JP2005285829A - Method and device for pressing tab lead in soldering of solar cell and tab lead - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複数の太陽電池セル(以下、単に「セル」ということもある)を並べて接続するためのタブリードのハンダ付けにおいて、個々のタブリードを各セルに押圧して保持する方法とそのための装置に関する。 The present invention relates to a method and apparatus for pressing and holding individual tab leads against each cell in soldering tab leads for connecting a plurality of solar cells (hereinafter also referred to simply as “cells”) side by side. About.
従来より、複数の太陽電池セルを列状に並べ、隣り合うセル同士をタブリードで電気的に接続してストリングを形成することが行われており、この工程では、タブリードを各太陽電池セルにハンダ付けにより接続する手法が採られている。 Conventionally, a plurality of solar cells are arranged in a line, and adjacent cells are electrically connected with tab leads to form a string. In this process, tab leads are soldered to each solar cell. The method of connecting by attaching is adopted.
一般に、太陽電池セルとタブリードのハンダ付けによる接続は、ハンダ付けのために太陽電池セルの表面にハンダを予め蒸着しておき、またタブリード側もハンダを付けた状態でこのリードを前記セル面に重ね、そこでタブリードをセル面に押付け乍ら前記ハンダを溶着させるための加熱を行うという形態が採られることが多い。 Generally, the connection between the solar cell and the tab lead by soldering is performed by pre-depositing solder on the surface of the solar cell for soldering, and with the tab lead side soldered, the lead is placed on the cell surface. In many cases, a form is employed in which heating is performed to weld the solder while pressing the tab lead against the cell surface.
上記形態のハンダ付け工程において、タブリードを太陽電池セル面に押圧して保持するために細い剛性の押え棒体を複数本並べて用いるようにしたタブリードの押圧手法が、例えば、特許文献1などに示されている。しかし、この押圧技術では、次のような問題の生じることがある。
即ち、
1) ハンダが予めディップ(蒸着)されたセルは、そのディップ工程によってセル面にハンダ球が残っていることが多いが、特許文献1の図にあるような、並列状に設けられた多数の細い剛性棒体が一体となってタブリードをセルに押し付ける方法では、セル全体に定荷重を加えることとなるので、セル面にハンダ球があるとその部分に集中荷重が加わりセルを割ってしまうことがある。このようなセル割れを避けるために押し付け力を小さくすると、タブリードをセル面に押えるための細棒体がタブリードに十分に接触しないことがあり、ハンダ付けに必要なタブリードの押圧機能を得られないという問題がある。
2) 太陽電池セルは、そのコストウエイトの高いシリコン原料費を低減する目的で、一層の薄板化が進む一方で、セルはシリコン基板にアルミや銀などが熱加工により蒸着される構成であるため、薄板のセルには熱歪みが生じていることが多い。このような歪みのあるセルに対し、上記のような複数本の細い剛性棒体を一体的にセルに押し付けることとなるタブリードの押圧手法を適用すると、当該セルを割ってしまうおそれが高い。
3) また、上記のような太陽電池セルにハンダ付けのための加熱を行うと、セル内部を形成する材料の熱膨張率の違いにより加熱ハンダ付け中にセルに湾曲(反り)を生じるが、上記の手法では、ハンダ加熱中にセルを割ってしまうという問題もある。
4) 更に、上記手法では、セルの側面に対向して細棒体を支持する取付け部材が配設される構成であるため、セルの幅(送り方向に関する左右幅)が異なる(例えば、大きくなる)と、前記取付け部材とセルとの干渉が生じ、従って細幅のセルと広幅のセルを、同じ位置に設置された取付け部材に支持された細棒体で兼用することはできない。この場合には、セル幅に合せた細棒体の配置にするため取付け部材ごとの細棒体の交換が必要であるが、この交換を行おうとすると、その交換のためハンダ付け装置全体の停止が不可欠であるから、これが生産性向上の阻害要因となっている。
などの諸問題である。
In the soldering process of the above embodiment, for example, Patent Literature 1 discloses a tab lead pressing method in which a plurality of thin rigid presser bars are used in order to press and hold the tab lead against the solar cell surface. Has been. However, this pressing technique may cause the following problems.
That is,
1) In a cell in which solder has been dip (deposited) in advance, solder balls are often left on the cell surface by the dip process. However, as shown in FIG. In the method in which a thin rigid rod is integrated and the tab lead is pressed against the cell, a constant load is applied to the entire cell, so if there is a solder ball on the cell surface, a concentrated load is applied to that part and the cell is broken. There is. If the pressing force is reduced to avoid such cell cracking, the thin rod for pressing the tab lead against the cell surface may not contact the tab lead sufficiently, and the tab lead pressing function necessary for soldering cannot be obtained. There is a problem.
2) Solar cells have a structure in which aluminum, silver, etc. are deposited on a silicon substrate by thermal processing, while the thickness of the cells has been further reduced for the purpose of reducing the cost of raw materials for silicon. In many cases, a thin plate cell is thermally strained. When a tab lead pressing method that integrally presses a plurality of thin rigid rods as described above against a cell having such a distortion is highly likely to break the cell.
3) In addition, when heating for soldering the solar battery cell as described above, the cell is curved (warped) during heating soldering due to the difference in thermal expansion coefficient of the material forming the inside of the cell. In the above method, there is also a problem that the cell is broken during the solder heating.
4) Further, in the above method, since the mounting member that supports the thin rod body is disposed so as to face the side surface of the cell, the cell width (left-right width in the feed direction) is different (for example, larger). ) And the interference between the attachment member and the cell, and therefore, the narrow cell and the wide cell cannot be combined with the thin rod body supported by the attachment member installed at the same position. In this case, it is necessary to replace the thin rod body for each mounting member in order to arrange the thin rod body in accordance with the cell width. If this replacement is attempted, the entire soldering device is stopped for the replacement. This is an impediment to productivity improvement.
And other problems.
一方、太陽電池セルとタブリードの搬送方向に沿った向きでタブリードの押圧部材を配し、この部材をベルトによってセルとタブリードの搬送に同期移動させつつバネ力によってタブリードに押圧力を作用させるようにした、例えば、特許文献2に示されている手法があるが、この技術では、次の問題がある。
即ち、
1) バネや押え棒がランプヒータの熱照射範囲内に配置される構成であるので、バネや押え棒が前記ヒータの熱線(赤外線)や熱線ヒータの熱風を遮蔽してしまい、加熱が不十分となる箇所が生じ、ハンダ付け不良(ハンダが付かない)を生じることがある。
2) また、広範になる照射遮蔽部分のハンダ付け不良を補うために加熱を強くすると、前記押え棒などで遮蔽されていない部分が過剰加熱されてしまい、セルを割ってしまったり、或は、大きなセル湾曲を招く恐れがある。
3) バネがヒータの照射範囲内にあるので、バネが繰り返し加熱されることにより劣化し易く、このため部品交換を頻繁に行うことになり、部品の消耗コストがかかるのみならず、その交換のためにハンダ付け装置全体を停止しなければならず、これが生産性向上の阻害要因となっている。
4) ハンダ付けすべき太陽電池セルの大きさが変ると、それに応じてタブリードの配置間隔も変化するが、そのタブリードを保持する部材の間隔を変更するには、押え棒に取付けられた2組の押圧部材とバネの取付け位置を変更したり、或は、各押え棒について、一体的に2組の押圧部材とバネの交換を、すべての押え棒について行う必要があり、その段取り替え作業には多大の時間を要するため、生産性向上を大きな阻害要因となっている。
5) 押圧部材は繰返し加熱に曝されるので劣化し易く、そのために交換も必要であるが、その交換は、各押え棒のすべての押圧部材の組換えをすべての押え棒について行う必要があり、その交換作業に多大の時間を要する。
6) 太陽電池セルやタブリードの種類に応じて各タブリードの押え間隔(ピッチ)や取付け数を変更する場合、ベルトに設けられた多数の押え棒のそれぞれについてピッチ変更を行う必要があり、その段取り替え作業に多大の時間を要し、これが生産性向上の阻害要因となっている。
などの諸問題である。
That is,
1) Since the spring and the presser bar are arranged within the heat irradiation range of the lamp heater, the spring and the presser bar shield the heat rays (infrared rays) of the heater and the hot air of the hot wire heater, and heating is insufficient. May occur, resulting in poor soldering (no soldering).
2) In addition, if heating is strengthened to compensate for the poor soldering of the radiation shielding part, the part that is not shielded by the presser bar will be overheated, and the cell may be broken, or There is a risk of causing a large cell curvature.
3) Since the spring is within the irradiation range of the heater, the spring is likely to deteriorate due to repeated heating. Therefore, parts are frequently replaced, and not only the cost of parts consumption is increased, but also the replacement of the spring. Therefore, the entire soldering apparatus must be stopped, which is an impediment to productivity improvement.
4) When the size of the solar cell to be soldered changes, the arrangement interval of the tab leads also changes accordingly. To change the interval of the members holding the tab leads, two sets attached to the presser bar It is necessary to change the mounting position of the pressing members and springs, or to replace each pair of pressing members and springs for each presser bar. Takes a lot of time, which is a major impediment to improving productivity.
5) The pressing members are subject to repeated heating and are therefore likely to deteriorate. For this reason, replacement is necessary. However, it is necessary to recombine all the pressing members of each presser bar for all presser bars. The replacement work takes a lot of time.
6) When changing the presser interval (pitch) and the number of attachments for each tab lead according to the type of solar cell or tab lead, it is necessary to change the pitch for each of the many presser bars provided on the belt. The replacement work takes a lot of time, and this is an impediment to productivity improvement.
And other problems.
そこで本発明では、太陽電池セルとタブリードの上記のような従来のハンダ付け技術にあるような問題点を解消するため、太陽電池セルとタブリードのハンダ付けにおいて、新機軸のタブリードの押圧方法とそのための装置を提供することを課題とする。 Therefore, in the present invention, in order to solve the problems in the conventional soldering technology as described above for solar cells and tab leads, in the soldering of solar cells and tab leads, a new method of tab lead pressing method and therefore It is an object of the present invention to provide an apparatus.
上記課題を解決することを目的としてなされた本発明タブリード押圧方法の構成は、タブリードが重合状態で配置された太陽電池セルの列を、該列に沿って上方に配した加熱ヒータユニットにより加熱して前記各セルとタブリードとをハンダ付け接続する太陽電池セルとタブリードのハンダ付けにおいて、各タブリードを先端側で押圧する各タブリード押圧部材の後端側を、前記ヒータユニットの加熱照射範囲の外部に設けた支持部に、弾性体を介して揺動可能に支持させることにより、前記の各押圧部材を各セル面に対し個別に揺動可能に倣わせて前記タブリードを前記セル面に押圧することを特徴とするものである。 The structure of the tab lead pressing method of the present invention made for the purpose of solving the above problems is to heat a row of solar cells in which the tab leads are arranged in a polymerized state by a heater unit arranged upward along the row. In the soldering of solar cells and tab leads for soldering and connecting each cell and tab lead, the rear end side of each tab lead pressing member that presses each tab lead at the front end side is outside the heating irradiation range of the heater unit. By pressing the tab lead against the cell surface in such a manner that each of the pressing members can individually swing with respect to each cell surface by supporting the provided support portion so as to be swingable via an elastic body. It is characterized by.
本発明方法では、各タブリード押圧部材の揺動軸を、加熱ヒータユニットの長さ方向に平行であって当該ヒータユニットの加熱照射範囲の外側に設けることにより、タブリード押圧部材の先端側のみが加熱照射範囲内に位置するようにし、タブリード押圧装置の構成部材の大半が照射熱に曝されないようにした。 In the method of the present invention, the pivot shaft of each tab lead pressing member is provided parallel to the length direction of the heater unit and outside the heating irradiation range of the heater unit, so that only the tip end side of the tab lead pressing member is heated. It was positioned within the irradiation range so that most of the components of the tab lead pressing device were not exposed to the heat of irradiation.
一方、上記本発明方法を採り入れて上記課題を解決するためになされた太陽電池用ハンダ付装置における本発明タブリード押圧装置の構成は、タブリードが重合状に設置された太陽電池セルの列を上方から加熱して太陽電池セルとタブリードを接続する太陽電池用ハンダ付け装置において、前記セルの列に沿って配置された加熱ヒータユニットの加熱照射範囲の外に取付けられた支点軸と、該支点軸に並列状に適宜間隔を設けて揺動可能に取付けられそれらの先端が各セル上の夫々のタブリード位置に当接可能に設けられた複数のタブリード押圧部材と、前記ヒータユニットの加熱照射範囲外に設けられて各タブリード押圧部材に夫々に接続され、当該押圧部材にタブリードの押圧方向の弾性力を作用させるバネなどによる弾性力作用体とを具備したことを特徴とするものである。 On the other hand, the configuration of the tab lead pressing device of the present invention in the solar cell soldering apparatus made to adopt the above-described method of the present invention to solve the above problems is as follows. In a solar cell soldering apparatus for connecting a solar battery cell and a tab lead by heating, a fulcrum shaft attached outside the heating irradiation range of the heater unit arranged along the row of the cells, and a fulcrum shaft A plurality of tab lead pressing members that are mounted in a swingable manner at appropriate intervals in parallel and whose tips can be brought into contact with respective tab lead positions on each cell, and outside the heating irradiation range of the heater unit An elastic force acting body, such as a spring, which is provided and connected to each tab lead pressing member, and applies an elastic force in the pressing direction of the tab lead to the pressing member. It is characterized in that Bei was.
本発明タブリード押圧装置においては、前記セルの列に沿って配置される加熱ヒータユニットとしては、ランプヒータユニット又は熱風ヒータユニットを設けることができる。また、本発明装置においては、タブリード押圧部材は、先端側にバネ性の金属材による押圧子を備えたものを用いることが好ましい。更に、前記タブリード押圧部材は、剛性部材の先端に押圧子取付用の溝または穴を設け、取付けられる押圧子を溝または穴の側面から固定部材により固定した構成のものを採用することができる。 In the tab lead pressing device of the present invention, a lamp heater unit or a hot air heater unit can be provided as the heater unit arranged along the row of cells. In the device of the present invention, it is preferable to use a tab lead pressing member provided with a pressing member made of a spring metal material on the tip side. Further, the tab lead pressing member may have a configuration in which a pressing member mounting groove or hole is provided at the distal end of the rigid member, and the mounting pressing member is fixed by a fixing member from the side surface of the groove or hole.
本発明では、太陽電池セルとタブリードのハンダ付けにおいて、各タブリードを先端側で押圧する各タブリード押圧部材の後端側を、前記ヒータユニットの加熱照射範囲の外部に設けた支持部に、弾性体を介して揺動可能に支持することにより、前記の各タブリード押圧部材を各セル面に対し個別に揺動可能に倣わせるようにしたので、タブリード押圧装置において、タブリード押圧部材の先端部分のみが加熱照射域内に位置することとなり、熱による装置の消耗部品の発生を著しく抑制できる。また、加熱照射を遮るものは極くわずかな部材であるから加熱不良によるハンダ付不良が生じない。
更に、セルにハンダ球が付着している場合、セルにハンダ付け前に歪みが生じている場合、ハンダ中にセルが湾曲する場合のいずれであってもセル割れなどの破損を招来することなくタブリードを適切に保持してハンダ付けを行うことができる。
In the present invention, in the soldering of the solar battery cell and the tab lead, the rear end side of each tab lead pressing member that presses each tab lead at the front end side is provided on the support portion provided outside the heating irradiation range of the heater unit. Since each tab lead pressing member is made to follow each cell surface so as to be swingable individually, the tab lead pressing device has only the tip portion of the tab lead pressing member. Is positioned in the heating irradiation region, and the generation of consumable parts of the apparatus due to heat can be remarkably suppressed. Further, since only a few members obstruct heating irradiation, there is no soldering failure due to heating failure.
Furthermore, if solder balls are attached to the cell, if the cell is distorted before soldering, or if the cell is bent during soldering, it will not cause damage such as cell cracking. The tab lead can be properly held and soldered.
次に、本発明の実施の形態例について、図を参照して説明する。図1は本発明タブリード押圧装置の一例における要部の側面図、図2は本発明タブリード押圧装置の他の例における要部の側面図、図3は図1の装置における要部の底面図、図4は図1の装置のA−A矢視端面拡大図、図5は装置全体を昇降式に形成した本発明装置の一例の正断面図、図6は昇降機能に加えセルの正面幅(送り方向に関し)に対応して幅可変に形成した本発明装置の例の正断面図、図7は図6の本発明装置において加熱源にランプに代え熱風ヒータを用いた本発明装置の一例の正断面図、図8は図4に示した本発明装置におけるタブリード押圧部材の別例(第二例)を説明するための正断面図、図9は本発明装置に用いるタブリード押圧部材の第三例の正面図、図10は図9の平面図、図11はタブリード押圧部材の第四例の正面図、図12は図11の平面図、図13はハンダ付工程の太陽電池セルとタブリードの例の部分側面図、図14は図13の平面図である。 Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 is a side view of the main part of an example of the tab lead pressing device of the present invention, FIG. 2 is a side view of the main part of another example of the tab lead pressing device of the present invention, and FIG. 3 is a bottom view of the main part of the device of FIG. 4 is an enlarged view of the end surface of the device of FIG. 1 as viewed from the arrow AA, FIG. 5 is a front sectional view of an example of the device of the present invention in which the entire device is formed as a lifting type, and FIG. FIG. 7 is a front sectional view of an example of the device of the present invention formed to have a variable width corresponding to the feed direction). FIG. 7 is an example of the device of the present invention using a hot air heater instead of a lamp in the device of the present invention of FIG. FIG. 8 is a front sectional view for explaining another example (second example) of the tab lead pressing member in the apparatus of the present invention shown in FIG. 4, and FIG. 9 is a third view of the tab lead pressing member used in the apparatus of the present invention. FIG. 10 is a plan view of FIG. 9, and FIG. 11 is a front view of a fourth example of a tab lead pressing member. FIG. 12 is a plan view of FIG. 11, FIG. 13 is a partial side view of an example of a solar cell and a tab lead in a soldering process, and FIG. 14 is a plan view of FIG.
まず、太陽電池セルは、図13,図14に例示したように、太陽電池の製造工程において、セル(C1,C2,C3)はタブリードTLで配線接続されることにより列状(ストリング)に形成される。その接続は、予めハンダがメッキされたタブリードTLをセルに重合状に設置し、その接続部を加熱することによってハンダ付けされる。なお、各太陽電池セルC1・・・・の配線タブリードTLは一つのセルに対し2列の構成とされることが一般的である。 First, as illustrated in FIGS. 13 and 14, the solar cells are formed in a string (string) by connecting the cells (C1, C2, C3) with tab leads TL in the solar cell manufacturing process. Is done. The connection is soldered by placing a tab lead TL pre-plated with solder in a superposed state on the cell and heating the connection. In general, the wiring tab leads TL of the solar cells C1,... Are configured in two rows for one cell.
図1〜図5において、1はランプハウジングを主体とする加熱ランプユニット、2は該ユニットのランプハウジング内に加熱源として設けた赤外線ランプ、3は前記ランプ2の下面側(照射面側)に設けた赤外線透過性素材から成る保護窓であり、赤外線ランプ2で発光された赤外線はランプユニット1の内面の反射面1rにより下方に反射され、保護窓3を透過してタブリードTLが重合状に設置されたセルCに照射され、その赤外線加熱によりセルCとタブリードTLがハンダ接続される。ここで、ランプユニット1から照射される赤外線は、反射面1rの形状により、適宜、平行光、拡散光、集光などの形態を選択できる。
1 to 5, 1 is a heating lamp unit mainly composed of a lamp housing, 2 is an infrared lamp provided as a heating source in the lamp housing of the unit, and 3 is on the lower surface side (irradiation surface side) of the
ランプユニット1の加熱照射範囲外には、セルCの送り方向に関しランプユニット1の前後に位置した2つのフランジ4a,4bと両フランジ4a,4bの間に架設したバー4cが一体的に形成された、後述するタブリード押圧部材の取付基部となる取付ベース4が形成されている。
前記取付ベース4の前後のフランジ4a,4bの間には、後述する前記押圧部材のスプリングを取付けるバネ軸5と、前記押圧部材の動作支点となる支点軸6と、該動作を規制するストッパ軸7が架設して設けられている。
支点軸6には、カラー状のスペーサ8を介在させることにより互に適宜間隔を形成する複数のタブリード押圧部材10(以下、タブ押圧部材10と略す)が夫々に揺動可能に挿入されている。なお、支点軸6の両端には、カラー状のエンドスペーサ9が挿入され、セルの列の搬送方向における前記押圧部材10の位置ズレが規制されている。
Outside the heating irradiation range of the lamp unit 1, two
Between the front and
A plurality of tab lead pressing members 10 (hereinafter, abbreviated as tab pressing members 10) are inserted into the
個々のタブ押圧部材10の各バネ係止穴10aには、それぞれに、弾性体の一例としてのバネ11の一端が接続され、各バネ11の他端はバネ軸5に接続されており、バネ軸5と各タブ押圧部材10のバネ係止穴10aの間に前記バネ11による圧縮力が作用することによって、各タブ押圧部材10の先端側には、支点軸6を支点とするタブリード押圧力が作用するようになっている。前記押圧部材10のタブリード押圧力は、上記例のバネ11のほか、バネ材以外の弾性体、例えばゴム材などにより得るようにしてもよい。
各タブ押圧部材10は、その先端のタブリード押圧部10b(以下、タブ押圧部10bという)がランプユニット1における保護窓3の略中央に突出した形態を備え、セルC上のタブリードTLが位置する近傍のみに接するように形成されている。
また、各タブ押圧部材10の先端は、上方から見ると(平面視)、薄い板状或はワイヤ状に形成され、上方からの加熱照射の遮蔽を最小にするように形成されている。なお、ストッパー軸7はタブ押圧部材10のセル押圧側への揺動量を規制するための部材である。
One end of a
Each
Further, the tip of each
ここで、揺動可能な各タブ押圧部材10の先端に夫々に形成されているタブリード押圧部10bは、ランプユニット1の加熱照射範囲外に設けられた夫々のバネ11によって個別に下方(タブリードを押圧する方向)予圧されつつ、それぞれ単独にバネ力に抗する方向へフローティング可能に形成されているから、各セルCについて、夫々のタブリードTLのみに接触して当該個々のタブリードTLを弾性力を介して押圧できるのである。
Here, the tab
以上のタブリード押圧部材10の形態並びにその配置構成により、ハンダディップによるハンダ球がセル表面に残っている場合でも、セルを破損させることなく、タブリードTLの全域をセル面に接触させることが可能である。
また、揺動可能なタブ押圧部材10は、セルCに配置されたタブリードTLにのみ接する構成であり、またその押圧力は個々のタブ押圧部材10に作用する夫々のバネ力によって別個であるので、セルが歪んでいる場合や加熱中にセルが湾曲する場合であっても、タブ押圧部10bの接触部分はセルの歪や湾曲に倣う形態となり、また、反りのあるセルを一定の押圧力で無理に押圧することもないので、セルを破損させることなく、タブリードTL全域をセル面に押圧して接触させることが可能である。
With the above-described configuration of the tab
Further, the swingable
本発明では、セルサイズ等に応じてタブ押圧部材10のピッチ変更やタブ押圧部材10の取付け数を容易に変更することができる。この場合には、取付ベース4ごとに交換することにより、簡便にピッチや取付け数の変更することができるからである。
また、1種類の取付ベース4を使用する場合でも、長さ違いのスペーサ8に交換することでピッチ変更することができ、また、エンドスペーサ9の交換とタブ押圧部材10の使用数の加減により、タブ押圧部材10の取付け数の変更に容易に対応できる。
In the present invention, it is possible to easily change the pitch of the
Even when one type of mounting
図5は、本発明のタブリード押圧装置において、加熱ヒータユニットを一般的な太陽電池セルであるタブリード2列タイプのセルに対応させるため、2組設けた例の断面図である。
図5において、2組のタブリード押圧装置が対向して設けられた2組のランプユニット1A,1Bは、その上部が連結ベース12aを介してシリンダー12に一体的に取付けられていることにより、2組のランプユニット1A,1Bが一体となって上下方向に動作可能に形成されている。
FIG. 5 is a cross-sectional view of an example in which two sets of heater heater units are provided in the tab lead pressing device of the present invention in order to correspond to a tab lead two-row type cell that is a general solar battery cell.
In FIG. 5, two sets of
太陽電池セルCにタブリードTLをハンダ接続するには、タブリードTLが重ね合わされた太陽電池セルCを図示しないコンベヤーなどの搬送手段に載せ、この搬送手段を図5の紙面に直交する方向(図1では左右方向)にインディックス送りした後、シリンダー12の動作によって2組のタブ押圧部材10をセルCのタブリードTLに当接押圧させてから左右のランプ2,2を照射させハンダ接続を行う。タブリードを重ねたセルCの間欠搬送とランプユニット1A,1Bの間欠昇降の動作を繰返すことによって、列状に配線された太陽電池セル(ストリング)を形成することができる。
In order to solder-connect the tab lead TL to the solar cell C, the solar cell C on which the tab lead TL is superimposed is placed on a conveying means such as a conveyor (not shown), and this conveying means is in a direction perpendicular to the paper surface of FIG. After the index feed in the right and left direction, the two sets of
図5におけるタブリードTLのハンダ接続は、1回の加熱でセル上面のみのハンダ接続の態様を例示したものであるが、本発明では、ヒータの加熱条件を調整,設定することなどにより1回の加熱で上下両面のハンダ付けが可能である。つまり、一例としては、セル上面からの照射熱のセル内部伝達によりセル下面のハンダ付けを行うことが可能である。更に、セル下側にその搬送手段と干渉することなく配置したプレートヒータなどの加熱手段によって、セル全体の予熱を併用することが望ましい。また、両面ハンダ付けの態様例としては、セル下面用のタブリード押圧装置を具備したランプユニット1などによる加熱手段を搬送手段と干渉することなく配置し、その加熱条件を適宜設定することにより、セルCの上下両面のハンダ接続を行う形態もある。 The solder connection of the tab lead TL in FIG. 5 exemplifies a solder connection mode only on the upper surface of the cell by one heating. However, in the present invention, the heating condition of the heater is adjusted and set once. It is possible to solder both the upper and lower surfaces by heating. That is, as an example, the lower surface of the cell can be soldered by the internal transfer of irradiation heat from the upper surface of the cell. Furthermore, it is desirable to use preheating of the entire cell in combination by a heating means such as a plate heater disposed below the cell without interfering with the conveying means. In addition, as an example of the double-sided soldering, the heating means such as the lamp unit 1 provided with the tab lead pressing device for the lower surface of the cell is arranged without interfering with the conveying means, and the heating condition is appropriately set, so that the cell There is also a form in which the upper and lower surfaces of C are connected by soldering.
また、ランプユニット1A,1Bの取付け姿勢は、図5に例示した垂直姿勢に限定されるものではなく、タブ搬送手段(図示せず)との位置関係(例えば、ハンダ照射部の上方にタブの吸着搬送装置用のスペースを設ける場合など)から、適宜角度の斜め(垂直から角度を持たせた向き,位置)に設置することもある。
なお、ハンダ接続の加熱によるセル破損防止やタクトタイム向上などの目的で、セル搬送手段にヒータを埋め込むなどの手法によって、セルCをハンダ付け前に予熱できるように構成するとよい。
Further, the mounting posture of the
In addition, for the purpose of preventing cell breakage due to heating of solder connection and improving tact time, the cell C may be preheated before soldering by a technique such as embedding a heater in the cell transfer means.
図6は、本発明装置においてタブ押圧部材10を備えたランプユニット1A,1Bの対向間隔を自由に変更できるように構成した例を示した断面図である。
図6において、ランプユニット1A,1B、及び、これらのユニット1A,1Bの熱照射範囲の外に配備されるタブリード押え装置の構成は、上述の図5の例と同様であるが、対向間隔の変更機能のために次の構成を具備する。
即ち、シリンダー12には、ベース13を介した下面側に2組のスライダ14a,14bを有する直動ガイドレール14cが取付けられていると共に、夫々のスライダ14a,14bの下面には、内部にベアリングナットを備えたヒータサポート15a,15bが設けられ、前記スライダ14a,14bとランプユニット1A,1Bとを連結した構成が採られている。
FIG. 6 is a cross-sectional view showing an example in which the facing distance between the
In FIG. 6, the configurations of the
That is, the
ヒータサポート15a,15bのベアリングナットには、ベース13の下面のセンターに位置するブラケット20に取付けた軸受カップリング18に対称な関係で設けられた右ネジ17と左ネジ16のネジ棒が螺装されている。
前記ネジ棒の右ネジ17と左ネジ16は、外面に凹溝を周設した前記カップリング18により連結一体化され、かつ、ベース13に吊下姿勢で取付けられたブラケット20に前記カップリング18の凹溝が回転可能に嵌合され支持されていることにより、このカップリング18はネジ棒の軸方向へは移動できない。
Screw rods of right-
The
ここで、前記の右ネジ17(図6では左側)に取付けられたレバー19を回転させると、右ネジ17と左ネジ16は同一方向に回転するから、直動ガイドレール14cにスライダ14a,14bを介して夫々にガイドされ、かつ、左右のランプユニット1A,1Bが取付けられたヒータサポート15a,15bは、その内部のベアリングナットが前記ネジ16と17の作用を受けるのでセンターに位置したカップリング18を中心に幅方向での拡張,縮小いずれの方向へも移動可能である。
Here, when the
以上の構成によって、太陽電池セルCの大きさに応じてタブリードTLの間隔を変更したい時には、レバー19を回転させるだけの簡便な操作で、ランプユニット1A,1B、及び、各ランプユニット1A,1Bと一体化された左,右のタブリード押圧装置の間隔変更が同時に可能であり、タブ押圧部材10の先端の押圧部10bの位置、及び、左右の加熱ランプ2,2の照射位置を、種々の幅を有するセルC上に配置されるタブリードTLを押圧してハンダ付けする位置に設定することができる。
ここで、間隔調整用の送りネジ部には、ネジの適宜ロック機構や、調整量を測定したり検出するためのインジケーター、或は、タブリードTLの間隔の大小に対応できるストッパなどを設けることが望ましい。
With the above configuration, when it is desired to change the interval between the tab leads TL in accordance with the size of the solar battery cell C, the
Here, the feed screw portion for adjusting the interval may be provided with an appropriate screw locking mechanism, an indicator for measuring or detecting the adjustment amount, or a stopper that can accommodate the size of the tab lead TL interval. desirable.
図7は、図6の本発明装置において、加熱ヒータユニットの他の例を示した部分断面図である。
図7の例では、加熱ヒータとして、ランプユニット1A,1Bに代え、熱風ヒータ21A,21Bを使用した。熱風ヒータ21A,21Bを用いたヒータユニットでは、その熱風ヒータ21A,21Bをブラケット22a,22bを介してヒータサポート15a,15bに支持させると共に、当該ヒータ21A,21Bの背面側にプレート23a,23bを設け、このプレート23a,23bにタブ押圧部材10を備えた取付ベース4を設けて構成されている。
FIG. 7 is a partial sectional view showing another example of the heater unit in the apparatus of the present invention shown in FIG.
In the example of FIG. 7,
熱風ヒータ21A,21Bは、それぞれブラケット22a,22bを介してヒータサポート15a,15bに取付けられていると共に、当該ブラケット22a,22bにはプレート23a,23bを介してそれぞれのタブリード押圧装置が設けられているので、タブ押圧部材10はその先端の押圧部10bのみが熱風ヒータ21A,21Bの略直下に位置すると共に、セルC上に配置されたタブリードTLにのみに接するように取付けられている。
The
タブリード押圧装置及びこれと一体の熱風ヒータユニット21A,21Bの間隔調整機構は上述した図6の装置の場合と同じであるから、セルCのサイズに応じたタブリードTLの間隔調整を簡便に行うことができ、また、タブ押圧部材10は、配置されるタブリードのみに接触するので、個別に予圧され揺動可能な各タブ押圧部材10によりタブリード全域をセル面に押圧して接触させることができるように形成されている。
Since the tab lead pressing device and the gap adjusting mechanism of the hot
図8は本発明におけるタブリード押圧部材10の他の構成例を示す部分断面図である。
図8の例におけるタブ押圧部材10は、支点軸6に個別に揺動可能に軸支され、ランプユニット1の加熱照射範囲外に設けた多数のバネ11によって各タブ押圧部材10の先端側に押圧力が作用するようになされた複数のタブ押圧部材10において、押圧部材10の本体を短か目に形成し、該本体の、バネ11が接続される端部(後部)の反対側(前部側)に、その先端がランプユニット1の略中央に位置することにより、セルC上のタブリードTLに対してのみ、バネ11の弾性力によって下方に向けて予圧された状態で接するタブ押圧子24を設けている。
FIG. 8 is a partial sectional view showing another configuration example of the tab
The
タブ押圧部材10を上記のように構成することにより、加熱に曝される部材はタブ押圧子24のみとなるので、比較的複雑な形態のタブ押圧部材10の本体は非消耗品となり、比較的単純な形態のタブ押圧子24のみが消耗品となるので、消耗品コストを低減できる。
By configuring the
前記のタブ押圧子24は、その材質をワイヤーなどの弾力性を有した金属バネとすることにより、先端の揺動量を拡大でき、反りの大きなセルCに対応することが可能になる。
また、タブ押圧子24自体のバネ性(弾力性)による予圧力をバネ11による予圧力よりも小さく設定することによって、シリンダー12を下降させてタブ押圧子24をセルCに当接させる際の衝撃を小さくすることができるので、シリンダー12の昇降動作を高速化できセル搬送手段の高速化と相俟って生産性を向上させることができる。
The
Further, by setting the pre-pressure due to the spring property (elasticity) of the
図9〜図12は、本発明に用いるタブ押圧部材10の更に別の例を説明するための図である。
図8により説明したワイヤー状のタブ押圧子24は、図9,図10に示すように、タブ押圧部材10の本体に設けられた穴10cに挿入され、タブ押圧部材10の本体の下面側から止めネジ25で固定されており、タブ押圧子24の着脱が容易になるように構成されている。
FIGS. 9-12 is a figure for demonstrating another example of the
The wire-shaped
図9,図10に例示した押圧部材本体と押圧子24から成るタブ押圧部材10における押圧部材本体を、図2に例示した側面図のように、支点軸6に密集的に設ける構成を採ると、所望の位置にある押圧部材本体を選択してタブ押圧子24を取付けることができるので、例えば、セルのサイズ(長さ方向)変更に対応した段取替え時のタブ押圧子24の取付けピッチの変更や、タブ押圧範囲の変更を極めて簡便に行うことができる。
When the pressing member main body in the
図11,図12に例示したタブ押圧手段の例では、平面から見て薄い板状に形成したタブ押圧子26の後端側をタブ押圧部材10の本体に設けた溝10dに挿入し、タブ押圧部材本体の側面から止めネジ25で固定する構成とした。このタブ押圧部材10も、セルCのサイズ(長さ方向)変更に対応した段取替え時のタブ押圧子24の取付けピッチ変更や、タブ押圧範囲の変更を、図9,図10に例示したものと同様に極めて簡便に行うことができる効果がある。
上記においてタブ押圧子24、又は、同26の固定部材としては止めネジ25を用いたが、固定部材は止めネジ25に限定されるものではなく、適宜のスプリングプランジャーやピンなどを使用できる。
In the example of the tab pressing means illustrated in FIGS. 11 and 12, the rear end side of the
In the above description, the
本発明においては、タブ押圧子24又は同26の交換または段取替の便宜のため、ヒータユニット1や1A,1Bなどの底面(熱照射面)が水平方向または上方を向くように、そのヒータユニットを回転可能に構成することが望ましい。
具体的には、図示しないが、例えばシリンダー12とヒータユニット(ランプユニット)を結合している部分をシャフトなどを介在させてランプユニットを回転可能に設ける方法、或は、シリンダー12とヒータユニットの結合部材を蝶番を介在してヒータユニットを揺動可能に設ける方法などを適宜採用することで、ヒータユニットの底面を水平方向または上方に向けることが可能になる。
In the present invention, for the convenience of replacement or changeover of the
Specifically, although not shown, for example, a method in which a portion where the
本発明は以上の通りであって、太陽電池製造における太陽電池セルとタブリードのハンダ付けにおいて、各タブリードを、それぞれの先端側によって弾性的に押圧するタブリード押圧部材の後端側を、ハンダ付け用の前記ヒータユニットの加熱照射範囲の外部に設けた前記押圧部材の支持部にバネなどによる押下げ力を作用させて揺動可能に支持することにより、前記の各タブリード押圧部材を各セル面に対し個別に揺動して倣わせるようにしたから、以下に挙げる具体的効果が得られる。 The present invention is as described above. In the soldering of solar cells and tab leads in solar cell manufacturing, the rear end side of the tab lead pressing member that elastically presses each tab lead by the respective front end side is used for soldering. The tab lead pressing member is supported on each cell surface by swinging and supporting the pressing member supporting portion provided outside the heating irradiation range of the heater unit by applying a pressing force by a spring or the like. On the other hand, the following specific effects can be obtained because they are individually swung and copied.
(1) セルにハンダディップによるハンダ球が付着している場合でも、セルを破損させることなく、タブリードをセル表面に接触保持できる。
(2) セルに当初から歪がある場合でも、そのセルを破損させることなく、タブリードをセル表面に接触保持できる。
(3) ハンダ加熱中にセルが湾曲する場合でも、セルを破損させることなく、タブリードをセル表面に接触保持できる。
(4) 一種類のタブ押圧子で、細幅のセルから広幅のセルまで対応できる。
(5) タブ押圧子(タブ押圧部)以外にヒータの加熱照射を遮るものがないので、ハンダが溶融接続できない箇所が生じるというハンダ不良がない。
(6) タブ押圧部材による遮蔽部分が極めて小範囲であるから、遮蔽されていない部分を過剰加熱することによるセル割れや過剰なセル湾曲は発生しない。
(7) 加熱に曝される部材はタブ押圧部材の先端側のみ、又は、タブ押圧子のみであるから、消耗品を最小にできる。
(8) 消耗品が少なく、また、その取替えも容易かつ簡便にできるから、余計な装置停止を削減でき、生産性を向上できる。
(9) セルの大きさの変更に伴うタブリードの間隔変更も、その段取り替え(幅変更)を簡便に行うことができる。
(10) タブ押圧部材の間隔設定は、該押圧部材がヒータユニットと一体であるから、ヒータユニットの間隔設定と同時に行うことができる。
(11) 請求項1〜7の発明においては、タブ押圧装置毎の交換で、比較的簡単に、タブ押圧部材の取付けピッチ及び取付け数を変更できる。
(12) 請求項6の発明においては、タブ押圧部材の取付けピッチ並びに取付け数の設定,変更を極めて簡便に実施できる。
(13) 更に、請求項6の発明においては、消耗品を単純形状のタブ押圧子に限定でき、消耗品コストを低減できる。
(14) 請求項7の発明においては、タブ押圧子先端の揺動量を拡大でき、より大きな反りや湾曲があるセルにも対応できる。
(15) 更に、請求項7の発明においては、ヒータユニットの上下動を高速化でき、生産性を向上できる。
(1) Even if a solder ball by solder dip is attached to the cell, the tab lead can be held in contact with the cell surface without damaging the cell.
(2) Even if the cell is initially distorted, the tab lead can be held in contact with the cell surface without damaging the cell.
(3) Even when the cell is bent during solder heating, the tab lead can be held in contact with the cell surface without damaging the cell.
(4) One type of tab pusher can handle narrow cells to wide cells.
(5) Since there is nothing other than the tab pressing element (tab pressing portion) that blocks the heater's heating irradiation, there is no solder failure in which a portion where the solder cannot be melt-connected occurs.
(6) Since the shielding portion by the tab pressing member is in a very small range, cell cracking or excessive cell bending due to excessive heating of the unshielded portion does not occur.
(7) Since the member exposed to heating is only the tip side of the tab pressing member or only the tab pressing member, the consumables can be minimized.
(8) Since there are few consumables and replacement can be done easily and simply, unnecessary equipment stoppage can be reduced and productivity can be improved.
(9) The tab lead interval change accompanying the change in cell size can be easily changed (width change).
(10) The tab pressing member interval can be set simultaneously with the heater unit interval setting because the pressing member is integral with the heater unit.
(11) In the inventions of claims 1 to 7, the mounting pitch and the number of mounting of the tab pressing members can be changed relatively easily by replacing each tab pressing device.
(12) In the invention of
(13) Furthermore, in the invention of
(14) In the invention of
(15) Further, in the invention of
1 加熱ランプユニット
2 赤外線ランプ
3 保護窓
4 タブリード押圧装置の取付ベース
5 取付ベース4に設けたバネ軸
6 支点軸
7 ストッパ軸
8 カラー状のスペーサ
9 エンドスペーサ
10 タブリード押圧部材
10a バネ穴
10b 押圧端
11 押圧バネ
12 シリンダー
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
10 Tab lead pressing member
10a Spring hole
10b Press end
11 Pressing spring
12 cylinders
Claims (7)
The tab lead pressing member in the solar cell soldering device according to any one of claims 4 to 6, wherein the tab lead pressing member includes a pressing member made of a spring metal material on a tip side.
Priority Applications (1)
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2004
- 2004-03-26 JP JP2004093267A patent/JP2005285829A/en active Pending
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