JP2001177131A - 太陽電池用リード線自動半田付け方法及びその装置 - Google Patents

太陽電池用リード線自動半田付け方法及びその装置

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JP2001177131A JP35740099A JP35740099A JP2001177131A JP 2001177131 A JP2001177131 A JP 2001177131A JP 35740099 A JP35740099 A JP 35740099A JP 35740099 A JP35740099 A JP 35740099A JP 2001177131 A JP2001177131 A JP 2001177131A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】半田バンプに対するリード線の半田付けが高速
に行え,作業性の向上を図ることができる太陽電池用リ
ード線取付け装置を提供することにある。 【解決手段】リード線取付け領域7に半田バンプ36が
所定間隔を存して列状に設けられた太陽電池4に半田バ
ンプを介してリード線10を取付ける太陽電池用自動半
田付け装置において、リード線を繰出すリード線繰出し
部11と,リード線繰出し部のリード線の先端部を掴ん
でリード線を繰出して半田バンプ列上の全長に亘ってリ
ード線を配置するリード線チャック機構21と,リード
線を半田バンプに押えるリード押え部材50及び半田こ
て47を有し,リード押え部材によってリード線を半田
バンプに押えた状態で半田こてによってリード線を半田
バンプに溶着する動作を繰返し、リード線の先端側から
リード線繰出し部の末端側に向って順次リード線を半田
バンプに半田付けする第1と第2の半田付けユニット1
8,19とからなることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、太陽電池パネル
の正負の電極にリード線を接続して出力を取出すための
太陽電池用リード線自動半田付け方法及びその装置に関
する。
【0002】
【従来の技術】太陽エネルギーを直接電気エネルギーに
変換する太陽電池モジュールは、ガラス基板等の絶縁基
板上に、透明電極層、半導体光電変換層及び裏面電極層
が順次形成された積層体を備えている。この積層体は、
レーザスクライブ等によって複数の光電変換セルに分離
されるとともに、各光電変換セルは電気的に直列または
並列に接続されている。
【0003】また、例えば,特開平9‐326497号
公報、特開平9‐135035号公報及び特開平9‐8
3001号公報等に示すように,太陽電池モジュールの
両端にはリード線取付け領域が設けられ、このリード線
取付け領域には正負の電極として半田バンプが形成さ
れ、この半田バンプにリード線を接続することにより、
太陽電池モジュールの出力を取出すようにしている。そ
して、リード線は太陽電池モジュールの裏面に取付けら
れる端子ボックスに接続される。
【0004】また、超音波半田付け装置としては、リー
ド線取付け領域に半田バンプを形成する装置としては,
例えば、特許第2691685号公報、特開平9−29
5133号公報で知られており、半田こてに超音波振動
を付与して効率的に、しかも確実に半田付けされるよう
に構成されている。
【0005】これらは、太陽電池モジュールのリード線
取付け領域に、超音波半田付け法によってスポット径が
2mm程度の半田バンプを20mm間隔程度で、列状に
形成したのち、前記半田バンプの列上に半田メッキされ
た銅箔等のリード線を沿わせ、リード線の上方から半田
こてによって半田バンプに対してリード線を加熱しなが
ら押圧して半田付けしている。
【0006】ところで、従来、太陽電池モジュールの両
端のリード線取付け領域にリード線を取付けるには,リ
ード線取付け領域に予備半田として半田バンプを形成し
たのち、この半田バンプの列上に半田メッキされた銅箔
等のリード線を沿わせ、リード線を半田バンプに対して
半田付けする作業は手作業によって行われている。
【0007】すなわち、半田バンプの列上にリード線を
沿わせ、リード線の上面から半田こてを押し当てて半田
付けする際に、リード線がずれたり、皺が発生すること
がある。そこで、リード線の端部に重りを吊り下げ、リ
ード線にテンションを付与しながら半田付けを行ってい
る。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、半田バ
ンプに対してリード線を手作業によって半田付けする作
業は非能率的であり、大量生産には多くの工数を要し、
コストアップの原因となる。また、リード線に重りによ
ってテンションを付与して半田付けを行うと、半田付け
された半田バンプ相互間のリード線が張設された状態と
なり、太陽電池モジュールを建造物の屋根等に設置した
とき、リード線の熱収縮によってリード線が半田バンプ
から外れたり破損する虞がある。
【0009】この発明は,前記事情に着目してなされた
もので,その目的とするところは,太陽電池のリード線
取付け領域に形成された半田バンプ列上にリード線を接
続する作業が自動的に行え、作業能率の向上を図ること
ができる太陽電池用リード線半田付け方法及びその装置
を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】この発明は、前記目的を
達成するために、請求項1は、リード線取付け領域に半
田バンプが所定間隔を存して列状に設けられた太陽電池
に前記半田バンプを介してリード線を取付ける太陽電池
用自動半田付け方法において、前記半田バンプ列上の一
端側のリード線繰出し部からリード線を繰出して前記半
田バンプ列上の全長に亘ってリード線を配置する第1の
工程と,前記リード線を半田バンプに押えた状態で半田
付けユニットによってリード線を半田バンプに溶着した
後,リード線押えを解除する動作を繰返し、リード線の
先端側から前記リード線繰出し部の末端側に向って順次
リード線を半田バンプに半田付けする第2の工程と,前
記リード線繰出し部の近傍で半田付けされたリード線と
リード線繰出し部側のリード線を分断する第3の工程と
からなることを特徴とする。
【0011】請求項2は、請求項1の前記半田付けユニ
ットを半田バンプ列方向に2台配置し,2台の半田付け
ユニットを交互または同時に動作させてリード線を半田
バンプに半田付けすることを特徴とする。
【0012】請求項3は,リード線取付け領域に半田バ
ンプが所定間隔を存して列状に設けられた太陽電池に前
記半田バンプを介してリード線を取付ける太陽電池用自
動半田付け装置において、前記リード線を繰出すリード
線繰出し部と,前記リード線繰出し部のリード線の先端
部を掴んでリード線を繰出して前記半田バンプ列上の全
長に亘ってリード線を配置するリード線チャック機構
と,前記リード線を半田バンプに押えるリード押え部材
及び半田こてを有し,リード押え部材によってリード線
を半田バンプに押えた状態で半田こてによってリード線
を半田バンプに溶着する動作を繰返し、リード線の先端
側から前記リード線繰出し部の末端側に向って順次リー
ド線を半田バンプに半田付けする半田付けユニットとか
らなることを特徴とする。
【0013】請求項4は、請求項3の前記半田付けユニ
ットは,半田バンプ列方向に2台配置し,2台の半田付け
ユニットを交互または同時に動作させてリード線を半田
バンプに半田付けすることを特徴とする。
【0014】請求項5は,請求項3の前記リード線繰出
し部及び半田付けユニットは,太陽電池のリード線取付
け領域に対応して複数配設され,同時に動作することを
特徴とする。
【0015】前記構成によれば,太陽電池の半田バンプ
列上の一端側のリード線繰出し部からリード線を繰出し
て前記半田バンプ列上の全長に亘ってリード線を配置し
た後,前記リード線の先端側からリード線を半田バンプ
に押えた状態で半田付けユニットによってリード線を半
田バンプに溶着する動作とリード線押えを解除する動作
を繰返し、リード線の先端側から前記リード線繰出し部
の末端側に向って順次リード線を半田バンプに半田付け
することができる。従って,リード線のテンションを略
一定にした状態で,そのリード線を半田バンプに半田付
けできる。
【0016】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
面に基づいて説明する。
【0017】図1及び図2は太陽電池用リード線半田付
け装置の概略的構成を示し,図1は正面図,図2は図1
の矢印A方向から見た側面図である。まず、リード線半
田付け装置の概略的構成を説明すると,基台1には載置
台2が設けられ,この載置台2の載置面3には後述する
太陽電池4がその製膜面側を上にして搬入されて載置さ
れるようになっている。
【0018】載置面3にはX方向とY方向に太陽電池4
を位置決めする複数の突き当て突起5が突没可能に設け
られ,この突き当て突起5と対向する側には太陽電池4
を突き当て突起5に押圧するプッシャー6が設けられて
いる。そして,太陽電池4をXY方向に位置決めした状
態で,半田付け時に太陽電池4を移動不能に支持するよ
うになっている。
【0019】載置台2には太陽電池4の後述するリード
線取付け領域7に対応して一対のフレーム8が設けら
れ,これらフレーム8にはリード線取付け領域7にリー
ド線10を自動的に半田付けする自動半田付け機構9が
設けられている。これら自動半田付け機構9は同一構造
であるため,その一方について説明する。
【0020】図2に示すように,フレーム8は載置台2
の前後方向の全体に亘ってしかも鉛直方向に立設されて
いる。フレーム8の一端側にはリード線10を繰出すリ
ード線繰出し部11が設けられている。リード線10は
半田メッキされた銅箔等の帯状体であり、ボビン12に
巻回されている。このボビン12から繰出されたリード
線10はテンションを調節するトルク制御ローラ13及
び複数のガイドローラ14を介してリード線取り付け領
域7に導かれる。
【0021】また、フレーム8にはその長手方向全体に
亘って水平に第1のガイドレール15と第2のガイドレ
ール16が上下2段に設けられている。上段の第1のガ
イドレール15には第1の可動ベース17が水平方向に
移動自在に設けられ,この第1の可動ベース17には第
1と第2の半田付けユニット18,19が隣接して設け
られている。下段の第2のガイドレール16には第2の
可動ベース20が水平方向に移動自在に設けられ,この
第2の可動ベース20にはリード線11の先端部を掴む
リード線チャック機構21とリード線11を切断するカ
ッター機構22が設けられている。
【0022】さらに、第1のガイドレール15の長手方
向の両端部にはタイミングプーリ23が設けられ,これ
らタイミングプーリ23間にはタイミングベルト24が
掛け渡されている。一方のタイミングプーリ23は正逆
回転可能な第1のステッピングモータ25に連結され,
タイミングベルト24の中途部は第1の可動ベース17
に連結されている。そして、走行するタイミングベルト
24によって第1と第2の半田付けユニット18,19
がリード線取り付け領域7に沿って移動するようになっ
ている。
【0023】第2のガイドレール16の長手方向の両端
部にはタイミングプーリ26が設けられ,これらタイミ
ングプーリ26間にはタイミングベルト27が掛け渡さ
れている。一方のタイミングプーリ26は正逆回転可能
な第2のステッピングモータ28に連結され,タイミン
グベルト27の中途部は第2の可動ベース20に連結さ
れている。そして、走行するタイミングベルト27によ
ってリード線チャック機構21とカッター機構22がリ
ード線取り付け領域7に沿って移動するようになってい
る。
【0024】ここで、太陽電池4について説明すると,
図3に示すように,ガラス基板等の絶縁基板30上に、
透明電極層31、半導体光電変換層32及び裏面電極層
33が順次形成された積層体34を備えている。積層体
34は複数の光電変換セル35に分離されるとともに、
各光電変換セル35は電気的に接続されている。
【0025】さらに、図4に示すように,太陽電池4の
両端にはリード線取付け領域7が設けられ,このリード
線取付け領域7には予め所定間隔を存して列状に半田バ
ンプ36が形成されている。
【0026】次に,前記第1と第2の半田付けユニット
18,19について説明する。図5に示すように,第1
と第2の半田付けユニット18,19は同一構造であ
り,ユニット本体41には上下方向にLMガイド42が
設けられ,このLMガイド42には昇降部材43が昇降
自在に支持されている。昇降部材43はユニット本体4
1に固定されたサーボモータ44の昇降ロッド45に連
結され,昇降するようになっている。
【0027】昇降部材43はユニット本体41より下方
に延長しており,この昇降部材43には下方へ延長する
支持板46が連結されている。支持板46には半田こて
47が鉛直方向に固定され,こて先47aは太陽電池4
の半田バンプ36が形成されたリード線取付け領域7に
対向している。
【0028】支持板46には半田こて47と隣接してエ
アシリンダ48が鉛直方向に取付けられており,このエ
アシリンダ48の昇降ロッド49の先端部にはリード押
え部材50が固定されている。リード押え部材50はリ
ード線11を半田バンプ36に溶着する際にリード線1
1を半田バンプ36に押し付けて半田こて47による半
田付けが確実に行えるような役目をしている。
【0029】前述のように構成された第1と第2の半田
付けユニット18,19は互いに半田こて47同士が接
近するように左右対称的に設けられ,これら半田こて4
7のこて先47aの間隔はリード線取付け領域7に配置
された半田バンプ36のピッチと一致している。
【0030】次に、前記リード線チャック機構21とリ
ード線11を切断するカッター機構22について説明す
る。リード線チャック機構21は,図6及び図7に示す
ように,第2の可動ベース20には鉛直方向の第1のエ
アシリンダ52によって昇降し、太陽電池4に対して進
退可能な支持部材53が設けられ,この支持部材53に
は側方から水平方向の第2のエアシリンダ54によって
太陽電池4のリード線取付け領域7に対して進退可能な
エアチャック55が設けられている。
【0031】さらに,第2の可動ベース20にはエアス
ライドテーブル56が水平方向に移動自在に設けられて
いる。エアスライドテーブル56の先端部には鉛直方向
に第3のエアシリンダ57が設けられ,この第3のエア
シリンダ57のスライドロッド58にはカッター機構2
2を構成するエアニッパー59が設けられている。従っ
て,エアニッパー59はリード線取付け領域7に対して
進退自在であり、リード線11を切断するとき,前進し
て切断するようになっている。
【0032】次に,前述のように構成された太陽電池用
リード線取付け装置によって半田付けする方法について
説明する。
【0033】リード線取付け装置に搬入される太陽電池
4は、載置台2にその裏面電極層33を上向きにして載
置される。載置台2に搬入された太陽電池4は、予め太
陽電池4の両端縁のリード線取付け領域7に多数の半田
バンプ36が所定間隔を存して列状に形成されている。
そして,太陽電池4の両端縁のリード線取付け領域7に
は自動半田付け機構9が対向している。
【0034】最初は,リード線チャック機構21はリー
ド線繰出し部11側に接近した位置に待機しており,リ
ード線繰出し部11のボビン12から繰出されたリード
線10の先端部はリード線チャック機構21のエアチャ
ック55によって掴まれている。
【0035】この状態で,第2のガイドレール16の一
端側に設置された第2のステッピングモータ28が駆動
すると,タイミングプーリ26を介してタイミングベル
ト27が走行する。従って、タイミングベルト27に連
結された第2の可動ベース20は第2のガイドレール1
6にガイドされて矢印a方向に移動する。この第2の可
動ベース20の移動に伴ってリード線10の先端部は同
方向に引張られるため,ボビン12に巻回されているリ
ード線10は繰出され,図8及び図9に示すように,リ
ード線取付け領域7に列状に形成された半田バンプ36
の全長に亘ってリード線10が導き出される。
【0036】このとき、リード線10はトルク制御ロー
ラ13に掛け渡されているため,導き出されたリード線
10は略一定のテンションを持っており,リード線チャ
ック機構21が第2のガイドレール16の他端側、つま
りリード線繰出し部11から最も離れた位置に到達する
と,第2のステッピングモータ28が停止する。
【0037】次に、第1のガイドレール15の一端側に
設置された第1のステッピングモータ25が駆動する
と,タイミングプーリ23を介してタイミングベルト2
4が間欠走行する。従って、タイミングベルト24に連
結された第1の可動ベース17は第1のガイドレール1
5にガイドされて矢印b方向に間欠移動する。この第1
の可動ベース17の移動に伴って第1と第2の半田付け
ユニット18,19が同方向に間欠移動する。
【0038】ここで、第1と第2の半田付けユニット1
8,19の移動ピッチは半田バンプ36の2ピッチに設
定され,半田こて47のこて先47aがリード線10を
介して半田バンプ36の真上に位置したときに停止す
る。すなわち,太陽電池4のリード線取付け領域7に列
状に形成された半田バンプ36上に位置されたリード線
10の先端部側から半田バンプ36に仮に通し番号
「1,2,3,4,5……」を付すと,1番目の半田バ
ンプ36に第1の半田ユニット18の半田こて47が対
向し,2番目の半田バンプ36に第2の半田ユニット1
9の半田こて47が対向する。
【0039】そして,第1と第2の半田付けユニット1
8,19が交互に作動する。すなわち,まず,第1の半田
付けユニット18のサーボモータ44の駆動によって昇
降部材43が下降すると,半田こて47及びエアシリン
ダ48を含む押え部材50が下降する。このとき、エア
シリンダ48が作動してリード押え部材50が半田付け
を行おうとする1番目の半田バンプ36の近傍のリード
線10を1番目の半田バンプ36に押し付けてリード線
10の浮き上がりを防止する。この状態で,半田こて4
7のこて先47aによってリード線10を1番目の半田
バンプ36に押圧して溶着する。
【0040】第1の半田付けユニット18による半田付
けが終了すると,サーボモータ44の駆動によって昇降
部材43が上昇し, 半田こて47及びエアシリンダ48
を含む押え部材50が上昇する。これと同時に,第2の
半田付けユニット19のサーボモータ44の駆動によっ
て昇降部材43が下降し、同様に,エアシリンダ48が
作動してリード押え部材50が半田付けを行おうとする
2番目の半田バンプ36の近傍のリード線10を2番目
の半田バンプ36に押し付けてリード線10の浮き上が
りを防止する。この状態で,半田こて47のこて先47
aによってリード線10を2番目の半田バンプ36に押
圧して溶着する。
【0041】このように第1と第2の半田付けユニット
18,19が交互に作動し、1番目と2番目の半田バン
プ36に対するリード線10の半田付けが終了すると,
第1と第2の半田付けユニット18,19は半田バンプ
36の2ピッチ移動し,3番目の半田バンプ36に第1
の半田ユニット18の半田こて47が対向し,4番目の
半田バンプ36に第2の半田ユニット19の半田こて4
7が対向する。そして,第1と第2の半田付けユニット
18,19が交互に作動し,それぞれの半田バンプ36に
対するリード線10の半田付けを行う。
【0042】このようにして第1と第2の半田付けユニ
ット18,19が間欠走行してリード線繰出し部11側
に移動し,リード線取付け領域7の半田バンプ36に対
する半田付けを行い,リード線繰出し部11の直前の半
田バンプ36aを残して 第1と第2の半田付けユニッ
ト18,19が一時停止する。
【0043】ここで、リード線チャック機構21のエア
チャック55がリード線10の掴みを解除する。そし
て、第2のステッピングモータ28が駆動すると,タイ
ミングベルト27が前述の矢印a方向と逆方向に走行
し,リード線チャック機構21及びカッター機構22が
リード線繰出し部11側に1〜2ピッチ移動する。
【0044】リード線チャック機構21及びカッター機
構22がリード線取付け領域7に前進し,リード線繰出
し部11側の半田バンプ36aより外側(図2の右側)
のリード線10の途中を掴み,半田バンプ36aの近傍
でリード線10をカッター機構22のエアニッパー60
によって切断する。従って,ボビン12に巻回されてい
るリード線10と半田バンプ36に半田付けされたリー
ド線10とが分離される。ここで,再び,第2の半田付け
ユニット19が作動し,リード線10の末端部を半田バ
ンプ36aに半田付けすることにより,リード線10の
先端部から末端部までを列状の半田バンプ36に半田付
けすることができ,1枚の太陽電池4に対するリード線
10の半田付けが完了する。
【0045】前記実施の形態においては,太陽電池4の
両端縁のリード線取付け領域7に形成された半田バンプ
36上に2台の自動半田付け機構9によって同時にリー
ド線10を半田付けするようにしたが, 2台の自動半田
付け機構9によって片側ずつ半田付けしてもよい。
【0046】また,第1と第2の半田付けユニット18,
19を交互に動作させて半田バンプ36の1個ずつ半田
付けするようにしたが, 第1と第2の半田付けユニット
18,19を同時に動作させて半田バンプ36の2個同
時に半田付けするようにしてもよい。
【0047】
【発明の効果】以上説明したように、この発明は、太陽
電池の半田バンプ列上の一端側のリード線繰出し部から
リード線を繰出して前記半田バンプ列上の全長に亘って
リード線を配置した後,前記リード線の先端側からリー
ド線を半田バンプに押えた状態で半田付けユニットによ
ってリード線を半田バンプに溶着する動作とリード線押
えを解除する動作を繰返し、リード線の先端側から前記
リード線繰出し部の末端側に向って順次リード線を半田
バンプに半田付けすることを特徴とする。
【0048】従って,半田バンプに対するリード線の半
田付けが高速に行え,作業性の向上を図ることができる
とともに,リード線のテンションを略一定にした状態で,
そのリード線を半田バンプに半田付けでき、リード線の
皺の発生及び破断を防止でき、幅が狭く腰の弱いリード
線でも確実に取付けることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の第1の実施形態を示す太陽電池用リ
ード線取付け装置の概略的正面図。
【図2】同実施形態の太陽電池用リード線取付け装置を
示し,図1の矢印A方向から見た概略的側面図。
【図3】同実施形態の太陽電池の断面図。
【図4】同実施形態の太陽電池に半田バンプを形成した
状態の斜視図。
【図5】同実施形態の半田付けユニットの正面図。
【図6】同実施形態のリード線チャック機構及びカッタ
ー機構の側面図。
【図7】同実施形態を示し,図6の矢印B方向から見た
図。
【図8】同実施形態を示し,半田バンプに対してリード
線を張設した状態の平面図。
【図9】同実施形態を示し,図8の矢印C方向から見た
図。
【符号の説明】
4…太陽電池 7…リード線取付け領域 10…リード線 11…リード線繰出し部 18,19…半田付けユニット 21…リード線チャック機構 36…半田バンプ 47…半田こて

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 リード線取付け領域に半田バンプが所定
    間隔を存して列状に設けられた太陽電池に前記半田バン
    プを介してリード線を取付ける太陽電池用自動半田付け
    方法において、 前記半田バンプ列上の一端側のリード線繰出し部からリ
    ード線を繰出して前記半田バンプ列上の全長に亘ってリ
    ード線を配置する第1の工程と,前記リード線を半田バ
    ンプに押えた状態で半田付けユニットによってリード線
    を半田バンプに溶着した後,リード線押えを解除する動
    作を繰返し、リード線の先端側から前記リード線繰出し
    部の末端側に向って順次リード線を半田バンプに半田付
    けする第2の工程と,前記リード線繰出し部の近傍で半
    田付けされたリード線とリード線繰出し部側のリード線
    を分断する第3の工程と,からなることを特徴とする太
    陽電池用リード線自動半田付け方法。
  2. 【請求項2】 前記半田付けユニットを半田バンプ列方
    向に2台配置し,2台の半田付けユニットを交互または
    同時に動作させてリード線を半田バンプに半田付けする
    ことを特徴とする請求項1記載の太陽電池用リード線自
    動半田付け方法。
  3. 【請求項3】 リード線取付け領域に半田バンプが所定
    間隔を存して列状に設けられた太陽電池に前記半田バン
    プを介してリード線を取付ける太陽電池用自動半田付け
    装置において、 前記リード線を繰出すリード線繰出し部と,前記リード
    線繰出し部のリード線の先端部を掴んでリード線を繰出
    して前記半田バンプ列上の全長に亘ってリード線を配置
    するリード線チャック機構と,前記リード線を半田バン
    プに押えるリード押え部材及び半田こてを有し,リード
    押え部材によってリード線を半田バンプに押えた状態で
    半田こてによってリード線を半田バンプに溶着する動作
    を繰返し、リード線の先端側から前記リード線繰出し部
    の末端側に向って順次リード線を半田バンプに半田付け
    する半田付けユニットと,からなることを特徴とする太
    陽電池用リード線自動半田付け装置。
  4. 【請求項4】 前記半田付けユニットは,半田バンプ列
    方向に2台配置し,2台の半田付けユニットを交互また
    は同時に動作させてリード線を半田バンプに半田付けす
    ることを特徴とする請求項3記載の太陽電池用リード線
    自動半田付け装置。
  5. 【請求項5】 前記リード線繰出し部及び半田付けユニ
    ットは,太陽電池のリード線取付け領域に対応して複数
    配設され,同時に動作することを特徴とする請求項3記
    載の太陽電池用リード線自動半田付け装置。
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