焊料镀覆铜线的制造方法、焊料镀覆铜线制造装置和焊料镀覆铜线与流程

本申请所涉及的发明涉及作为太阳能电池的内连接器有用的焊料镀覆铜线的制造方法和制造装置、及利用该制造方法或者制造装置得到的焊料镀覆铜线。

背景技术：

以往，太阳能电池模块是将多个太阳能电池单体利用称作内连接器的布线连结而构成的。该内连接器例如广泛使用在由无氧铜、韧铜构成的扁线状的铜线形成焊料镀层的内连接器。而且，该内连接器经由在内连接器形成的焊料镀层与太阳能电池单体电连接。

在该情况下，由于由硅等构成的太阳能电池单体与内连接器的热膨胀系数大幅不同，因此由于焊接时的热量的影响，在热膨胀系数小的太阳能电池单体会产生弯曲应力。即，根据焊接时的热处理，被加热的内连接器在热膨胀的状态下会与太阳能电池单体接合，之后冷却从而收缩。因此，与内连接器相比热膨胀系数小的太阳能电池单体不能跟随内连接器的热变形，会产生翘曲、损坏。近年来，由于太阳能电池单体的薄型化得到发展，因此该焊接工序中，太阳能电池单体翘曲的问题变得深刻。所以，为了缓解焊接工序中太阳能电池单体的翘曲，市场上要求降低作为该内连接器的机械特性的指标的0.2％屈服强度。

例如，专利文献1以提供一种能够在短时间进行降低0.2％屈服强度的处理，且该降低处理兼作镀覆处理用的预热处理的、太阳能电池用导线的制造设备为目的，公开了如下太阳能电池用导线的制造设备：包括：储存熔融镀覆液的镀覆槽；利用设置在所述镀覆槽中的转动用运送辊、和设置在所述镀覆槽的上游的送出用运送辊、和设置在所述镀覆槽的下游的提起用运送辊，沿着运送路径来运送线条的基体材料的运送机构；对由所述运送机构运送的线条的基体材料中所述送出用运送辊与所述转动用运送辊之间的部分通电加热或者感应加热的加热部；控制所述加热部和所述运送机构的控制部，所述控制部控制所述运送机构所进行的基体材料的运送速度和所述加热部的供电量，对由所述运送机构运送的线条的基体材料加热，从而降低0.2％屈服强度，在加热状态下实施浸渍在镀覆液的镀覆处理。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2013-77612号公报

技术实现要素：

本发明欲解决的问题

在上述的专利文献1的太阳能电池用导线的制造设备中，通常，镀覆处理使用240℃～330℃的熔融焊料浴。而且，在专利文献1中，作为被通电加热或者感应加热而加热的线条的基体材料的铜线的温度在到达熔融焊料浴时的温度为650℃～1020℃。因此，向熔融焊料浴内依次送入高温的铜线时，在进入熔融焊料浴内的铜线、与熔融的焊料浴的接触部，温度上升得高于熔融焊料浴的设定温度，铜容易从铜线熔解到熔融焊料浴内。而且，在从熔融焊料浴提起的铜线的表面形成的焊料镀层、与该铜线的界面，由Sn和Cu构成的坚硬的金属间化合物容易形成且生长。该金属间化合物层随着熔融焊料的温度上升，熔解在熔融焊料中的铜的量变多，存在生长的倾向。已知由Sn和Cu构成的坚硬的金属间化合物从铜线的表面侧依次形成有Cu₃Sn的层和Cu₆Sn₅的层。此处，在铜线侧形成的Cu₃Sn的层是薄层，在形成为预定厚度后几乎不会生长，但在焊料镀层侧形成的Cu₆Sn₅的层由于熔融焊料的温度上升、或者熔融焊料浴内的浸渍时间长，从而生长为刺状。由于构成这两层的金属间化合物与铜线、焊料镀层相比要坚硬，因此金属间化合物的层变厚成为焊料镀覆铜线的0.2％屈服强度增大的原因。

一般而言，太阳能电池模块是通过在利用内连接器连结的多个太阳能电池单体贴合太阳能电池用密封材料，从而将这些太阳能电池单体与内连接器密封，并在该太阳能电池单体的光接收面和背面配置透明保护部件而构成的。但是，该金属间化合物，特别是生长为刺状的Cu₆Sn₅的层在从与铜的接合面向焊料内生长发展时，会成为太阳能电池的使用寿命下降的原因。另外，近些年来，由于以减轻对环境的负担为目的，使用与以往使用的含铅焊料相比Sn的含有量多的无铅焊料，因此由Sn和Cu构成的坚硬的金属间化合物形成得更厚。因此，由于该金属间化合物使焊料镀覆铜线的0.2％屈服强度增大，在实现焊料镀覆铜线的0.2％屈服强度降低方面会有大问题。

因此，考虑将该金属间化合物形成得更薄，实现降低焊料镀覆铜线自身的0.2％屈服强度，特别是形成细微的刺状的金属间化合物的层在焊料镀层与铜线之间起到提高粘合性的效果，但过度生长时，存在屈服强度过度上升、延性下降的问题。另外，该金属间化合物的层太薄时，存在焊料镀层与铜线之间的粘合性不够的问题。

因此，市场期望开发一种能够确保铜线与焊料镀层的粘合性并降低0.2％屈服强度的、生产效率高的焊料镀覆铜线的制造方法、焊料镀覆铜线制造装置、及利用该制造方法或者制造装置得到的焊料镀覆铜线。

用于解决问题的方案

因此，作为本发明人等专心研究的结果，通过采用本发明所涉及的焊料镀覆铜线的制造方法或者制造装置，使能够确保铜线与焊料镀层的粘合性并实现降低0.2％屈服强度的、生产效率高的焊料镀覆铜线的制造成为可能。

即，本发明所涉及的焊料镀覆铜线的制造方法是在铜线的表面具有焊料镀层的焊料镀覆铜线的制造方法，其特征在于，包含：利用由通电进行的电阻加热或者感应加热，将浸渍到熔融焊料浴之前的温度加热至650℃～1020℃的铜线在230℃～330℃的温度的该熔融焊料浴中浸渍0.7秒～4.0秒，之后从该熔融焊料浴提起的焊料镀覆工序，放入该熔融焊料浴内的该铜线附近的温度调整区域的焊料浴温度为230℃～440℃。

本发明所涉及的焊料镀覆铜线制造装置在铜线的表面具有焊料镀层，所述焊料镀覆铜线的制造装置的特征在于，包括：储存230℃～330℃的熔融焊料浴的熔融焊料槽；在该熔融焊料浴内放入所述铜线之后，提起到该熔融焊料浴外的铜线运送单元；利用由通电进行的电阻加热或者感应加热对放入该熔融焊料浴内的所述铜线进行加热的加热单元；配设在该熔融焊料槽内，将放入该熔融焊料浴内的所述铜线附近的温度调整区域的焊料浴温度冷却至230℃～440℃的温度调整单元。

另外，本发明所涉及的焊料镀覆铜线制造装置中，优选的是所述温度调整单元是由热的良导体材料构成的冷却线圈。

并且，本发明所涉及的焊料镀覆铜线制造装置中，优选的是浸渍到所述熔融焊料浴之前的所述铜线的温度为650℃～1020℃，且该铜线在该熔融焊料浴中的浸渍时间为0.7秒～4.0秒。

本发明所涉及的焊料镀覆铜线的特征在于，是利用所述焊料镀覆铜线的制造方法得到的。

本发明所涉及的焊料镀覆铜线的特征在于，是利用所述焊料镀覆铜线制造装置得到的。

另外，本发明所涉及的焊料镀覆铜线中，优选的是在所述铜线的表面形成的所述焊料镀层与该铜线的界面包括由Cu₃Sn的层和Cu₆Sn₅的层构成的2层金属间化合物层，该金属间化合物层的厚度为0.1μm～4.0μm。

发明的效果

本发明中，在将浸渍到熔融焊料浴之前的温度为650℃～1020℃的铜线以230℃～330℃的温度在熔融焊料浴中浸渍0.7秒～4.0秒的焊料镀覆工序中，由于使放入该熔融焊料浴内的该铜线附近的温度调整区域的焊料浴温度为230℃～440℃，因此抑制进入熔融焊料浴内之后的铜线与熔融焊料浴相接触的熔融焊料浴的温度上升，能够抑制铜从铜线向熔融焊料浴内熔解，抑制在焊料镀层与铜线的界面形成的由Sn和Cu构成的坚硬的金属间化合物异常生长。因此，在铜线的表面形成的焊料镀层与铜线的界面，由Cu₃Sn的层和Cu₆Sn₅的层构成的2层金属间化合物层能够以0.1μm～4.0μm的厚度形成。由此，能够适当确保焊料镀层与铜线的粘合性，并实现降低焊料镀覆铜线的0.2％屈服强度。因此，即使在将该焊料镀覆铜线作为太阳能电池模块的内连接器使用的情况下，也能够消除在焊料镀层与铜线之间形成的金属间化合物的形状所导致的问题，能够有效地消除接合的太阳能电池单体的翘曲、损伤。

在本发明的焊料镀覆铜线制造装置中，利用温度调整单元来冷却放入熔融焊料浴内之后的铜线附近的熔融焊料浴，从而能够消除熔融焊料浴内的局部的温度上升。因此，根据本发明，由于浸渍到熔融焊料浴之前的铜线的温度不会下降，且铜线在熔融焊料浴中的浸渍时间不会长期化，能够得到能够适当地确保焊料镀层与铜线的粘合性的焊料镀覆铜线，因此能够提高生产效率。

附图说明

图1是作为适用了本发明的焊料镀覆铜线制造装置的本实施方式的焊料镀覆铜线制造装置的概要构成图。

图2是控制装置的电气框图。

图3是示出焊料镀覆铜线的概要构成的剖视图。

附图标记的说明

1：焊料镀覆铜线制造装置

2：焊料镀覆铜线

3：铜线

4：焊料镀层

5：第1金属间化合物层

6：第2金属间化合物层

7：控制面板

8：膜厚计

10：熔融焊料槽

11：熔融焊料浴

12：加热器

13：温度传感器

20：铜线运送机构(铜线运送单元)

21：转动用运送辊

22：送出用运送辊(供电辊)

23：入口用运送辊

24：提起用运送辊

25：出口用运送辊

26：包围体

30：加热装置(加热单元)

31：电源

32：输出控制部

33：滑动件

33A：供电线

34：电极体

34A：供电线

35：铜线用温度传感器

40：温度调整装置(温度调整单元)

41：制冷剂回路

42：冷却线圈

43：循环用泵

44：温度传感器

具体实施方式

下面，说明本发明所涉及的“焊料镀覆铜线的制造方法”和“焊料镀覆铜线制造装置”、利用这些制造方法或者制造装置得到的“焊料镀覆铜线”的各实施方式。

＜本发明所涉及的焊料镀覆铜线的制造方法的形态＞

本发明所涉及的焊料镀覆铜线的制造方法是在铜线的表面包括焊料镀层的焊料镀覆铜线的制造方法，其特征在于，包含：利用由通电进行的电阻加热或者感应加热，将浸渍到熔融焊料浴之前的温度加热至650℃～1020℃的铜线在230℃～330℃的温度的该熔融焊料浴中浸渍0.7秒～4.0秒，之后从该熔融焊料浴提起的焊料镀覆工序，放入该熔融焊料浴内的该铜线附近的温度调整区域的焊料浴温度为230℃～440℃。

在本发明中，铜线例如能够使用纯度99.9999％以上的高纯度铜、无氧铜、磷脱酸铜、韧铜构成的铜线。在该铜线作为太阳能电池模块的内连接器使用的情况下，优选的是利用模具加工、滚压加工等其他加工成型为扁线条后，利用分切加工成型为预定的宽度。

在本发明中，为了在铜线的表面形成焊料镀层所使用的熔融焊料浴，具体而言优选的是使用加热至230℃～330℃的范围内的任意的设定温度的焊料。焊料除了含铅的Sn-Pb合金之外，也可以使用无铅的Sn-Ag-Cu类合金、Sn-Cu类合金、其他无铅合金。但是，考虑到环境负担，优选的是使用无铅合金。

在本发明的焊料镀覆工序中，铜线在利用由通电进行的电阻加热或者感应加热而加热的状态下，放入熔融焊料浴中。此时，至少浸渍到熔融焊料浴之前的铜线的温度为650℃～1020℃的范围内的任意的设定温度。通过利用电阻加热或者感应加热来加热该铜线，不使用焊剂就能够使该铜线的0.2％屈服强度降低，并且去除该铜线表面的氧化被膜。该铜线的加热温度高于1020℃时，问题是熔点为1084℃的铜会熔融。另外，该铜线的加热温度低于650℃时，难以在短时间使铜线的0.2％屈服强度降低。该铜线的加热时间考虑到在短时间内处理优选的是5秒以下，特别是0.3秒以上5秒以下。这是因为跨5秒以上的长时间进行加热时，由于铜线的加热区域变长，因此容易产生弯曲等所导致的铜线的变形，难以品质管理。

另外，该铜线的电阻加热或者感应加热所导致的加热处理优选的是在氩气等稀有气体、氮气等惰性气体气体介质中进行。这是为了防止由于由通电进行的电阻加热、感应加热而升温的铜线的表面氧化。另外，该加热处理的气体介质除了惰性气体以外还包含H2气体等还原气体，也可以对由于该加热处理而升温的铜线的氧化的表面进行还原处理。

而且，利用上述的由通电进行的电阻加热、感应加热而加热的铜线放入加热至230℃～330℃的熔融焊料浴中，浸渍在该熔融焊料浴中后，从该熔融焊料浴提起。由此，在铜线的表面形成焊料镀层。在本发明中，由于铜线在浸渍到熔融焊料浴之前的温度为650℃～1020℃并放入熔融焊料浴中，因此在进入熔融焊料浴内的铜线、与熔融焊料浴的接触部中，温度上升得高于熔融焊料浴的设定温度，铜容易从铜线熔解到熔融焊料浴内。

因此，在本发明的焊料镀覆铜线的制造方法中，将放入熔融焊料浴内的铜线附近的温度调整区域的焊料浴温度控制在230℃～440℃，抑制铜从进入熔融焊料浴内的铜线熔解。通过将放入该熔融焊料浴内的铜线附近的温度调整区域的焊料浴温度控制在230℃～440℃，从而能够将有助于形成铜线表面的焊料镀层的、该铜线附近的熔融焊料浴的熔解铜浓度控制在不到3％。作为具体的温度调整区域所涉及的焊料浴温度的控制方法，优选的是将进入到熔融焊料浴内的铜线附近的熔融焊料浴进行冷却的温度调整单元设置在熔融焊料浴内。通过将该温度调整单元设置在进入到熔融焊料浴内的铜线附近的熔融焊料浴内，从而能够抑制进入到熔融焊料浴内的铜线、与熔融焊料浴的接触部的熔融焊料浴的温度上升，能够避免铜异常从铜线向熔融焊料浴内熔解，而助长该熔融焊料浴中Cu₆Sn₅的金属间化合物，且该金属间化合物进一步生长。

在从熔解铜浓度被控制为不到3％的熔融焊料浴内提起的铜线的表面，介在着由Sn和Cu构成的2层金属间化合物层来形成焊料镀层。具体而言，在铜线的表面形成即使生长也只有0.1μm左右的Cu₃Sn的薄层，在该Cu₃Sn的金属间化合物的层的表面形成Cu₆Sn₅的金属间化合物的层，在该Cu₆Sn₅的金属间化合物的层的表面形成焊料镀层。

在本发明申请中，由于放入熔融焊料浴内的铜线附近的温度调整区域的熔融焊料浴温度控制为230℃～440℃，因此特别能够抑制由Cu₆Su₅的金属间化合物构成的层的异常生长，能够在该Cu₆Su₅的金属间化合物层的细微的刺状的表面形成焊料镀层。另外，由于在熔融焊料镀覆液内存在Cu₆Sn₅的金属间化合物，因此在该焊料镀层内也存在Cu₆Sn₅的金属间化合物，但如上所述使温度调整区域的熔融焊料浴温度为230℃～440℃，从而阻碍该熔融焊料镀覆液中的Cu₆Sn₅的金属间化合物的生长，抑制该焊料镀层内所包含的Cu₆Sn₅的金属间化合物的结晶粗大化。因此，根据本发明所涉及的焊料镀覆铜线的制造方法，能够适当地确保该焊料镀层与铜线的粘合性，实现降低焊料镀覆铜线的0.2％屈服强度。

另外，在本发明申请中，铜线在该熔融焊料浴中的浸渍时间为0.7秒～4.0秒。

这是因为铜线在熔融焊料浴中的浸渍时间不到0.7秒时，根据熔融焊料浴的温度，有的情况下在焊料镀层与铜线的界面形成的金属间化合物层的厚度不够，在充分确保这些焊料镀层与铜线的粘合性方面有问题。另外，这是因为铜线在熔融焊料浴中的浸渍时间长于4.0秒时，根据熔融焊料浴的温度，有的情况下在焊料镀层与铜线的界面形成的金属间化合物层的厚度会超过4.0μm，难以将焊料镀覆铜线的0.2％屈服强度降低至70MPa以下。根据本发明申请，通过这样使铜线在熔融焊料浴中的浸渍时间为0.7秒～4.0秒这样的短时间，能够提高焊料镀覆铜线的生产效率。

并且，在本发明申请中，优选的是铜线从熔融焊料浴中大致垂直提起。这是因为通过将铜线从熔融焊料浴中大致垂直提起，从而能够利用重力的影响在铜线周围以均一的厚度形成焊料镀层。

如上所述利用本发明的焊料镀覆铜线的制造方法而得到的焊料镀覆铜线中，异常生长的Cu₆Sn₅的金属间化合物层的角状的刺不会从焊料镀层突出形成。因此，在使用该焊料镀覆铜线作为与太阳能电池单体一起封入太阳能电池用密封材料内的内连接器的情况下，也能够避免角状的金属间化合物生长且在该部分产生裂纹从而使太阳能电池损伤的问题。另外，如上所述，由于利用本发明的焊料镀覆铜线的制造方法而得到的焊料镀覆铜线能够使0.2％屈服强度降低至70MPa以下，因此即使在作为该内连接器使用的情况下，也能够有效地消除接合的太阳能电池单体的翘曲、损伤。

＜本发明所涉及的焊料镀覆铜线制造装置的形态＞

接下来，说明本发明的焊料镀覆铜线制造装置。本发明所涉及的焊料镀覆铜线制造装置中，焊料镀覆铜线在铜线的表面包括焊料镀层，所述焊料镀覆铜线的制造装置的特征在于，包括：储存230℃～330℃的熔融焊料浴的熔融焊料槽；在该熔融焊料浴内放入所述铜线之后，提起到该熔融焊料浴外的铜线运送单元；利用由通电进行的电阻加热或者感应加热对放入该熔融焊料浴内的所述铜线进行加热的加热单元；配设在该熔融焊料槽内，将放入该熔融焊料浴内的所述铜线附近的温度调整区域的焊料浴温度冷却至230℃～440℃的温度调整单元。下面，参照图1的概要构成图来说明本发明的焊料镀覆铜线制造装置的具体的实施方式。

本实施方式所涉及的焊料镀覆铜线制造装置1包括：熔融焊料槽10；作为铜线运送单元的铜线运送机构20；加热装置30，其作为放入该熔融焊料浴11内的铜线3的加热单元；温度调整装置40，其配设在该熔融焊料槽10内，作为将放入熔融焊料浴11内的铜线3附近的温度调整区域的焊料浴温度冷却至230℃～440℃的温度调整单元。

熔融焊料槽10储存利用熔融焊料镀覆处理在铜线3的表面形成焊料镀层4的熔融焊料浴11。熔融焊料浴11如上述的焊料镀覆铜线的制造方法中详细说明的那样，作为焊料，除了含铅的Sn-Pb合金之外，也能够使用无铅的Sn-Ag-Cu类合金、Sn-Cu类合金、其他无铅合金。但是，考虑到环境负担，优选的是使用无铅合金。另外，熔融焊料浴11利用图1中未图示的加热器12等，将该焊料的熔融温度上的温度例如加热至230℃～330℃的范围内的任意的设定温度。该熔融焊料浴11整体的温度控制是基于温度传感器13的检测温度而进行的，温度传感器13设置在从放入该熔融焊料浴11内的铜线附近的温度调整区域离开的位置。

铜线运送机构20将铜线3放入该熔融焊料浴11内后，提起到该熔融焊料浴11外。具体而言，铜线运送机构20包括转动用运送辊21、送出用运送辊22、入口用运送辊23、提起用运送辊24、出口用运送辊25。

转动用运送辊21配设在熔融焊料浴11内。送出用运送辊22在铜线3的运送路径中配设在该转动用运送辊21的上游侧。此时，送出用运送辊22为了形成倾斜路来作为与转动用运送辊21之间的运送路径，配置在熔融焊料浴11的向外侧偏离的位置。该送出用运送辊22如后所述，还作为构成加热装置30的供电辊发挥功能。入口用运送辊23在送出用运送辊22的上游侧，以与该送出用运送辊22相同的高度位置，配设在比熔融焊料槽10高的位置。提起用运送辊24在铜线3的运送路径配设在该转动用运送辊的下游侧。该提起用运送辊24为了能将通过熔融焊料浴11内的铜线3大致垂直提起，配置在熔融焊料浴11的上方。出口用运送辊25在提起用运送辊24的下游侧配设在与该提起用运送辊24相同的高度位置。

通过各运送辊21～25旋转驱动，从而卷绕在未图示的绕线管的铜线3被入口用运送辊23和送出用运送辊22送出到配设在熔融焊料浴11内的转动用运送辊21。然后，从转动用运送辊21送出的铜线3被提起用运送辊24大致垂直提起后，被出口用运送辊25卷绕在未图示的绕线管。

在从送出用运送辊22朝向转动用运送辊21的倾斜路，位于该送出用运送辊22与熔融焊料浴11的液面附近之间配设有将在该倾斜路移动的铜线3围绕的包围体26。在该包围体26内供给氩气等稀有气体、氮气等惰性气体。优选的是该惰性气体以向与在内部移动的铜线3对置的方向流通的方式供给。这是为了防止由于加热装置30所进行的加热而温度上升的铜线3的表面氧化。此外，如上所述，该惰性气体也可以作为包含H2气体等还原气体，也可以对由于加热装置30所进行的加热而升温的铜线3的氧化的表面进行还原处理。

加热装置30对由铜线运送机构20放入熔融焊料浴11内的铜线3进行加热。加热装置30仅对由铜线运送机构20运送的铜线3中、运送至熔融焊料浴11的铜线3的一部分进行加热。在本发明中，该加热装置30能够采用使用由通电进行的电阻加热、或使用感应加热法中的任一种方法。此处，对使用由通电进行的电阻加热的加热装置30进行说明。

加热装置30包括：与电源31连接并控制输出的输出控制部32；与输出控制部32连接的滑动件33和电极体34。滑动件33经由供电线33A与也作为供电辊的发挥功能的送出用运送辊22电连接。该送出用运出辊22和送出时接触的铜线3经由该送出用运出辊22从滑动件33供电。电极体34经由供电线34A与输出控制部32连接，配设在熔融焊料槽10。该电极体34至少一部分浸渍在熔融焊料浴11即可，也可以整体浸渍。电源31能够使用商用电源或者高频电源的任一者。

加热装置30通过采用该构成，从而送出用运送辊22与熔融焊料浴11对于运送至熔融焊料浴11的铜线3分别作为电极作用。因此，运送至熔融焊料浴11的铜线3中的、位于送出用运送辊22与熔融焊料浴11之间的铜线3被由通电进行的电阻加热而加热。

因此，在本实施方式中，通过决定从进行由通电进行的电阻加热的送出用运送辊22直至熔融焊料浴的路径的距离、和铜线运送机构20所进行的铜线3的运送速度，从而控制铜线3的加热处理时间。在本实施方式中，控制从送出用运送辊22直至熔融焊料浴11的距离、运送速度，使得从送出用运送辊22直至熔融焊料浴11所需的时间为5秒以下。

另外，由通电进行的每单位长度单位时间造成的电阻加热，通过控制来自输出控制部32的输出电流或者输出电压，从而将升温时间调整为0.5秒以内，浸渍在熔融焊料浴11之前的铜线3的温度调整为650℃～1020℃。

另外，在本实施方式中，通过决定从铜线3进入熔融焊料浴11的时间点到从该熔融焊料浴11提起的路径的距离、和铜线运送机构20所进行的铜线3的运送速度，从而控制铜线3在熔融焊料浴11的浸渍时间。在本实施方式中，控制熔融焊料浴11内的铜线3的运送距离、运送速度，使得从铜线3进入熔融焊料浴11的时间点到从该熔融焊料浴11提起所需的时间为0.7秒～4.0秒。

温度调整装置40是温度调整单元，将放入熔融焊料浴11内的铜线3附近的温度调整区域的焊料浴温度冷却至230℃～440℃。该温度调整装置40是配设在熔融焊料槽10内的温度调整单元，具有冷却功能，用于抑制进入熔融焊料浴11内之后的铜线3与熔融焊料浴11相接触的温度调整区域的熔融焊料浴11的温度上升。

温度调整装置40至少包括冷却线圈42和循环用泵43，由在内部封入了冷却介质的制冷回路41构成。冷却线圈42优选的是配置为将放入熔融焊料浴11内后直至转动用运送辊21的铜线3围绕。该冷却线圈42优选的是由与熔融焊料之间难以产生金属反应、且热的良导体材料构成。作为适于该冷却线圈42的材料，可以例举氮化硅。作为封入制冷回路41内的制冷剂，能够使用水、油、气体等。

在冷却线圈42的附近配设有冷却线圈用温度传感器43。因此，放入位于冷却线圈42附近的熔融焊料浴11内之后的铜线3周边的温度调整区域的熔融焊料浴11被调整为该熔融焊料浴11的设定温度，具体而言为焊料的熔融温度以上的温度、即230℃～440℃的范围内的任意的设定温度。

接下来，参照图2的控制框图，说明本实施方式的焊料镀覆铜线制造装置1的控制装置C。控制装置C由通用的微型计算机构成。在该控制装置C的输入侧连接有检测熔融焊料浴11的温度的熔融焊料浴用温度传感器13；检测浸渍在熔融焊料浴11之前的铜线3的温度的铜线用温度传感器35；冷却线圈用温度传感器44；膜厚计8；进行各种设定的控制面板7等。膜厚计8配设在提起用运送辊24与出口用运送辊25之间，检测在铜线3的表面形成的焊料镀层4的厚度。在控制装置C的输出侧连接有对熔融焊料浴11进行加热的加热器12；各运送辊21～25；输出控制部32；循环泵43等。

利用以上的构成，说明本实施方式所涉及的焊料镀覆铜线制造装置1的动作。利用控制面板7，根据使用的铜线3的种类、熔融焊料浴11的种类，设定熔融焊料浴11的温度、铜线3的加热温度、铜线3的运送速度、在铜线3的表面形成的焊料镀层4的膜厚。

而且，在将熔融焊料浴11加热至230℃～330℃的范围内的任意的设定温度的状态下，以预定的旋转速度驱动各运送辊21～25，将铜线3从未图示的绕线管利用入口用运送辊23和送出用运送辊22向配设在熔融焊料浴11内的转动用运送辊21送出。此处，送出用运送辊22如上所述兼作供电辊的功能，经由与输出控制部32连接的滑动件33，向与该送出用运送辊22相接触来运送的铜线3供电。

利用该供电，从送出用运送辊22送出的铜线3在由包围体26围绕的直至熔融焊料浴11的运送路径中，被由通电进行的电阻加热而加热。利用该加热处理，铜线3在浸渍到熔融焊料浴11内之前的温度被加热至650℃～1020℃的范围内的任意的设定温度，被软化处理直到0.2％屈服强度为10MPa以下。

而且，利用送出用运送辊22放入熔融焊料浴11内的铜线3浸渍在熔融焊料浴中，在提起的过程中在表面形成焊料镀层4。由Cu₃Sn的层和Cu₆Sn₅的层构成的2层金属间化合物层以0.1μm～4.0μm的厚度形成在该焊料镀层4与铜线的界面。由于铜线3放入熔融焊料浴11内之前的温度是650℃～1020℃，熔融焊料浴的温度是230℃～330℃，因此放入熔融焊料浴11内的铜线3附近的温度调整区域的熔融焊料浴11的温度存在上升的倾向。在本实施方式中，由于设置有使放入熔融焊料浴11之后的铜线3附近的温度调整区域的温度下降的冷却线圈42，因此利用在该冷却线圈42内循环的制冷剂，铜线3附近的存在上升倾向的温度调整区域的熔融焊料浴11的温度被控制为230℃～440℃。因此，铜线3附近的熔融焊料浴11的熔解铜浓度也被控制为不到3％。此外，在该冷却线圈42内流动的制冷剂由于基于由冷却线圈用温度传感器44检测的温度，循环泵43所进行的制冷剂的循环量被控制，因此能够避免熔融焊料浴11局部地低温，焊料凝固的问题。

而且，在熔融焊料浴11内浸渍了预定时间、具体而言为0.7秒～4.0秒的铜线3被提起用运送辊24从转动用运送辊21大致垂直提起，经由出口用运送辊25卷绕在未图示的绕线管。基于由膜厚计8检测的焊料镀层4的厚度来控制各运送辊21～25的旋转速度，调整铜线3的运送速度使得运送至出口用运送辊25的焊料镀覆处理后的焊料镀覆铜线2成为预定的膜厚。

如上所述，得到在铜线3的表面具有预定膜厚的焊料镀层4，并且在该焊料镀层4与铜线3的界面形成有预定厚度的2层金属间化合物层的焊料镀覆铜线2。

在本实施方式中，如上所述，由于设置有使放入熔融焊料浴11之后的铜线3附近的温度下降的冷却线圈42，因此抑制了熔融焊料浴11的局部的温度上升，能够抑制铜从铜线3向熔融焊料浴11内熔解而在焊料镀层4与铜线3的界面形成的由Sn和Cu构成的坚硬的金属间化合物异常生长。因此，能够将铜线3的表面所形成的金属间化合物的层形成为适当范围的厚度，具体而言为0.1μm～4.0μm的厚度。另外，由于能够消除该熔融焊料浴11内的局部温度上升，因此能够抑制由存在于熔融焊料浴11中的Sn和Cu构成的金属间化合物、特别是Cu₆Sn₅的结晶在该熔融焊料浴11中生长。因此，能够抑制通过浸渍在该熔融焊料浴11而在铜线3的表面形成的焊料镀层4所包含的金属间化合物的晶粒直径增大。因此，能够实现降低焊料镀覆铜线自身的0.2％屈服强度。

另外，本实施方式的焊料镀覆铜线制造装置1中，该冷却线圈42对放入熔融焊料浴11内之后的铜线3附近的熔融焊料浴冷却，从而不降低浸渍到熔融焊料浴11之前的铜线3的温度，且不使铜线3在熔融焊料浴11中的浸渍时间长期化，能够得到能够适当确保焊料镀层4与铜线3的粘合性的焊料镀覆铜线。所以，本实施方式所涉及的焊料镀覆铜线制造装置1能够提高焊料镀覆铜线的生产效率。

＜本发明所涉及的焊料镀覆铜线的形态＞

接下来，说明本发明的焊料镀覆铜线2的形态。本发明所涉及的焊料镀覆铜线2的特征在于，是利用所述焊料镀覆铜线的制造方法或者焊料镀覆铜线制造装置1得到的。本发明的焊料镀覆铜线2在铜线3的表面形成的焊料镀层4与该铜线3的界面包括由Cu₃Sn的第1金属化合物层5和Cu₆Sn₅的第2金属间化合物层6构成的2层金属间化合物层，该金属间化合物层的合计厚度为0.1μm～4.0μm。下面，参照图3的概要剖视图来说明本发明的焊料镀覆铜线2的具体的实施方式。此外，以防万一，事先声明：图3所示的各层的厚度并非示出实际的层的厚度。

本实施方式的扁状的铜线3的厚度优选的是0.1mm～0.3mm，宽度优选的是0.5mm～2.0mm。在铜线3的表面形成的焊料镀层4由含铅的Sn-Pb合金、或者无铅的Sn-Ag-Cu类合金、Sn-Cu类合金、其他无铅合金等焊料构成。该焊料镀层4的厚度优选的是10μm～30μm。

由在焊料镀层4与铜线3的界面形成的2层构成的金属间化合物层，从铜线3的表面侧依次由Cu₃Sn的第1金属间化合物层5和Cu₆Sn₅的第2金属间化合物层6构成。明确区分这些金属间化合物层5、6是困难的，由Cu₃Sn构成的第1金属间化合物层5是即使生长也是0.1μm左右厚度的薄层。Cu₆Sn₅的第2金属间化合物层6是随着熔融焊料浴11的温度上升、或者熔融焊料浴内的浸渍时间变长，而表面大幅生长为刺状的层。本发明的Cu₆Sn₅的第2金属间化合物层6是与焊料镀层4之间具有充分粘合性的表面为细微的刺状的层。

本发明的焊料镀覆铜线2的由该第1金属间化合物层5和第2金属间化合物层6构成的金属间化合物层的合计厚度是0.1μm～4.0μm。这是因为这些金属间化合物层的合计厚度超过4.0μm时，焊料镀覆铜线2自身的0.2％屈服强度会超过70MPa，在太阳能电池模块等中作为内连接器使用时，会导致薄板化的太阳能电池单体翘曲、损伤，因此是不期望的。在这些金属间化合物层的合计厚度不到0.1μm的情况下，在第2金属间化合物层即Cu₆Sn₅的层的表面形成的细微的刺形状的生长不足，与焊料镀层4之间不能得到充分的粘合性。

本发明的焊料镀覆铜线2在铜线3与焊料镀层4之间的界面包括合计厚度为0.1μm～4.0μm的由2层构成的金属间化合物层，从而能够确保铜线3与焊料镀层4的粘合性，实现降低0.2％屈服强度。

接下来，说明本发明所涉及的焊料镀覆铜线的实施例和比较例。

实施例

下面示出的各实施例的焊料镀覆铜线是由本发明所涉及的焊料镀覆铜线制造装置制造的。在各实施例中，作为铜线，采用由厚度0.2mm，宽度2.0mm的滚轧延伸材料料构成的铜线。作为熔融焊料浴，采用无Pb组成，熔融焊料浴的温度设定为300℃±5℃。铜线浸渍在熔融焊料浴之前的温度为950℃。在各实施例中，变更温度调整装置40的冷却能力，将放入熔融焊料浴内的铜线附近的温度调整区域的焊料浴温度设定为230℃～440℃中的任一个温度。另外，在各实施例中，铜线向熔融焊料浴的浸渍时间设定为0.7秒～4.0秒中的任一个时间。表1示出了实施例1～实施例11的各条件。

[表1]

实施例

比较例

[比较例]

各比较例1～比较例6使用与上述的实施例同样的铜线和熔融焊料浴，仅温度调整区域的焊料浴温度和/或者铜线在熔融焊料浴的浸渍时间的条件与各实施例不同，来制造焊料镀覆铜线。各比较例的具体条件在表1与实施例一起总结示出。

[评价]

对于所述各实施例1～实施例11和比较例1～比较例6的焊料镀覆铜线，测定了焊料镀层的厚度、金属间化合物层的厚度、焊料镀覆铜线的0.2％屈服强度。对于焊料镀覆铜线的0.2％屈服强度为70MPa以下的各实施例和比较例，进行了焊料镀层的粘合性试验。

[层的厚度]

焊料镀层的厚度和金属间化合物层的厚度的测定是用光学显微镜确认各实施例的焊料镀覆铜线的截面来进行的。所述表1示出各实施例和各比较例的各焊料镀层和金属间化合物层的平均厚度。

[0.2％屈服强度]

焊料镀覆铜线的0.2％屈服强度是根据JIS Z 2241来测定的。所述表1示出了各实施例和各比较例的焊料镀覆铜线的0.2％屈服强度。

[焊料镀层的粘合性]

焊料镀层的粘合性的评价使用各实施例的焊料镀覆铜线进行180°粘合弯曲试验，观察在弯曲部分有无焊料镀层的裂痕、剥落。在表2中，在弯曲部分没有焊料镀层的裂痕、剥落的情况下，判定为○，在有裂痕、剥落的情况下，判定为×。表2示出了焊料镀层的粘合性的评价。

[表2]

实施例

比较例

如表1所示，使用放入熔融焊料浴内的铜线附近的温度调整区域的焊料浴温度为230℃～440℃的熔融焊料浴而得到的实施例1～实施例11的焊料镀覆铜线的0.2％屈服强度都能够降低至70MPa以下。

另外，如表1所示，能够确认随着金属间化合物层的厚度变厚，0.2％屈服强度上升。在将本发明所涉及的焊料镀覆铜线用于内连接器的情况下，该0.2％屈服强度为70MPa以下，理想而言优选的是50MPa以下。因此，可知为了将0.2％屈服强度降低至70MPa以下，优选的是金属间化合物层的厚度为4.0μm以下。

如表2所示，可知使用铜线附近的温度调整区域的焊料浴温度为230℃～440℃的熔融焊料浴，浸渍0.7秒～4.0秒而得到的实施例1～实施例11的焊料镀覆铜线得到了充分的镀覆粘合性。

另一方面，如比较例6所示，在温度调整区域的焊料浴温度为高于440℃的450℃的情况下，即使铜线向熔融焊料浴的浸渍时间为3.2秒，也能充分得到镀覆粘合性，但金属间化合物层的厚度高于4.0μm，0.2％屈服强度高于70MPa。另外，如比较例2所示，在温度调整区域的温度为低于230℃的220℃的情况下，即使浸渍时间为7.0秒，金属间化合物层的厚度也不过0.2μm，不能确认充分的镀覆粘合性。

由以上可知，能够确认：为了实现焊料镀覆铜线的0.2％屈服强度为70MPa以下，且具有良好的镀覆粘合性的焊料镀覆铜线，优选的是上述的温度调整区域的焊料浴温度为230℃～440℃，铜线的熔融焊料浴的浸渍时间为0.7秒～4.0秒。

产业上的可利用性

由于由本发明所涉及的焊料镀覆铜线的制造方法和焊料镀覆铜线制造装置得到的焊料镀覆铜线能够将0.2％屈服强度降低至70MPa以下，因此在作为太阳能电池模块的内连接器使用的情况下，能够有效地消除太阳能电池单体的翘曲、损伤，且特别有效。