[发明专利]用于涂锡焊带的CNTs-Sn复合材料焊料的制备方法

说明书

用于涂锡焊带的CNTs‑Sn复合材料焊料的制备方法。本发明涉及用于涂锡焊带的CNTs‑Sn复合材料焊料的制备方法。本发明目的是为了解决传统Sn‑Pb焊料中Pb重金属对环境污染的问题。方法：先将Sn基体进行熔炼，然后采用超声辅助搅拌铸造法进行制备，使用CNTs‑Sn焊料代替传统Sn‑Pb复合材料焊料，可以有效解决Pb重金属污染问题，并可有效提高焊料强度与导电性，而从提高光伏电池组使用寿命与太阳能转换效率。本发明用于焊带涂锡工序。

技术领域

本发明涉及用于涂锡焊带的CNTs-Sn复合材料焊料的制备方法。

背景技术

近年来，随着能源危机的不断升华，光伏产业得到了迅猛发展。然而用于光伏电池组的涂锡焊带一直使用Sn-Pb焊料，铅的使用对环境污染非常严重，并且随着光伏产业的不断发展，Sn-Pb焊料的使用导致对环境的污染逐渐加剧并且是不可挽回的，也因此我国涂锡焊带难以打入国际市场，成为我国光伏产业发展的瓶颈问题之一，直接影响产业及环境的长期可持续发展。另外，Pb的引入虽然可以一定程度上提高Sn的强度，但提高效果非常有限，导致焊带使用过程中容易翘曲或脱焊，大幅降低太阳能转换效率与光伏电池组的使用寿命，不利于光伏产业的长远发展与普及。并且，Sn-Pb焊料导电性不佳，不利于太阳能转换效率的提升。

发明内容

本发明是为了解决传统Sn-Pb焊料中Pb重金属对环境污染的问题，而提供用于涂锡焊带的CNTs-Sn复合材料焊料的制备方法。

本发明用于涂锡焊带的CNTs-Sn复合材料焊料的制备方法按以下步骤进行：

一、熔炼：将Sn基体在温度为280℃的熔炼炉中进行熔炼，除渣后将温度从280℃降温至Sn基体的熔点以上5～10℃，得到熔体；

二、CNTs增强：将搅拌桨和超声分散棒一起置于熔体中，将CNTs按1wt.％～5wt.％进行称重，然后将称量的CNTs采用Sn箔进行包覆然后置于熔体中，在Sn基体的熔点以上5～10℃、机械搅拌速度为300rpm～600rpm和超声分散功率为300W～700W的条件下进行分散，分散时间为30min～100min，得到混合均匀的CNTs-Sn熔液，可直接用于焊带涂锡工序。

本发明用于涂锡焊带的CNTs-Sn复合材料焊料的制备方法按以下步骤进行：

一、熔炼：将Sn基体在温度为280℃的熔炼炉中进行熔炼，除渣后将温度从280℃降温至Sn基体的熔点以上5～10℃，得到熔体；

二、CNTs增强：将搅拌桨和超声分散棒一起置于熔体中，将CNTs按1wt.％～5wt.％进行称重，然后将称量的CNTs采用Sn箔进行包覆然后置于熔体中，在Sn基体的熔点以上5～10℃、机械搅拌速度为300rpm～600rpm和超声分散功率为300W～700W的条件下进行分散，分散时间为30min～100min，得到混合均匀的CNTs-Sn熔液；

三、在机械搅拌速度为200rpm和超声分散功率为200W的条件下将混合均匀的CNTs-Sn熔液的温度从Sn基体的熔点以上5～10℃升温至280℃，导入模具中冷却，得到用于涂锡焊带的CNTs-Sn复合材料焊料。

本发明的有益效果：

本发明采用超声辅助搅拌铸造法，在Sn焊料中引入碳纳米管(CNTs)代替Pb制备CNTs-Sn复合材料焊料，可以解决传统Sn-Pb焊料中Pb重金属对环境的污染问题，对我国光伏产业的发展具有重要的作用。另外，由于CNTs优异的力学性能与导电性，因此CNTs-Sn复合材料焊料与Sn-Pb焊料相比，还可以大幅提高焊料的强度水平与导电性，其中强度提高10～30％，导电性提高5～15％，从而有效提高其使用寿命与太阳能转换效率。

具体实施方式

具体实施方式一：本实施方式的用于涂锡焊带的CNTs-Sn复合材料焊料的制备方法按以下步骤进行：