CN102479882A - 半导体单元的引线连接装置及连接方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及半导体单元的引线连接装置及连接方法。半导体单元的引线连接装置具备：环状带(11)，沿规定方向搬运通过被虚压接的引线(2)连接成一列的多个半导体单元(1)；加压工具(19、21)，对通过环状带被搬运并定位的半导体单元的虚压接有引线的部分进行加压加热而进行实压接；温度上升防止机构(34)，防止在通过加压工具将引线实压接在被搬运并定位的半导体单元上时，将引线连接在位于被搬运并定位的半导体单元的搬运方向上游侧的半导体单元的导电胶带因加压工具的热而温度上升。

Description

半导体单元的引线连接装置及连接方法

技术领域

本发明涉及一种用于通过引线将太阳能电池模块中使用的多个半导体单元连接成一列的引线(lead wire)连接装置及连接方法。

背景技术

太阳能电池模块有结晶型和薄膜型。结晶型的太阳能电池模块构成为通过引线将单晶硅或多晶硅等半导体单元连接成一列，在玻璃制的基板上通过树脂将该半导体单元层压为一体。专利文献1中公开有这种结构的太阳能电池模块。

专利文献1中示出的太阳能电池模块，经由配置在2个太阳能电池单元即2个半导体单元表面上的作为导通部件的例如导电胶带，利用弯折为曲柄状的连接部件即带板状引线电连接。

由上述引线进行的2个半导体单元的连接是，将引线的一端部与设于一个半导体单元上表面的导电胶带连接，将引线的另一端部与设于另一个半导体单元下表面的导电胶带连接。

在专利文献1中示出了通过引线将2个半导体单元连接。但是，在使太阳能电池模块的输出提高的情况下，连接的半导体单元的数量不是2个，而是将例如10个以上的大量半导体单元通过引线连接成一列。

图5(a)是通过引线2将多个半导体单元1连接成一列的状态的俯视图，图5(b)表示放大后的侧视图。如图5(b)所示，在各半导体单元1的上下表面预先粘贴有由具有粘接性的热固化性树脂构成的上述导电胶带3，将引线2虚压接在该导电胶带3上。

接着，以比虚压接时更大的加压力对上述引线2进行加压，同时加热到几百度例如200℃左右。由此，上述导电胶带3熔融固化，因此引线2a～2n被实压接在半导体单元1a～1n的上下表面，即被电连接地固定。

将多个半导体单元1虚压接成一列的上述引线2的实压接，是使用被加热器加热的加压工具依次对每1个半导体单元进行的。

例如，如果对通过引线2a～2n虚压接成一列的多个半导体单元1进行搬运，并且将多个半导体单元1a～1n中的1个半导体单元定位在与上述加压工具对置的位置，则驱动上述加压工具，对虚压接在上述半导体单元上的引线进行加压加热而进行实压接。

专利文献1：日本特开2005-101519号公报

但是，通过加压工具对连接成一列的多个半导体单元中的被搬运并定位的半导体单元进行加压加热而进行实压接时，是不能够避免被实压接的半导体单元的搬运方向上游侧紧邻的1个半导体单元和虚压接在该上游侧紧邻的1个半导体单元上的引线因上述加压工具的热被加热而温度上升的。

如果在实压接位置的上游侧紧邻的1个半导体单元和引线因实压接位置的加压工具的热而温度上升，则由于该热，也会使将引线虚压接在半导体单元上的由热固化性树脂构成的导电胶带温度上升。

例如，如果加压工具为200℃，则有时粘贴在实压接位置的上游紧邻的1个半导体单元上的导电胶带会温度上升到100℃左右。这样，若粘接在紧邻的1个半导体单元上的导电胶带温度上升，则有时在实压接时被加压工具加热之前，虽然与实压接时相比固化程度是较低的，但是会一定程度地固化。

进行实压接前就固化了的导电胶带，即使在实压接位置被上述加压工具加压加热，有时与该导电胶带在未固化的状态下被加压加热的情况相比未充分熔融地固化。其结果，不能够通过导电胶带3将引线以充分的强度连接固定在半导体单元上，从而成为引线剥离的原因，或会导致引线未与半导体单元可靠地电连接等连接不良。

发明内容

本发明提供一种半导体单元的引线连接装置及连接方法，在将多个半导体单元经由导电性部件通过引线虚压接成一列的状态下，一边搬运该多个半导体单元一边依次进行实压接，在该情况下，对实压接之前的引线进行连接的导电性部件不会受到热影响而固化。

本发明的半导体单元的引线连接装置，将多个半导体单元通过经由热固化性导电性部件被虚压接的引线连接成一列之后，对上述引线进行加压加热而使上述导电性部件熔融固化，从而进行实压接，其特征在于，具备：搬运机构，沿规定方向搬运通过被虚压接的上述引线连接成一列的多个半导体单元；加压工具，对通过该搬运机构被搬运并定位的半导体单元的虚压接有上述引线的部分进行加压加热，从而进行实压接；以及温度上升防止机构，防止在通过该加压工具将上述引线实压接在被搬运并定位的上述半导体单元上时，用于将引线连接在位于被搬运并定位的上述半导体单元的搬运方向上游侧的半导体单元上的上述导电性部件因上述加压工具的热而温度上升。

本发明的半导体单元的的引线连接方法，将多个半导体单元通过经由热固化性导电性部件被虚压接的引线连接成一列之后，对上述引线进行加压加热而使上述导电性部件熔融固化，从而进行实压接，其特征在于，包括：沿规定方向搬运通过被虚压接的上述引线连接成一列的多个半导体单元的工序；通过加压工具对被搬运并定位的半导体单元的虚压接有上述引线的部分进行加压加热，从而进行实压接的工序；以及防止在通过上述加压工具将上述引线实压接在被搬运并定位的上述半导体单元上时，将引线连接在位于被搬运并定位的上述半导体单元的搬运方向上游侧的半导体单元上的上述导电性部件因上述加压工具的热而温度上升的工序。

发明效果

根据本发明，在通过加压工具将引线实压接在被搬运并定位的半导体单元上时，能够防止将引线虚压接在与被定位于实压接位置的半导体单元相比位于搬运方向上游侧的半导体单元上的热固化性导电性部件会温度上升而固化，所以能够在实压接位置可靠地将上述引线连接在上述半导体单元上。

附图说明

图1是表示本发明的第一实施方式的引线连接装置的正视图。

图2是图1所示的引线连接装置的侧视图。

图3(a)是表示上部隔热部件上升、下部隔热部件下降的状态的正视图，图3(b)是表示上部隔热部件下降、下部隔热部件上升而成为关闭状态的正视图，图3(c)是沿着图3(b)的V-V线的剖面图。

图4是表示本发明的第二实施方式的引线连接装置的正视图。

图5(a)是多个半导体单元通过引线连接成的串的俯视图，图5(b)是图5(a)的侧视图。

附图标记说明

1…半导体单元、2…引线、3…导电胶带、11…环状带(搬运机构)、12…实压接装置、19…上部加压工具、21…下部加压工具、31…供气喷嘴(温度上升防止机构)、32a…上部隔热部件(温度上升防止机构)、32b…下部隔热部件(温度上升防止机构)、36…上部热吸收体(温度上升防止机构)、37…下部热吸收体(温度上升防止机构)。

具体实施方式

以下参照附图说明本发明的实施方式。

图1至图3表示本发明的第一实施方式。图1是在作为搬运机构的一对环状带11(在图1中仅图示了一个环状带11)上沿箭头X方向搬运将平面形状为四边形状的多个半导体单元1通过弯折成曲柄状的引线2连接成一列而形成的串1A(string)的引线连接装置的正视图。

即，多个半导体单元1如图4(a)所示，在与搬运方向交差的宽度方向上，分别将3条引线2通过由作为导电性部件的具有粘接性的热固化性树脂形成的导电胶带3虚压接于半导体单元1的上表面和下表面，从而构成了上述串1A。

然后，如图2所示，上述串1A以规定间隔彼此离开地被环状行进的上述一对环状带11支撑着各半导体单元1下表面的3条引线2之间的部分，从而被搬运。

作为上述导电性部件以导电胶带3为例进行了说明，但是也可以在引线2上涂覆热固化性且具有导电性的粘结剂而作为导电性部件，来代替导电胶带3。

通过上述环状带11搬运的串1A，在图1中B所示的实压接位置上定位有规定的半导体单元1。然后，将通过导电胶带3虚压接在了被定位的半导体单元1上的引线2，通过实压接装置12进行实压接。

如图2所示，上述实压接装置12具有：板状的上部可动体16，配置于上述环状带11的上方，通过上部气缸15如箭头所示那样被上下驱动；和板状的下部可动体18，配置于上述环状带11的下方，通过下部气缸17被上下驱动。

在上述上部可动体16的下表面，以后述的规定间隔设有通过加热器19a被加热的3根上部加压工具19。在上述下部可动体18的上表面，以与上述上部加压工具19相对应的间隔设有通过加热器21a被加热的3根下部加压工具21。

如图2所示，各加压工具19、21以与虚压接在半导体单元1的上下表面上的各3条引线2相对应的间隔设置。在上部加压工具19和半导体单元1的上表面之间夹装有上部缓冲胶带(cushion tape)22，在下部加压工具21和半导体单元1的下表面之间夹装有下部缓冲胶带23。

各缓冲胶带22、23从供给卷轴26被绕出，被一对导引辊27导引而与半导体单元1的上表面和下表面平行地行进，被卷收卷轴28卷收。

另外，虽然未图示出细节，上侧和下侧的上述供给卷轴26、导引辊27及卷收卷轴28与上述实压接装置12的上侧和下侧的加压工具19、21一体地上下运动。

若上述串1A被搬运并且搬运方向前端的半导体单元1被定位，则上部加压工具19被向下降方向驱动，下部加压工具21被向上升方向驱动。由此，在串1A的被定位于实压接位置B的半导体单元1、该实施方式中为串1A的搬运方向上的第1个半导体单元1的上下表面上虚压接的各3根导线2，被各加压工具19、21加压的同时加热。

若引线2被加压加热，则将引线2粘贴在半导体单元1的导电胶带3通过设于上下加压工具19、21的加热器19a、21a的热被熔融固化，所以上述引线2被实压接在半导体单元1的上下表面。即，引线2被电连接固定在半导体单元1的上下表面。

另外，上部加压工具19和下部加压工具21被上述各气缸15、17控制驱动，以便同时地即以同一定时将引线2相对于半导体单元1的上下表面实压接。

在通过上述实压接装置12对搬运方向前端的半导体单元1进行引线2的实压接时，如图1所示，对位于搬运方向第2个的半导体单元1的上表面侧和下表面侧，分别通过与供气管30连接的多个供气喷嘴31喷射空气或惰性气体等气体。

由此，能够防止在通过上述实压接装置12将引线2实压接在搬运方向前端的半导体单元1上时，实压接位置B上游紧邻的1个半导体单元1因来自上述上部加压工具19和下部加压工具21的辐射热和来自引线2的传热而温度上升。

另外，在该实施方式中，供气喷嘴31在半导体单元1的搬运方向上设有3根，在与搬运方向交差的方向上设有3根，与搬运方向交差的方向的3根供气喷嘴31朝向将半导体单元1连接的3条引线2喷射气体。由此，能够高效地防止从引线2的在实压接位置B被加热的部分传来的传热。

进而，在上述上部可动体16和下部可动体18的位于上述串1A的搬运方向上游侧的一侧端面，分别安装固定有板状的上部隔热部件32a和下部隔热部件32b的上下方向的一端部。

在各隔热部件32a、32b与各可动体16、18一体地上下运动，对半导体单元1进行引线2的实压接时，上部隔热部件32a防止半导体单元1的上表面侧因上部加压工具19的辐射热而温度上升，下部隔热部件32b防止半导体单元1的下表面侧因下部加压工具21的幅射热而温度上升。

如图3(a)所示，在上述上部隔热部件32a的下端部和下部隔热部件32b的上端部分别形成有合计5个凹部33a、33b，该凹部33a、33b防止上部隔热部件32a下降、下部隔热部件32b上升时与位于相邻的半导体单元1之间的3条引线2和2条环状带11干涉。

上述上部隔热部件32a和下部隔热部件32b在半导体单元1的搬运方向上错开位置地设置。而且，在实压接时如图3(b)、(c)所示，上部隔热部件32a的下端部和下部隔热部件32b的上端部不与2条环状带11和3条引线2干涉地重合。即，成为上部隔热部件32a的下端部和下部隔热部件32b的上端部关闭的关闭状态。

由此，防止了在实压接时因来自上部加压工具19和下部加压工具21的辐射热使位于实压接位置B上游侧的半导体单元1被加热。

这时，由于从位于半导体单元1搬运方向下流侧的供气喷嘴31喷射的气体的一部分朝向实压接位置B流入，所以能够通过该气体防止由环状带11向实压接位置B上游侧的半导体单元1传热。

另外，从多个供气喷嘴31中位于半导体单元1搬运方向下流侧的供气喷嘴31朝向下流侧喷射气体，从位于上游侧的供气喷嘴31朝向上游侧喷射气体，从而能够高效地防止实压接位置B上游侧的半导体单元1的温度上升。

在该实施方式中，上述供气喷嘴31、上述上部隔热部件32a及下部隔热部件32b构成温度上升防止机构34，该温度上升防止机构34防止在引线2的实压接时，位于在实压接位置B被实压接的半导体单元1的上游侧紧邻的1个半导体单元1温度上升。

另外，作为温度上升防止机构34，也可以是上述供气喷嘴31、或者上述上部隔热部件32a和下部隔热部件32b的一方。

根据这样构成的引线连接装置，若通过环状带11搬运的串1A之中例如位于搬运方向前端的半导体单元1被定位在实压接位置B，则上部加压工具19被向下降方向驱动，下部加压工具21被向上升方向驱动，引线2的被导电胶带3虚压接在上述半导体单元1的上表面和下表面的部分被加压加热。

由此，虚压接了各引线2的部分的导电胶带3熔融并固化，所以上述引线2从虚压接状态变为被实压接。

这样，在对虚压接在位于串1A的搬运方向前端的半导体单元1上的引线2进行实压接时，很有可能会因设于各加压工具19、21的加热器19a、21a的热使串1A的被定位于实压接位置B的半导体单元1的上游侧紧邻的1个半导体单元1和引线2的被虚压接在该上游侧紧邻的1个半导体单元1上的部分温度上升。

而且，如果导致了这样的半导体单元1及引线2的温度上升，则导电胶带3的将引线2虚压接在上述半导体单元1上的部分会固化，实压接位置B上游侧紧邻的1个半导体单元1在接下来实压接时被定位在实压接位置B而引线2被实压接时，不能够可靠地进行引线2的实压接，从而成为连接不良。

但是，在将引线2实压接在被定位在实压接位置B的半导体单元1上时，对实压接位置B上游侧紧邻的1个的半导体单元1的上表面和下表面分别通过供气喷嘴31喷射气体，所以通过该气体的喷射防止了第2个半导体单元1的上表面和下表面及引线2的虚压接在第2个半导体单元1上的部分温度上升。

进而，在实压接装置12的上部可动体16和下部可动体18的位于串1A的搬运方向上游侧的端面，分别设有上部隔热部件32a和下部隔热部件32b，各隔热部件32a、32b防止了在实压接时因上部加压工具19和下部加压工具21的辐射热而使实压接位置B上游侧紧邻的1个的半导体单元1的上表面和下表面及引线2的虚压接在该上游侧紧邻的1个半导体单元1上的部分温度上升。

因此，防止了在将引线2实压接在被定位在实压接位置B的半导体单元1上时，位于实压接位置B上游侧紧邻的1个的半导体单元1及引线2的被虚压接在该上游侧紧邻的1个半导体单元1上的部分温度上升，所以也能够防止将引线2虚压接在上述半导体单元1上的导电胶带3在实压接前固化。

因此，将引线2实压接在第1个半导体单元1上后，将串1A搬运1个间距而对下一个半导体单元1实压接引线2时，能够使虚压接了该引线2的导电胶带3充分熔融固化而将上述引线2可靠地实压接在上述半导体单元1上。

这样，通过环状带11将串1A以规定的间距依次搬运，能够依次可靠地对构成串1A的多个半导体单元1进行引线2的实压接。

此外，通过上部加压工具19和下部加压工具21同时对半导体单元1的上下表面进行引线2的实压接。因此，能够不使半导体单元1向上方向或下方向弯曲地进行引线2的实压接，所以能够防止在半导体单元1产生裂纹。而且，与对半导体单元1的上下表面分别进行引线2的实压接的情况相比，能够提高生产率，实现装置结构的小型化。

进而，若半导体单元1被设于上部加压工具19的加热器19a和设于下部加压工具21的加热器21a加热到较高温度，则半导体单元1可能会产生热变形或热挠曲。

但是，半导体单元1是上下表面分别被3根上部加压工具19和下部加压工具21同时且同条件地均匀加热，所以半导体单元1即使被各加压工具19、21加热也不易产生热变形或热挠曲，除此之外，还能够以同样的状态对上下表面进行引线2的实压接。

图4表示温度上升防止机构34的变形例，是本发明的第二实施方式。另外，对于与第一实施方式相同的部分赋予同一附图标记并省略说明。

即，在该第二实施方式中，在实压接位置B的上游侧，与在实压接位置B实压接了引线2的半导体单元1上游侧的紧邻的1个的半导体单元1的上表面和下表面相对置的位置，设有上部热吸收体36和下部热吸收体37。即，取代第一实施方式的供气喷嘴31，设置上部热吸收体36和下部热吸收体37。

各热吸收体36、37由热容量较大的材料、例如金属等材料形成，分别通过上部气缸38和下部气缸39被向上下方向驱动。

而且，上述上部热吸收体36和下部热吸收体37在对被定位于实压接位置B的半导体单元1的引线2进行实压接时，与各加压工具19、21一起被向下降方向及上升方向驱动，它们的下表面及上表面与实压接位置B上游紧邻的1个半导体单元1的上表面及下表面分别接触或接近。

由此，在实压接时从上部加压工具19和下部加压工具21向位于实压接位置B上游紧邻的1个半导体单元1的上表面和下表面传递的热被上述上部热吸收体36和下部热吸收体37吸收，所以防止了上述半导体单元1的上表面和下表面温度上升。

而且，与第一实施方式同样，通过上部隔热部件32a和下部隔热部件32b的隔热效果，能够防止半导体单元1的上表面和下表面的温度上升。

在该第二实施方式中，可以仅通过上述上部热吸收体36和下部热吸收体37防止半导体单元1的温度上升，也可以还并用第一实施方式所示的供气喷嘴31来防止半导体单元1的温度上升。

另外，也可以在第二实施方式的上部热吸收体36和下部热吸收体37中形成通路，在该通路中流动用于冷却它们的气体或液体等冷却介质。进而，也可以将从供气喷嘴31喷射的气体冷却到常温以下再喷射。

Claims (7)

1.一种半导体单元的引线连接装置，将多个半导体单元通过经由热固化性导电性部件被进行了虚压接的引线连接成一列之后，对上述引线进行加压加热而使上述导电性部件熔融固化，从而进行实压接，其特征在于，具备：

搬运机构，沿规定方向搬运通过被虚压接的上述引线连接成一列的多个半导体单元；

加压工具，对通过该搬运机构被搬运并定位的半导体单元的虚压接有上述引线的部分进行加压加热，从而进行实压接；以及

温度上升防止机构，防止在通过该加压工具将上述引线实压接在被搬运并定位的上述半导体单元上时，用于将引线连接在位于被搬运并定位的上述半导体单元的搬运方向上游侧的半导体单元上的上述导电性部件因上述加压工具的热而温度上升。

2.如权利要求1所述的半导体单元的引线连接装置，其特征在于，

在各个半导体单元的上表面和下表面上虚压接有上述引线，

对通过上述搬运机构被搬运并定位的半导体单元的虚压接有上述引线的部分进行加压加热而进行实压接的上述加压工具，是将被虚压接在上述半导体单元的上表面和下表面上的各个引线同时实压接的上部加压工具和下部加压工具。

3.如权利要求1所述的半导体单元的引线连接装置，其特征在于，

上述温度上升防止机构是向位于被搬运并定位的上述半导体单元的搬运方向上游侧的半导体单元喷射气体的供气喷嘴。

4.如权利要求1所述的半导体单元的引线连接装置，其特征在于，

上述温度上升防止机构是与位于被搬运并定位的上述半导体单元的搬运方向上游侧的半导体单元接触并对该半导体单元进行冷却的冷却体。

5.如权利要求1所述的半导体单元的引线连接装置，其特征在于，

上述温度上升防止机构是将上述加压工具的热隔断，从而防止位于被搬运并定位的上述半导体单元的搬运方向上游侧的半导体单元的温度上升的隔热部件。

6.一种半导体单元的的引线连接方法，将多个半导体单元通过经由热固化性导电性部件被虚压接的引线连接成一列之后，对上述引线进行加压加热而使上述导电性部件熔融固化，从而进行实压接，其特征在于，包括：

沿规定方向搬运通过被虚压接的上述引线连接成一列的多个半导体单元的工序；

通过加压工具对被搬运并定位的半导体单元的虚压接有上述引线的部分进行加压加热，从而进行实压接的工序；以及

防止在通过上述加压工具将上述引线实压接在被搬运并定位的上述半导体单元上时，用于将引线连接在位于被搬运并定位的上述半导体单元的搬运方向上游侧的半导体单元上的上述导电性部件因上述加压工具的热而温度上升的工序。

7.如权利要求6所述的半导体单元的引线连接方法，其特征在于，

在各个半导体单元的上表面和下表面上虚压接上述引线，

在对被搬运并定位的半导体单元的虚压接有上述引线的部分进行加压加热而进行实压接时，同时对被虚压接在上述半导体单元的上表面和下表面上的各个引线进行实压接。

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