期稳定。在焊接时能更快的润湿，去除焊接部位的氧化物，使锡能润湿焊

8、接部位。3）设计一种对走丝情况适时监测，一旦发现断线情况进行停机保护的锡合金拉丝机和出丝形状规则的出丝装置，避免了焊锡丝在断裂时间飞线伤到操作人员的隐患，以及解决传统出丝工艺出丝杂乱无序，粗细不均的问题。3、产品主要技术参数1）Cu：2.5%～3.5%；2）Si：0.005%～0.008%；3）Ca：0.005%～0.02%；4）In：0.007%～0.02%；5）Sn：余量。四、预期目标1)经济效益分析1.1未来五年生产成本