JP2006156873A - Resin film and method of manufacturing semiconductor module using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は樹脂フィルムおよびそれを用いた半導体モジュールの製造方法に関し、特に、太陽電池セルを封止するための樹脂フィルムと、その樹脂フィルムを用いた半導体モジュールの製造方法に関するものである。 The present invention relates to a resin film and a method for manufacturing a semiconductor module using the same, and more particularly to a resin film for sealing solar cells and a method for manufacturing a semiconductor module using the resin film.
太陽電池モジュールでは、透明なカバーとして太陽光線に対して透過率が高く、また、機械的強度に比較的優れているガラスを採用したスーパーストレートタイプモジュールと、ガラスの代わりに樹脂フィルムを採用したサブストレートタイプモジュールが主流となっている。近年、太陽電池市場の拡大とともに、コストダウンと原材料の低減を図る観点から太陽電池セルとして結晶系シリコンの太陽電池セルの薄型化が進められている。太陽電池モジュールは、その太陽電池セルを所定の接着樹脂シートに挟み込み、加圧処理を施して封止することによって製造される。 In the solar cell module, a super straight type module that uses glass that has a high transmittance for sunlight as a transparent cover and that is relatively excellent in mechanical strength, and a substrate type that uses a resin film instead of glass. Modules are mainstream. In recent years, with the expansion of the solar cell market, thinning of crystalline silicon solar cells as solar cells has been promoted from the viewpoint of cost reduction and reduction of raw materials. The solar battery module is manufactured by sandwiching the solar battery cell in a predetermined adhesive resin sheet, and applying a pressure treatment to seal the solar battery module.
そのような従来の太陽電池モジュールの製造方法について具体的に説明する。まず、図11に示すように、フロントカバー102上にEVA(Etylene Vinyl Acetate)樹脂からなる受光面側シート104が載置される。その受光面側シート104上に太陽電池セル106が載置される。太陽電池セル106はインターコネクタ(図示せず)によって互いに電気的に接続されている。その太陽電池セル106を覆うように、受光面側シート104上にEVA樹脂からなる裏面側シート108が載置される。その裏面側シート108上にバックカバー110が載置される。
A specific method for manufacturing such a conventional solar cell module will be described. First, as shown in FIG. 11, a light receiving
次に、図12に示すように、受光面側シート104と裏面側シート108との間に太陽電池セルを挟み込んだ状態で、所定のラミネート装置(図示せず)を用いてバックカバー110の上方から圧力を加えて加温処理が施される(ラミネート工程)。これにより、図13に示すように、フロントカバー102とバックカバー110との間において、EVA樹脂が溶解し、そのEVA樹脂109に太陽電池セル106が封止される。このようにして、太陽電池モジュール101が製造される。なお、このような製造方法を開示した文献の一つとしてたとえば特許文献1がある。
しかしながら、従来の製造方法では次のような問題点があった。太陽電池モジュールの歩留まりを上げるには、太陽電池セルを加工中に破損させないことが要求される。ところが、上述したように、太陽電池セル106においては薄型化が進められていることで、特に、圧力を加えて太陽電池セル106を封止するラミネート工程において、太陽電池セル106にその圧力が直接作用して、太陽電池セル106が割れてしまうことがあった。そのため、太陽電池モジュールの歩留まり向上を阻害する要因の一つとなった。
However, the conventional manufacturing method has the following problems. In order to increase the yield of the solar cell module, it is required that the solar cell is not damaged during processing. However, as described above, since the
本発明は上記問題点を解決するためになされたものであり、一つの目的は、薄型化された太陽電池セルを破損等させることなく封止するための樹脂フィルムを提供することであり、他の目的は、そのような樹脂フィルムを用いた半導体モジュールの製造方法を提供することである。 The present invention has been made to solve the above problems, and one object is to provide a resin film for sealing a thinned solar battery cell without damaging it. An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a semiconductor module using such a resin film.
本発明に係る樹脂フィルムは、透光性の第1絶縁基板と第2絶縁基板との間に配設されて所定の複数の半導体素子を封止するための樹脂フィルムであって、第1フィルム部材および第2フィルム部材とスペーサとを備えている。第1フィルム部材および第2フィルム部材は、半導体素子をそれぞれ一方の側と他方の側とから挟み込む。スペーサは第1フィルム部材と第2フィルム部材との間に配設され、半導体素子と半導体素子との間に位置する。 A resin film according to the present invention is a resin film disposed between a light-transmitting first insulating substrate and a second insulating substrate for sealing a plurality of predetermined semiconductor elements, the first film A member, a second film member, and a spacer are provided. The first film member and the second film member sandwich the semiconductor element from one side and the other side, respectively. The spacer is disposed between the first film member and the second film member, and is positioned between the semiconductor element and the semiconductor element.
この構成によれば、半導体素子を樹脂に封止する際に、第1フィルム部材と第2フィルム部材との間にスペーサを介在させた状態で圧力が加えられる。これにより、第1フィルム部材または第2フィルム部材に作用する圧力が、まずは、スペーサによって受けられることになり、この圧力が直接に半導体素子に作用することが軽減される。その結果、そのようなスペーサがなく圧力が半導体素子に直接作用する場合と比べると、半導体素子が割れたり破損したりするのを抑制して半導体素子を封止することができる。 According to this configuration, when the semiconductor element is sealed with the resin, pressure is applied in a state where the spacer is interposed between the first film member and the second film member. As a result, the pressure acting on the first film member or the second film member is first received by the spacer, and it is reduced that this pressure acts directly on the semiconductor element. As a result, the semiconductor element can be sealed while suppressing cracking or breakage of the semiconductor element as compared with the case where there is no such spacer and pressure acts directly on the semiconductor element.
第1フィルム部材または第2フィルム部材に作用する圧力を半導体素子に直接作用させないためには、スペーサは、少なくとも半導体素子の厚みに相当する厚さを有していることが好ましい。 In order to prevent the pressure acting on the first film member or the second film member from directly acting on the semiconductor element, the spacer preferably has a thickness corresponding to at least the thickness of the semiconductor element.
そのスペーサとしては、第1フィルム部材および第2フィルム部材のいずれかと同じ材料からなることが好ましい。 The spacer is preferably made of the same material as either the first film member or the second film member.
また、製造工程を簡便にするために、そのスペーサは、第1フィルム部材および第2フィルム部材のいずれかに接着されていたり、あるいは、第1フィルム部材および第2フィルム部材のいずれかに一体化されていることが好ましい。 Further, in order to simplify the manufacturing process, the spacer is bonded to either the first film member or the second film member, or is integrated with either the first film member or the second film member. It is preferable that
そして、半導体素子としては太陽電池セルが封止されることが好ましく、この場合には、軽量化を図るために薄型化された太陽電池セルを割ったりあるいは損傷等を与えることなく半導体モジュールを製造することができる。 And it is preferable that a solar cell is sealed as a semiconductor element, and in this case, a semiconductor module is manufactured without breaking or damaging the thinned solar cell in order to reduce the weight. can do.
また、太陽電池セルの場合には、太陽電池セルを電気的に接続するインターコネクタがスペーサに接触するのを阻止するために、スペーサにおいてインターコネクタと交差する部分では、切れ込み部が設けられていることが好ましい。 Further, in the case of a solar battery cell, in order to prevent the interconnector that electrically connects the solar battery cells from coming into contact with the spacer, a notch is provided at a portion of the spacer that intersects the interconnector. It is preferable.
本発明に係る半導体モジュールの製造方法は、透光性の第1絶縁基板と第2絶縁基板との間に所定の複数の半導体素子を封止する半導体モジュールの製造方法であって以下の工程を備えている。第1絶縁基板上に第1フィルム部材を載置する。その第1フィルム部材上に複数の半導体素子をそれぞれ所定の位置に配設する。隣接する半導体素子と半導体素子との間に対応する位置にスペーサを配設する。半導体素子を覆うように第1フィルム部材上に第2フィルム部材を載置する。その第2フィルム部材上に第2絶縁基板を載置する。第1絶縁基板と第2絶縁基板との間に、第1フィルム部材、スペーサおよび第2フィルム部材を挟み込んだ状態で加圧加温することにより、第1フィルム部材と第2フィルム部材を溶解させて半導体素子を封止する。 A manufacturing method of a semiconductor module according to the present invention is a manufacturing method of a semiconductor module in which a predetermined plurality of semiconductor elements are sealed between a light-transmitting first insulating substrate and a second insulating substrate, and the following steps are performed. I have. A first film member is placed on the first insulating substrate. A plurality of semiconductor elements are respectively disposed at predetermined positions on the first film member. A spacer is disposed at a position corresponding to between adjacent semiconductor elements. A second film member is placed on the first film member so as to cover the semiconductor element. A second insulating substrate is placed on the second film member. The first film member and the second film member are dissolved by pressurizing and heating in a state where the first film member, the spacer and the second film member are sandwiched between the first insulating substrate and the second insulating substrate. And sealing the semiconductor element.
この製造方法によれば、半導体素子を第1フィルム部材と第2フィルム部材との間に封止する際に、第1フィルム部材と第2フィルム部材との間にスペーサを介在させた状態で圧力が加えられることで、第1フィルム部材または第2フィルム部材に作用する圧力が、まずは、スペーサによって受けられることになり、この圧力が直接に半導体素子に作用することが軽減される。その結果、半導体素子が割れたり破損したりするのを抑制することができる。 According to this manufacturing method, when the semiconductor element is sealed between the first film member and the second film member, the pressure is applied with the spacer interposed between the first film member and the second film member. Is applied, the pressure acting on the first film member or the second film member is first received by the spacer, and the pressure acting on the semiconductor element is reduced. As a result, the semiconductor element can be prevented from being broken or damaged.
そのスペーサを配設する工程は、工程を簡便にするために、第1フィルム部材および第2フィルム部材のいずれかにあらかじめスペーサを接着することによって行なわれるか、あるいは、第1フィルム部材および第2フィルム部材として、第1フィル部材および第2フィルム部材のいずれかにあらかじめスペーサが一体的に形成されたものを適用することによって行なわれることが好ましい。 The step of disposing the spacer is performed by adhering the spacer in advance to either the first film member or the second film member in order to simplify the process, or the first film member and the second film member. Preferably, the film member is formed by applying a member in which a spacer is integrally formed in advance to either the first fill member or the second film member.
また、半導体素子として太陽電池セルが封止される場合には、軽量化を図るために薄型化された太陽電池セルを割ったりあるいは損傷等を与えることなく半導体モジュールを製造することができる。 In the case where a solar cell is sealed as a semiconductor element, a semiconductor module can be manufactured without breaking or damaging the thinned solar cell in order to reduce the weight.
本発明の実施の形態に係る太陽電池モジュールの製造方法について説明する。まず、図1に示すように、透光性のフロントカバー2上にEVA樹脂からなる受光面側シート4が載置される。受光面側シート4における太陽電池セルが載置される側の面には、たとえば、この場合、後述するように、太陽電池セルのサイズに基づいて所定の寸法の格子状あるいは「田」の字状にスペーサ12が配設されている。スペーサ12において、太陽電池セルを電気的に接続するインターコネクタと交差する部分では、インターコネクタとの干渉を防止するために切れ込み部としての凹部12aが形成されている。
The manufacturing method of the solar cell module which concerns on embodiment of this invention is demonstrated. First, as shown in FIG. 1, a light receiving surface side sheet 4 made of EVA resin is placed on a
次に、図2に示すように、スペーサ12によって仕切られた受光面側シート2の上に、インターコネクタ7で互いに電気的に接続された太陽電池セル6が載置される。一つの太陽電池セル6の一辺の寸法は、たとえば125mmとされ、厚みは約200μmとされる。また、隣接する太陽電池セル6の間隔はたとえば約10mmとされる。この太陽電池セル6の寸法関係に基づいて、スペーサ12の幅はたとえば約7mmとされる。また、スペーサ12の厚さは太陽電池セル6の厚みよりも厚く、たとえば約0.4mmとされる。
Next, as shown in FIG. 2, the
次に、図3に示すように、載置された太陽電池セル6を覆うようにEVA樹脂からなる裏面側シート8が受光面側シート4上に載置されて、図4に示すように、受光面側シート2と裏面側シート8との間にスペーサ12を介在させて形成される隙間(空間)に、太陽電池セル6が挟み込まれた状態になる。次に、図5に示すように、裏面側シート8上に絶縁性のバックカバー10が載置される。次に、EVA樹脂を溶解させて太陽電池セル6を封止するために、図6に示すように、太陽電池セル6を挟み込んだ受光面側シート4および裏面側シート8が、所定のラミネート装置14内に投入されてステージ14a上に載置される。
Next, as shown in FIG. 3, a
次に、ラミネート装置14の上部に設けられたプレス部14bが下降し、たとえば温度約120℃のもとで太陽電池セル6を挟み込んだ受光面側シート4および裏面側シート8に圧力が加えられる。加温されて圧力が加えられることで、受光面側シート4および裏面側シート8が溶解し、図7に示すように、太陽電池セル6がEVA樹脂9によって封止される。このようにして太陽電池モジュール1が製造される。
Next, the
上述した太陽電池モジュールの製造方法では、太陽電池セル6をEVA樹脂に封止する際に、受光面側シート2と裏面側シート8との間にスペーサ12を介在させた状態で圧力が加えられる。これにより、裏面側シート8に作用する圧力が、まずは、スペーサ12によって直接受けられることになり、この圧力が直接に太陽電池セル6に作用することが軽減される。その結果、そのようなスペーサがなく圧力が太陽電池セルに直接作用する場合と比べると、太陽電池セル6が割れたり破損したりすることが抑制されて、太陽電池モジュールの歩留まり低下を防止することができる。
In the solar cell module manufacturing method described above, when the
なお、上述した実施の形態では、受光面側シート2と裏面側シート8との間に介在させるスペーサとして、受光面側シート2にスペーサ12が配設されている場合を例に挙げて説明した。このスペーサ12としては、スペーサ12が受光面側シート2の表面にあらかじめ接着された態様のものでもよいし、受光面側シート2にスペーサ12が一体的に形成された態様のものでもよい。あるいは、スペーサ12を、受光面側シート2にはではなく裏面側シート8に設けるようにしてもよい。このようにすることで、作業の効率化を図ることができる。
In the above-described embodiment, the case where the
また、スペーサ12のパターン形状としては、図1に示される格子状のパターン形状の他に、たとえば、図8に示すように、格子状のパターン形状においてスペーサが交差する部分を除いたパターン形状であってもよく、圧力を加える際にその圧力が太陽電池セル6へ直接作用しないようなパターンであればよい。
Further, as the pattern shape of the
さらに、インターコネクタ7とスペーサ12が交差する部分では、スペーサ12に凹部12aを設けた態様とする他に、たとえば、図9に示すように、切れ込み部として当該部分にはスペーサを設けないパターン形状としてもよい。この場合には、図10に示すように、太陽電池セル6が受光面側シート4と裏面側シート8との間に挟み込まれた状態でも、インターコネクタ7がスペーサ12に確実に接触することがなくなって、太陽電池セル6の割れ等の抑制に寄与することができる。
Furthermore, in the part where the
また、上述した製造方法では、樹脂として、EVA樹脂からなる受光面側シート4、スペーサ12および裏面側シート8を例に挙げて説明したが、EVA樹脂に限られるものではなく、太陽電池セルを封止しうる樹脂を適用することができる。さらに、半導体素子として太陽電池セルを例に挙げたが、太陽電池セルの他に、たとえば、比較的薄い基板に形成された、ダイオード、非接触書き込み読み出しが可能なメモリなどの半導体メモリ、あるいは、キャパシタ等の半導体素子を樹脂によって封止する場合にも、このシートおよびスペーサを含む一連の樹脂フィルムを適用することができる。
Further, in the above-described manufacturing method, the light receiving surface side sheet 4, the
なお、今回開示された実施の形態は例示に過ぎず、これに制限されるものではない。本発明は上記で説明した範囲ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time is merely an example, and the present invention is not limited to this. The present invention is defined by the terms of the claims, rather than the scope described above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
1 太陽電池モジュール、2 フロントカバー、4 受光面側シート、6 太陽電池セル、7 インターコネクタ、8 裏面側シート、9 EVA樹脂、10 バックカバー、12 スペーサ、12a 凹部、14 ラミネート装置、14a ステージ部、14b プレス部。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Solar cell module, 2 Front cover, 4 Light-receiving surface side sheet, 6 Solar cell, 7 Interconnector, 8 Back surface sheet, 9 EVA resin, 10 Back cover, 12 Spacer, 12a Recessed part, 14 Laminating apparatus,
Claims (11)
半導体素子をそれぞれ一方の側と他方の側とから挟み込むための第1フィルム部材および第2フィルム部材と、
前記第1フィルム部材と前記第2フィルム部材との間に配設され、前記半導体素子と前記半導体素子との間に位置するスペーサと
を備えた、樹脂フィルム。 A resin film disposed between a light-transmitting first insulating substrate and a second insulating substrate for sealing a plurality of predetermined semiconductor elements,
A first film member and a second film member for sandwiching the semiconductor element from one side and the other side,
A resin film comprising a spacer disposed between the first film member and the second film member and positioned between the semiconductor element and the semiconductor element.
透光性の第1絶縁基板上に第1フィルム部材を載置する工程と、
前記第1フィルム部材上に複数の半導体素子をそれぞれ所定の位置に配設する工程と、
隣接する前記半導体素子と前記半導体素子との間に対応する位置にスペーサを配設する工程と、
前記半導体素子を覆うように前記第1フィルム部材上に第2フィルム部材を載置する工程と、
前記第2フィルム部材上に第2絶縁基板を載置する工程と、
前記第1絶縁基板と前記第2絶縁基板との間に、前記第1フィルム部材、前記スペーサおよび前記第2フィルム部材を挟み込んだ状態で加圧加温することにより、前記第1フィルム部材および前記第2フィルム部材を溶解させて前記半導体素子を封止する工程と
を備えた、半導体モジュールの製造方法。 A method for manufacturing a semiconductor module in which a plurality of semiconductor elements are sealed between a translucent first insulating substrate and a second insulating substrate,
Placing the first film member on the translucent first insulating substrate;
Disposing a plurality of semiconductor elements at predetermined positions on the first film member;
Disposing a spacer at a corresponding position between the adjacent semiconductor element and the semiconductor element;
Placing a second film member on the first film member so as to cover the semiconductor element;
Placing a second insulating substrate on the second film member;
By pressurizing and heating the first film member, the spacer, and the second film member between the first insulating substrate and the second insulating substrate, the first film member and the second insulating substrate And a step of dissolving the second film member to seal the semiconductor element.
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