Oberflächenbeschichtung von Kupfer-Flachdrähten mit bleifreien Lotlegierungen

Stefan Pogatscher

Oberflächenbeschichtung von Kupfer-Flachdrähten mit bleifreien Lotlegierungen

Translated title of the contribution: Surface coating of copper strips with lead free solder alloys

Stefan Pogatscher

Chair of Nonferrous Metallurgy (520)

Research output: Thesis › Master's Thesis

Abstract

Solder-coated copper strips are required for the production of solar modules for contacting the solar cells and their connection among themselves. Up to now, a tin-lead solder was used. Due to the EC Directive 2002/95/EC on the Restriction of the Use of Certain Hazardous Substances in Electrical and Electronic Equipment (RoHS) a substitution of lead containing solders was essential. This work deals with the feasibility of alternative lead free alloys and the procedure of surfaces coating. To determine a suitable solder, an investigation of the alloys known from the literature, regarding to coatability and final application was done. A continuous tinning facility with integrated heat treatment of the hard-rolled copper strips was provided by the company Gebauer & Griller Metallwerk GmbH. The analysis of the coating process occurred in two steps. On the one hand, all important factors for the heat treatment were identified and examined. So a low level of the yield strength could be adjusted. On the other hand, fundamental effects of the process on the thickness, the appearance and some other characteristics of the coating, were determined.

Translated title of the contribution	Surface coating of copper strips with lead free solder alloys
Original language	German
Qualification	Dipl.-Ing.
Supervisors/Advisors	Koch, Susanne, Co-Supervisor (internal) Antrekowitsch, Helmut, Supervisor (internal)
Award date	19 Dec 2008
Publication status	Published - 2008

Bibliographical note

embargoed until null

Keywords

surface coating copper tin lead free solders RoHS solar modules

Cite this

@mastersthesis{286a161e93e746eaaa19414a35e7a28d,

title = "Oberfl{\"a}chenbeschichtung von Kupfer-Flachdr{\"a}hten mit bleifreien Lotlegierungen",

abstract = "Zur Produktion von Solarmodulen werden lotbeschichtete Kupferb{\"a}nder zur Kontaktierung der Solarzellen und deren Verbindung untereinander ben{\"o}tigt. In der Vergangenheit bestand die Beschichtung aus einem bleih{\"a}ltigen Zinnlot. Durch das Inkrafttreten der EG-Richtlinie 2002/95/EG zur Beschr{\"a}nkung der Verwendung bestimmter gef{\"a}hrlicher Stoffe in Elektro- und Elektronikger{\"a}ten (RoHS) muss eine Substitution bleih{\"a}ltiger Lotwerkstoffe stattfinden. Im Rahmen dieser Arbeit sollte einerseits eine geeignete Lotlegierung gefunden und andererseits ein ad{\"a}quates Oberfl{\"a}chenbeschichtungsverfahren entwickelt werden. Zur Bestimmung einer entsprechenden Legierung fand eine Untersuchung der aus der Literatur bekannten Legierungen bez{\"u}glich ihrer Eignung hinsichtlich der Prozesstechnik zur Oberfl{\"a}chenbeschichtung und der Endanwendung statt. Die Firma Gebauer & Griller Metallwerk GmbH stellte eine Pilotanlage zur Beschichtung f{\"u}r industrienahe Versuche zur Verf{\"u}gung. Hierbei handelte es sich um eine kontinuierliche Feuerverzinnungsanlage mit integrierter W{\"a}rmebehandlung des hartgewalzten Kupfervormaterials. Es erfolgten eine entsprechende Optimierung der Anlage und der Aufbau von grundlegendem Wissen {\"u}ber die Wirkungsweise der einzelnen Einflussparameter auf die Qualit{\"a}t des Produktes in zwei Bereichen. Zum einen fanden die Ermittlung aller f{\"u}r die W{\"a}rmebehandlung relevanten Gr{\"o}{\ss}en und die Festlegung auf entsprechende Werte, um niedrige Dehngrenzen zu erreichen, statt, zum anderen kam es zur Untersuchung der prozesstechnischen Einflussgr{\"o}{\ss}en auf die Schichtdicke, des Aussehens und weiterer Schichtcharakteristika.",

keywords = "surface coating copper tin lead free solders RoHS solar modules, Oberfl{\"a}chenbeschichtungen Kupfer, Zinn bleifreie Lote RoHS Solarmodule",

author = "Stefan Pogatscher",

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year = "2008",

language = "Deutsch",

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TY - THES

T1 - Oberflächenbeschichtung von Kupfer-Flachdrähten mit bleifreien Lotlegierungen

AU - Pogatscher, Stefan

N1 - gesperrt bis null

PY - 2008

Y1 - 2008

N2 - Zur Produktion von Solarmodulen werden lotbeschichtete Kupferbänder zur Kontaktierung der Solarzellen und deren Verbindung untereinander benötigt. In der Vergangenheit bestand die Beschichtung aus einem bleihältigen Zinnlot. Durch das Inkrafttreten der EG-Richtlinie 2002/95/EG zur Beschränkung der Verwendung bestimmter gefährlicher Stoffe in Elektro- und Elektronikgeräten (RoHS) muss eine Substitution bleihältiger Lotwerkstoffe stattfinden. Im Rahmen dieser Arbeit sollte einerseits eine geeignete Lotlegierung gefunden und andererseits ein adäquates Oberflächenbeschichtungsverfahren entwickelt werden. Zur Bestimmung einer entsprechenden Legierung fand eine Untersuchung der aus der Literatur bekannten Legierungen bezüglich ihrer Eignung hinsichtlich der Prozesstechnik zur Oberflächenbeschichtung und der Endanwendung statt. Die Firma Gebauer & Griller Metallwerk GmbH stellte eine Pilotanlage zur Beschichtung für industrienahe Versuche zur Verfügung. Hierbei handelte es sich um eine kontinuierliche Feuerverzinnungsanlage mit integrierter Wärmebehandlung des hartgewalzten Kupfervormaterials. Es erfolgten eine entsprechende Optimierung der Anlage und der Aufbau von grundlegendem Wissen über die Wirkungsweise der einzelnen Einflussparameter auf die Qualität des Produktes in zwei Bereichen. Zum einen fanden die Ermittlung aller für die Wärmebehandlung relevanten Größen und die Festlegung auf entsprechende Werte, um niedrige Dehngrenzen zu erreichen, statt, zum anderen kam es zur Untersuchung der prozesstechnischen Einflussgrößen auf die Schichtdicke, des Aussehens und weiterer Schichtcharakteristika.

AB - Zur Produktion von Solarmodulen werden lotbeschichtete Kupferbänder zur Kontaktierung der Solarzellen und deren Verbindung untereinander benötigt. In der Vergangenheit bestand die Beschichtung aus einem bleihältigen Zinnlot. Durch das Inkrafttreten der EG-Richtlinie 2002/95/EG zur Beschränkung der Verwendung bestimmter gefährlicher Stoffe in Elektro- und Elektronikgeräten (RoHS) muss eine Substitution bleihältiger Lotwerkstoffe stattfinden. Im Rahmen dieser Arbeit sollte einerseits eine geeignete Lotlegierung gefunden und andererseits ein adäquates Oberflächenbeschichtungsverfahren entwickelt werden. Zur Bestimmung einer entsprechenden Legierung fand eine Untersuchung der aus der Literatur bekannten Legierungen bezüglich ihrer Eignung hinsichtlich der Prozesstechnik zur Oberflächenbeschichtung und der Endanwendung statt. Die Firma Gebauer & Griller Metallwerk GmbH stellte eine Pilotanlage zur Beschichtung für industrienahe Versuche zur Verfügung. Hierbei handelte es sich um eine kontinuierliche Feuerverzinnungsanlage mit integrierter Wärmebehandlung des hartgewalzten Kupfervormaterials. Es erfolgten eine entsprechende Optimierung der Anlage und der Aufbau von grundlegendem Wissen über die Wirkungsweise der einzelnen Einflussparameter auf die Qualität des Produktes in zwei Bereichen. Zum einen fanden die Ermittlung aller für die Wärmebehandlung relevanten Größen und die Festlegung auf entsprechende Werte, um niedrige Dehngrenzen zu erreichen, statt, zum anderen kam es zur Untersuchung der prozesstechnischen Einflussgrößen auf die Schichtdicke, des Aussehens und weiterer Schichtcharakteristika.

KW - surface coating copper tin lead free solders RoHS solar modules

KW - Oberflächenbeschichtungen Kupfer

KW - Zinn bleifreie Lote RoHS Solarmodule

M3 - Masterarbeit

ER -