利用电镀的锡铋铅三元合金焊料组合物
阅读：467发布：2020-05-17
专利汇可以提供利用电镀的锡铋铅三元合金焊料组合物专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种Sn-Pb-Bi三元 合金 焊料 组合物。在本发明中，由于Bi的量为5重量％以下，且测定组合物的熔点为146℃～225℃，故可以在比常用 温度 低的加热温度下进行 焊接 。没有发现由于包含铋而引起的断裂现象。，下面是利用电镀的锡铋铅三元合金焊料组合物专利的具体信息内容。
1.一种Sn-Pb-Bi三元合金焊料组合物，其包含5重量％以下的铋(Bi)，其中测定所述Sn-Pb-Bi三元合金焊料的熔点在146℃～225℃的范围内。
2.如权利要求1所述的Sn-Pb-Bi三元合金焊料组合物，其中铅(Pb)的量为1重量％～36重量％。
3.如权利要求2所述的Sn-Pb-Bi三元合金焊料组合物，其中Bi的量被保持在4重量％的范围内。
4.一种Sn-Pb-Bi三元合金焊料组合物，其包含2.5重量％～5重量％的Bi、1重量％～36重量％的Pb和余量的锡(Sn)。
5.一种获得Sn-Pb-Bi三元合金焊料组合物的电镀方法，其中使用Sn-Pb合金作为正极，并且镀覆浴中的金属离子包括甲磺酸亚锡、甲磺酸铅和甲磺酸铋。
6.一种太阳能电池模块，其通过使用如权利要求1～4中任一项所述的Sn-Pb-Bi三元合金焊料组合物经由互连介质连接基板的一个电极和另一个电极而制造。
7.如权利要求6所述的太阳能电池模块，其中，所述互连介质用于汇流带、多母线和智能线中的一种。
利用电镀的锡铋铅三元合金焊料组合物
技术领域
[0001] 本发明涉及一种焊料组合物，更具体地涉及一种铅焊料。
背景技术
[0002] 焊接是通过在基材和基材之间溶解并放入焊料并随后加热的互连技术。焊接在各种领域中以各种方法应用。在太阳能电池领域中，焊接技术用在用于形成电极的工作中和用于通过设置和连接其上形成有电极的基板而制造太阳能电池模块的工作中。即使太阳能电池的商业化出现了各种技术限制，除了克服技术限制之外，确保经济可行性的努力也是重要的。成本合理性最终是效率因素，并且是技术的伴随物。这一领域的工业实体面临着同时实现更好的技术和更大的经济性的挑战。
[0003] 在制造用于光伏发电的太阳能电池模块中，如上所述，通过使用汇流带(tabbing ribbon)将各太阳能电池基板串联连接以产生高输出太阳能电池模块。在该工艺中，利用汇流带、多线或智能线(smart wire)，将太阳能电池的一个电极和另一个电极在约250℃的高温下进行焊接。然而，在这些技术中存在一些待解决的难题。由于硅和镀覆电极之间热膨胀系数的较大差异，产生硅晶片和镀覆电极之间的剥离现象的问题。特别地，该现象是降低异质结太阳能电池(HJC)中的太阳能电池效率的因素，并且在太阳能电池工业中的镀覆电极工业化中成为较大的干扰因素。
[0004] 通过将低熔点的主要是63％的锡和37％的铅的焊料热浸涂到铜或铝上而制造常规的汇流带，其宽度为约1.5mm～2mm。当使用无铅焊料时，熔点相对高且昂贵，因此其不被广泛使用。另一方面，在诸如多线和智能线的技术中，使用Sn-In合金或Sn-Bi-Ag合金的低熔点焊料的技术是已知的。然而，出现了例如由于物理冲击而引起的焊料的断裂等严重的限制，以及高成本问题。
[0005] 63％的锡和37％的铅的合金具有约183℃的共晶点，但其需要被加热至240℃～250℃以便平滑焊接。作为克服这些问题的方法，存在通过在铜金属上使用锡和铋合金将共晶点降低至139℃的方法。该加工合金在固化后的金属特性方面具有高强度，但是在物理冲击方面非常弱，并且具有上述易碎的缺陷。
[0006] 同时，韩国专利690245号提出锡/铅(Sn/Pb)、锡/银/铜(Sn/Ag/Cu)、锡/银(Sn/Ag)、锡/铜(Sn/Cu)、锡/铋(Sn/Bi)、锡/锌/铋(Sn/Zn/Bi)、锡/银/铋(Sn/Ag/Bi)、锡/银/锌(Sn/Ag/Zn)、铟/锡(In/Sn)、铟/银(In/Ag)、锡/铅/银(Sn/Pb/Ag)、铟/铅(In/Pb)、锡(Sn)、锡/铅/铋(Sn/Pb/Bi)和锡/铅/铋/银(Sn/Pb/Bi/Ag)作为具有低熔点的焊接材料。然而，该专利文献的焊料合金仅是利用铟、铋、铅、锡和银的熔点低的物理性质的理论组合物。如果不指定特定组成比，则其不熔。该专利文献提出Sn-Bi合金的组分比为43/57，Sn/Zn/Bi合金的组分比为89/3/8。然而，由于铋组分的量过大，其易于脆化并且出现裂纹。此外，铋相对昂贵。
[0007] 因此，为了解决这些限制，通过长时间的研究和试验以及试错而完成。了本发明发明内容
[0008] 因此，本发明的一个目的是确保能够进行低成本和低熔点焊接的技术。为此，本发明提供一种使用锡/铅/铋合金作为焊接材料的组合物，其可以降低铋的含量并且同时可以在低熔点下焊接。
[0009] 另一方面，本发明的其他未指明的目的将在以下具体说明的范围内进一步考虑，并且容易从其效果推导出来。
[0010] 为实现这些目的和其他优点，在本发明的一个方面提供了一种Sn-Pb-Bi三元合金焊料组合物，其包含5重量％以下的Bi，其中测定Sn-Pb-Bi三元合金焊料的熔点在146℃～225℃的范围内。
[0011] 在本发明的优选实施方式中，Pb的量可以为1重量％～36重量％。此外，Bi的量保持在4重量％的范围内。
[0012] 在另一个优选实施方式中，Sn-Pb-Bi三元合金焊料组合物包含2.5重量％～5重量％的Bi、1重量％～36重量％的Pb和余量的Sn。
[0014] 此外，本发明的第二方面提供了一种太阳能电池模块，其通过使用Sn-Pb-Bi三元合金焊料组合物经由互连介质连接基板的一个电极和另一个电极而制造。
[0015] 在优选实施方式中，互连介质可以用于汇流带、多母线(multi bus bar wire)和智能线中的一种。
[0016] 发明的效果
[0017] 根据本发明，通过使用锡/铅/铋合金作为焊接材料，可以获得能够在低熔点时焊接的焊料组合物，其中可以通过将铋含量降低至5重量％以下来防止焊料的断裂现象。
[0019] 图1是显示通过DSC对实施例5的三元合金镀覆组合物的熔点的测量结果的图。
[0020] 图2是显示通过DSC对实施例6的三元合金镀覆组合物的熔点测量的结果的图。
[0021] 图3是显示通过DSC对实施例7的三元合金镀覆组合物的熔点测量的结果的图。
[0022] 图4是显示通过DSC对实施例8的三元合金镀覆组合物的熔点测量的结果的图。
[0023] 图5是显示通过DSC对实施例9的三元合金镀覆组合物的熔点测量的结果的图。
[0024] 图6是显示通过DSC对实施例10的三元合金镀覆组合物的熔点测量的结果的图。
[0025] 图7是显示通过DSC对实施例11的三元合金镀覆组合物的熔点测量的结果的图。
[0026] 图8是显示通过DSC对实施例12的三元合金镀覆组合物的熔点测量的结果的图。
[0027] 图9是显示通过DSC对实施例13的三元合金镀覆组合物的熔点测量的结果的图。
[0028] 图10是显示通过DSC对实施例14的三元合金镀覆组合物的熔点测量的结果的图。
[0029] 图11是显示通过DSC对实施例15的三元合金镀覆组合物的熔点测量的结果的图。
[0030] 图12是显示通过DSC对实施例16的三元合金镀覆组合物的熔点测量的结果的图。
[0031] 图13是显示通过DSC对实施例17的三元合金镀覆组合物的熔点测量的结果的图。
[0032] 图14是显示通过DSC对实施例18的三元合金镀覆组合物的熔点测量的结果的图。
[0033] 图15是显示通过DSC对实施例19的三元合金镀覆组合物的熔点测量的结果的图。
[0034] 图16是显示通过DSC对实施例20的三元合金镀覆组合物的熔点测量的结果的图。
[0035] 图17是显示通过DSC对实施例21的三元合金镀覆组合物的熔点测量的结果的图。
具体实施方式
[0036] 在本发明的以下描述中，当其可能模糊本发明的要点时，将省略并入本文的相关已知功能和构成的详细描述。
[0037] 本发明的发明人已经研究了能够进行低成本和低熔点焊接的金属的性质，并且特别地研究了锡/铋/铅三元合金的共晶点。当铋的总量高时，存在由于物理冲击导致的脆性的问题。铋也相对昂贵。为了同时解决高成本和脆性的问题，研究了锡/铋/铅的共晶点和相平衡系数，可以通过向锡/铋合金添加一定量的铅来获得低熔点焊料。并且这通过实验证实。
[0038] 锡/铅/铋三元合金的相平衡的理论计算已显示了140℃～150℃的低熔点合金是可能的，但是该三元合金组合物的低熔点性质必须作为实验数据被发现。这些研究和实验耗费了许多年或更久的时间。为了确认实际熔点，使用以下两种方法进行实验。
[0039] 另一方面，在锡/铅/铋三元合金组合物中，随着铋含量的增加，发现该合金在固化后由于物理冲击而变弱，并且铋含量预期为5重量％以下。
[0040] 首先，使用以下实施例的各金属粉末制备具有三元合金组合物的组分比的焊料，并且使用差示扫描量热计(DSC)测量其熔点。
[0041] 实施例1
[0042] 91.9重量％的锡、5重量％的铅和3.1重量％的铋的三元合金组合物。作为DSC测量的结果，熔点范围为166.8℃～220.6℃。
[0043] 实施例2
[0044] 93.1重量％的锡、4.0重量％的铅和2.9重量％的铋的三元合金组合物。作为DSC测量的结果，熔点范围为167.6℃～221.8℃。
[0045] 实施例3
[0046] 94.3重量％的锡、3.0重量％的铅和2.7重量％的铋的三元合金组合物。作为DSC测量的结果，熔点范围为166.4℃～226.3℃。
[0047] 实施例4
[0048] 95.5重量％的锡、2.0重量％的铅和2.5重量％的铋的三元合金组合物。作为DSC测量的结果，熔点范围为166.4℃～226.3℃。
[0049] 实施例1～4的所得熔点值低于240℃～250℃，这是在镀覆太阳能电池汇流带期间所用锡63％和铅37％的焊料的加热温度。
[0050] 其次，合金比通过电镀实现。制备用于其镀覆的镀浴。作为电解质，可以使用烷基磺酸类电解质。具体而言，可以使用甲磺酸、1-丙磺酸、2-丙磺酸、1-丁磺酸、戊磺酸等。可以单独使用烷基磺酸中的一种，也可以组合使用其两种以上，并且优选甲磺酸。金属离子优选包括甲磺酸亚锡、甲磺酸铅和甲磺酸铋。
[0051] 同时，作为添加剂，可以使用表面活性剂、颗粒控制剂、络合剂、锡抗氧化剂等。优选的添加剂为例如：作为表面活性剂辛基酚乙氧基化物和用于获得均匀合金组合物的添加剂，Tamol NN8906，作为络合剂的苯基脲，以及作为锡抗氧化剂的甲基氢醌和苯酚磺酸。
[0052] 在本发明中，使用实施例5～21的镀覆浴对样品进行镀覆。工作温度为35℃，工作电流密度为约3.0ASD，镀覆时间为7分钟，镀覆厚度为8.75μm。镀覆阳极使用95重量％的Sn和5重量％的Pb，并且通过如此使用锡-铅镀覆阳极，溶液中的铋离子在没有电的情况下会减轻由于锡-铅镀覆阳极的电压差而自然发生的铋金属的置换。Sn和Pb的电位差为-0.12伏和-0.13伏，其不是较大的差，但Bi金属的标准电位差为+0.215伏，其可能导致锡和铅的自然置换反应。
[0053] 此外，通过使用锡-铅镀覆阳极，可以通过阳极控制溶液中的锡和铅的浓度，并且通过仅控制铋离子可以轻易地管理和保持三元合金比。
[0054] 实施例5
[0055] 添加150ml/l的甲磺酸亚锡、0.5ml/l的甲磺酸铅和10.0ml/l的甲磺酸铋以控制锡离子(Sn2+)的量为50.0g/l，铅离子(Pb2+)的量为0.25g/l，铋离子(Bi3+)的量为2.0g/l。使用作为电解质的200g/l的甲磺酸、6g/l的辛基酚乙氧基化物、1.0g/l的Tamol NN8906、0.1g/l的苯基脲、1.0g/l的甲基氢醌和20g/l的苯酚磺酸来获得镀覆用溶液，并通过在上述条件下操作来对样品进行镀覆。
[0056] 通过ICP分析实施例5的三元合金镀覆组合物的组分比。结果，锡为94.39重量％，铋为4.43重量％，铅为1.18重量％。DSC测量的熔点结果显示在图1中。熔化范围为220.70℃～224.93℃。所得温度为常规情况温度的20℃以下，并且是显著的结果。
[0057] 实施例6
[0058] 添加150ml/l的甲磺酸亚锡、1.0ml/l的甲磺酸铅和10.0ml/l的甲磺酸铋以控制锡离子(Sn2+)的量为50.0g/l，铅离子(Pb2+)的量为0.5g/l，铋离子(Bi3+)的量为2.0g/l。其他电解质和添加剂与实施例5的镀覆溶液的电解质和添加剂相同，并通过在相同条件下操作来对样品进行镀覆。
[0059] 通过ICP分析实施例6的三元合金镀覆组合物的组分比。结果，锡为93.92重量％，铋为4.06重量％，铅为2.02重量％。DSC测量的熔点结果显示在图2中。熔化范围为219.93℃～224.28℃。当与实施例5的温度比较时，所得温度是改善的。
[0060] 实施例7
[0061] 添加150ml/l的甲磺酸亚锡、2.0ml/l的甲磺酸铅和10.0ml/l的甲磺酸铋以控制锡离子(Sn2+)的量为50.0g/l，铅离子(Pb2+)的量为1.0g/l，铋离子(Bi3+)的量为2.0g/l。其他电解质和添加剂与实施例5的镀覆溶液的电解质和添加剂相同，并通过在相同条件下操作来对样品进行镀覆。
[0062] 通过ICP分析实施例7的三元合金镀覆组合物的组分比。结果，锡为92.49重量％，铋为4.47重量％，铅为3.08重量％。DSC测量的熔点结果显示在图3中。熔化范围为217.37℃～222.65℃。当与实施例6的温度比较时，所得温度是改善的。
[0063] 实施例8
[0064] 添加150ml/l的甲磺酸亚锡、3.0ml/l的甲磺酸铅和10.0ml/l的甲磺酸铋以控制锡离子(Sn2+)的量为50.0g/l，铅离子(Pb2+)的量为1.5g/l，铋离子(Bi3+)的量为2.0g/l。其他电解质和添加剂与实施例5的镀覆溶液的电解质和添加剂相同，并通过在相同条件下操作来对样品进行镀覆。
[0065] 通过ICP分析实施例8的三元合金镀覆组合物的组分比。结果，锡为91.37重量％，铋为4.43重量％，铅为4.20重量％。DSC测量的熔点结果显示在图4中。熔化范围为159.25℃～220.54℃。当与实施例7的温度比较时，所得温度是改善的。如图4所示，镀覆组合物的熔化始于159.25℃。并且213.54℃时的热为41.56J/g。
[0066] 实施例9
[0067] 添加150ml/l的甲磺酸亚锡、3.6ml/l的甲磺酸铅和10.5ml/l的甲磺酸铋以控制锡离子(Sn2+)的量为50.0g/l，铅离子(Pb2+)的量为1.8g/l，铋离子(Bi3+)的量为2.1g/l。其他电解质和添加剂与实施例5的镀覆溶液的电解质和添加剂相同，并通过在相同条件下操作来对样品进行镀覆。
[0068] 通过ICP分析实施例9的三元合金镀覆组合物的组分比。结果，锡为90.85重量％，铋为4.19重量％，铅为4.96重量％。DSC测量的熔点结果显示在图5中。熔化范围为146.38℃～220.20℃。当与实施例8的温度比较时，所得温度是改善的。该熔点在实施例中是最低的。如图5所示，组合物的熔化始于146.38℃。
[0069] 实施例10
[0070] 添加150ml/l的甲磺酸亚锡、3.8ml/l的甲磺酸铅和12ml/l的甲磺酸铋以控制锡离子(Sn2+)的量为50.0g/l，铅离子(Pb2+)的量为1.9g/l，铋离子(Bi3+)的量为2.4g/l。其他电解质和添加剂与实施例5的镀覆溶液的电解质和添加剂相同，并通过在相同条件下操作来对样品进行镀覆。
[0071] 通过ICP分析实施例10的三元合金镀覆组合物的组分比。结果，锡为90.82重量％，铋为4.13重量％，铅为5.05重量％。DSC测量的熔点结果显示在图6中。熔化范围为160.48℃～217.48℃。同样显示出有意义的结果。
[0072] 实施例11
[0073] 添加150ml/l的甲磺酸亚锡、9.5ml/l的甲磺酸铅和11ml/l的甲磺酸铋以控制锡离子(Sn2+)的量为50.0g/l，铅离子(Pb2+)的量为4.75g/l，铋离子(Bi3+)的量为2.2g/l。其他电解质和添加剂与实施例5的镀覆溶液的电解质和添加剂相同，并通过在相同条件下操作来对样品进行镀覆。
[0074] 通过ICP分析实施例11的三元合金镀覆组合物的组分比。结果，锡为86.25重量％，铋为4.10重量％，铅为9.65重量％。DSC测量的熔点结果显示在图7中。熔化范围为167.05℃～208.90℃。同样显示出有意义的结果。
[0075] 实施例12
[0076] 添加150ml/l的甲磺酸亚锡、11.4ml/l的甲磺酸铅和15.0ml/l的甲磺酸铋以控制锡离子(Sn2+)的量为50.0g/l，铅离子(Pb2+)的量为5.7g/l，铋离子(Bi3+)的量为3.0g/l。其他电解质和添加剂与实施例5的镀覆溶液的电解质和添加剂相同，并通过在相同条件下操作来对样品进行镀覆。
[0077] 通过ICP分析实施例12的三元合金镀覆组合物的组分比。结果，锡为82.25重量％，铋为4.99重量％，铅为12.76重量％。DSC测量的熔点结果显示在图8中。熔化范围为165.36℃～205.26℃。同样显示出有意义的结果。
[0078] 实施例13
[0079] 添加150ml/l的甲磺酸亚锡、10.0ml/l的甲磺酸铅和11.0ml/l的甲磺酸铋以控制锡离子(Sn2+)的量为50.0g/l，铅离子(Pb2+)的量为5.0g/l，铋离子(Bi3+)的量为2.2g/l。其他电解质和添加剂与实施例5的镀覆溶液的电解质和添加剂相同，并通过在相同条件下操作来对样品进行镀覆。
[0080] 通过ICP分析实施例13的三元合金镀覆组合物的组分比。结果，锡为83.60重量％，铋为4.39重量％，铅为12.01重量％。DSC测量的熔点结果显示在图9中。熔化范围为162.60℃～211.25℃。同样显示出有意义的结果。
[0081] 实施例14
[0082] 添加150ml/l的甲磺酸亚锡、16.0ml/l的甲磺酸铅和10.0ml/l的甲磺酸铋以控制2+ 2+ 3+
锡离子(Sn )的量为50.0g/l，铅离子(Pb )的量为8.0g/l，铋离子(Bi )的量为2.0g/l。其他电解质和添加剂与实施例5的镀覆溶液的电解质和添加剂相同，并通过在相同条件下操作来对样品进行镀覆。
锡离子(Sn )的量为50.0g/l，铅离子(Pb )的量为8.0g/l，铋离子(Bi )的量为2.0g/l。其他电解质和添加剂与实施例5的镀覆溶液的电解质和添加剂相同，并通过在相同条件下操作来对样品进行镀覆。
[0083] 通过ICP分析实施例14的三元合金镀覆组合物的组分比。结果，锡为80.34重量％，铋为4.55重量％，铅为15.11重量％。DSC测量的熔点结果显示在图10中。熔化范围为169.45℃～204.86℃。同样显示出有意义的结果。
[0084] 实施例15
[0085] 添加150ml/l的甲磺酸亚锡、16.6ml/l的甲磺酸铅和10.0ml/l的甲磺酸铋以控制锡离子(Sn2+)的量为50.0g/l，铅离子(Pb2+)的量为8.3g/l，铋离子(Bi3+)的量为2.0g/l。其他电解质和添加剂与实施例5的镀覆溶液的电解质和添加剂相同，并通过在相同条件下操作来对样品进行镀覆。
[0086] 通过ICP分析实施例15的三元合金镀覆组合物的组分比。结果，锡为79.35重量％，铋为4.19重量％，铅为16.46重量％。DSC测量的熔点结果显示在图11中。熔化范围为169.35℃～204.21℃。同样显示出有意义的结果。
[0087] 实施例16
[0088] 添加150ml/l的甲磺酸亚锡、22.0ml/l的甲磺酸铅和9.0ml/l的甲磺酸铋以控制锡离子(Sn2+)的量为50.0g/l，铅离子(Pb2+)的量为11.0g/l，铋离子(Bi3+)的量为1.8g/l。其他电解质和添加剂与实施例5的镀覆溶液的电解质和添加剂相同，并通过在相同条件下操作来对样品进行镀覆。
[0089] 通过ICP分析实施例16的三元合金镀覆组合物的组分比。结果，锡为74.07重量％，铋为4.56重量％，铅为21.37重量％。DSC测量的熔点结果显示在图12中。熔化范围为171.28℃～199.64℃。同样显示出有意义的结果。
[0090] 实施例17
[0091] 添加150ml/l的甲磺酸亚锡、20.6ml/l的甲磺酸铅和9.5ml/l的甲磺酸铋以控制锡离子(Sn2+)的量为50.0g/l，铅离子(Pb2+)的量为10.3g/l，铋离子(Bi3+)的量为1.9g/l。其他电解质和添加剂与实施例5的镀覆溶液的电解质和添加剂相同，并通过在相同条件下操作来对样品进行镀覆。
[0092] 通过ICP分析实施例17的三元合金镀覆组合物的组分比。结果，锡为74.20重量％，铋为4.00重量％，铅为21.80重量％。DSC测量的熔点结果显示在图13中。熔化范围为174.17℃～199.34℃。同样显示出有意义的结果。
[0093] 实施例18
[0094] 添加150ml/l的甲磺酸亚锡、30.0ml/l的甲磺酸铅和7.5ml/l的甲磺酸铋以控制锡离子(Sn2+)的量为50.0g/l，铅离子(Pb2+)的量为15.0g/l，铋离子(Bi3+)的量为1.9g/l。其他电解质和添加剂与实施例5的镀覆溶液的电解质和添加剂相同，并通过在相同条件下操作来对样品进行镀覆。
[0095] 通过ICP分析实施例18的三元合金镀覆组合物的组分比。结果，锡为69.08重量％，铋为4.58重量％，铅为26.34重量％。DSC测量的熔点结果显示在图14中。熔化范围为174.06℃～193.16℃。同样显示出有意义的结果。
[0096] 实施例19
[0097] 添加150ml/l的甲磺酸亚锡、26.6ml/l的甲磺酸铅和9.0ml/l的甲磺酸铋以控制锡离子(Sn2+)的量为50.0g/l，铅离子(Pb2+)的量为13.3g/l，铋离子(Bi3+)的量为1.8g/l。其他电解质和添加剂与实施例5的镀覆溶液的电解质和添加剂相同，并通过在相同条件下操作来对样品进行镀覆。
[0098] 通过ICP分析实施例19的三元合金镀覆组合物的组分比。结果，锡为71.32重量％，铋为4.21重量％，铅为24.47重量％。DSC测量的熔点结果显示在图15中。熔化范围为174.21℃～193.56℃。同样显示出有意义的结果。
[0099] 实施例20
[0100] 添加150ml/l的甲磺酸亚锡、34.0ml/l的甲磺酸铅和8.5ml/l的甲磺酸铋以控制锡离子(Sn2+)的量为50.0g/l，铅离子(Pb2+)的量为17.0g/l，铋离子(Bi3+)的量为1.7g/l。其他电解质和添加剂与实施例5的镀覆溶液的电解质和添加剂相同，并通过在相同条件下操作来对样品进行镀覆。
[0101] 通过ICP分析实施例20的三元合金镀覆组合物的组分比。结果，锡为66.22重量％，铋为4.37重量％，铅为29.41重量％。DSC测量的熔点结果显示在图16中。熔化范围为170.60℃～188.06℃。同样显示出有意义的结果。
[0102] 实施例21
[0103] 添加150ml/l的甲磺酸亚锡、42.0ml/l的甲磺酸铅和8.0ml/l的甲磺酸铋以控制锡离子(Sn2+)的量为50.0g/l，铅离子(Pb2+)的量为21.0g/l，铋离子(Bi3+)的量为1.6g/l。其他电解质和添加剂与实施例5的镀覆溶液的电解质和添加剂相同，并通过在相同条件下操作来对样品进行镀覆。
[0104] 通过ICP分析实施例21的三元合金镀覆组合物的组分比。结果，锡为59.20重量％，铋为4.29重量％，铅为36.51重量％。DSC测量的熔点结果显示在图17中。熔化范围为178.16℃～182.60℃。同样显示出有意义的结果。
[0105] 在下表1中，显示了实施例5～21的三元合金镀覆组合物的重量比和熔化范围。
[0106] [表1]
[0107]
[0108] 如上表1所示，作为实施例9的结果，最低温度的初始熔点为146.38℃，其最接近理论预测。发现最高熔点为实施例5中的224.93℃。在对常规太阳能电池汇流带进行镀覆时，当使用63％的锡和37％的铅的焊料作为比较例时，两者均低于240℃～250℃的焊接加热温度，这是显著的结果。
[0109] 另一方面，当观察镀覆样品时，没有发现脆性的问题。在本发明的实施方式中，在锡-铅-铋三元合金中铋的最高含量为4.99重量％。实验结果与铋的含量应当控制在5重量％以下的预测一致。
[0110] 镀覆样品的脆性测试的实施例显示在下表2中。制备箔状镀覆样品，并且在Pb含量固定为约10重量％后改变Bi浓度。在180度的热处理之后，将样品折叠并展开，然后观察恢复度。作为根据Bi含量的脆性观察的结果，4.65重量％铋的恢复被复原，而没有对样品造成任何损坏。然而，在6.16重量％的铋的情况下，即使进行恢复也观察到部分断裂。在10.32重量％的铋的情况下，折叠部分断裂，且确认了几乎没有恢复力。在由于铅含量的变化而为5重量％的铋含量的情况下，由于铅含量的变化而发生部分断裂。然而，在铋含量为5重量％以下的实施例1 21的全部镀覆样品中，没有发生如6.16重量％含量那样的部分断裂。
[0111] [表2]
[0112]
[0113] 通过上述实施方式，已经确认可以以本发明中实施的合金比获得低熔点焊料。其可工业应用于太阳能电池工业中广泛使用的接合技术，例如汇流带、互连线和智能线及其他电子部件工业。这种合金组合物也可以通过如上所述的电镀制备。
[0114] 另一方面，与常规使用的Sn63Pb37的汇流带相比，本发明可有助于太阳能电池模块的减重。例如，对于本发明的Sn92Pb4Bi4和Sn84Pb12Bi4合金，汇流带的重量可以分别减少14.06％和10.38％，这有助于太阳能电池模块的减重。60个太阳能模块的重量为18kg～19kg，带(0.3mm的厚度，Sn63：Pb37)的重量为50g/模块～60g/模块，并且带重量与模块重量的比为约0.26％～0.33％。当用Sn92Pb4Bi4三元合金带代替Sn63Pb37带时，汇流带的重量减小至14.06％，这是约1.41g～1.69g的减少效果。当施用Sn84Pb12Bi4三元合金作为焊料材料时，汇流带的减重率为10.38％，其导致每个模块减少1.04g～1.25g。
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