JP2009049150A - ダイオードを端子板に取り付ける方法 - Google Patents

Abstract

【課題】
太陽電池パネル用端子箱内のような温度変化の激しい環境下で使用しても接合部分に問題が生じることがない、ダイオードの端子板への取り付け方法を提供する。
【解決手段】
リード足を有するダイオードを略平面状の端子板に取り付ける方法であって、略平面状の端子板を一方の面側からパンチ成形により他方の面側に押し出して端子板の一部に隆起構造を作り、端子板の他方の面の属する平面と隆起構造の間にダイオードのリード足を挿入できるような空間を形成し、その空間にリード足を挿入した状態でリード足を端子板に接合する。隆起構造は、架橋構造からなるか、又は押し出された面を一方の面側から他方の面側へ扉が開くように略１８０°折り返すことによって形成されることが好ましい。
【選択図】 図１（ｂ）

Description

本発明は、温度変化による端子板の変形に対して耐えうる強固な接合部分を有するようにした、ダイオードの端子板への取り付け方法、及びその方法によって接合された端子板回路に関する。特に、本発明は、温度変化が著しい環境で使用される太陽電池パネル用端子箱において、放熱効果向上のために拡大された端子板を有する端子板回路に使用するために好適なものである。

ダイオードは一般に、回路内でその機能を発揮させるために、ダイオードのリード足を端子板に接合することによって電気的に接続される。

ダイオードの端子板への電気的接続は、通常の使用では、強固に接続されているが、太陽電池パネル用端子箱内に設置される端子板では、温度変化が著しい環境で使用されるため、端子板の平面方向の膨張・収縮が頻繁に起こり、従ってダイオードのリード足の端子板への接合部分がそれに耐えきれずに亀裂を起こして接合部分が容易に剥離してしまうという問題があった。

特に、特許文献１の太陽電池パネル用端子箱のように、ダイオードの放熱効果向上のために拡大された端子板を有するものは、端子板の平面方向の膨張・収縮がダイオードのリード足と端子板の接合部分に大きく伝達されるため、上記の問題が顕著に表れていた。従って、かかる環境においても信頼性が高い強固な接合部分を形成できる方法が求められていた。
特開２００５−２５１９６２号公報

本発明は、かかる従来技術の現状に鑑み創案されたものであり、その目的は、戸外に設置される太陽電池パネル用端子箱内のような温度変化の激しい環境下で使用しても接合部分に問題が生じることがない、ダイオードの端子板への取り付け方法、及びその方法によって接合された端子板回路、並びにそれを含む太陽電池パネル用端子箱を提供することにある。

本発明者は、かかる目的を達成するために鋭意検討した結果、端子板にパンチ成形してダイオード側に隆起構造を作り、この隆起構造によってダイオードのリード足を包囲するようにしてリード足を端子板に接合することによってダイオードのリード足と端子板の間に極めて強固な接合部分を形成できることを見出し、本発明の完成に至った。

即ち、本発明は、リード足を有するダイオードを略平面状の端子板に取り付ける方法であって、略平面状の端子板を一方の面側からパンチ成形により他方の面側に押し出して端子板の一部に隆起構造を作り、端子板の他方の面の属する平面と隆起構造の間にダイオードのリード足を挿入できるような空間を形成し、その空間にリード足を挿入した状態でリード足を端子板に接合することを特徴とする方法である。

本発明の方法の好ましい態様では、隆起構造が架橋構造からなるか、または押し出された面を一方の面側から他方の面側へ扉が開くように略１８０°折り返すことによって形成される。また、本発明の方法の好ましい態様では、端子板がダイオードから発熱した熱を十分に放散できるように拡大され、ダイオードが、ツインチップ搭載型ダイオードである。

また、本発明は、リード足を有するダイオード、及び略平面状の端子板を含む端子板回路であって、ダイオードが上記の方法によって接合されていることを特徴とする端子板回路である。

さらに、本発明は、上記端子板回路を含むことを特徴とする太陽電池パネル用端子箱である。

本発明の方法は、端子板の一部をパンチ成形によりダイオード側に隆起させ、その隆起構造がダイオードのリード足を包囲するようにしてダイオードのリード足を端子板に接合するようにしたので、ダイオードのリード足と端子板の間に強固な接合部分を形成することができる。かくして形成された接合部分は、接合面積が大きいので、温度変化によって端子板が膨張・収縮を繰り返すような過酷な環境に対しても問題を起こしにくく、信頼性が極めて高い。本発明の方法は、太陽電池パネル用端子箱内で拡大された端子板を有する環境で特に好適である。

本発明の方法は、ダイオードを端子板に取り付ける際に、端子板の一部をパンチ成形により一方の面側から他方の面側に押し出して他方の面側に隆起構造を作り、その隆起構造と他方の面の属する平面の間にダイオードのリード足を挿入できるような空間を形成し、その空間にリード足を挿入した状態でリード足を端子板に接合することを特徴とする。

本発明で使用するダイオードは、リード足を有するダイオードであればいずれのダイオードも使用することができ、例えば面実装型ダイオード、ベアーチップダイオード、パッケージ型ダイオード、ツインチップ搭載型ダイオードなどを使用することができる。本発明では、ツインチップ搭載型ダイオードが、リード足の接合部分の欠陥に二本のリード足で対処できる点で好ましい。

本発明で使用する端子板は、従来公知の導電性金属から形成された略平面状の端子板であればいずれの端子板も使用することができるが、通常使用されるサイズの端子板では温度変化の激しい環境でも膨張・収縮の割合が小さく端子板とリード足の接合部分の問題が起こりにくいので、本発明ではダイオードから発生した熱を十分に放散できるように放熱板としての役割も果たす拡大された端子板を対象とすることが好ましい。

本発明の方法における隆起構造は、端子板の一部をパンチ成形により一方の面側から他方の面側に押し出し、必要により押し出した部分を折り曲げ又は切断することによって作成することができるが、その隆起構造と端子板の押し出された側の他方の面の属する平面（他方の面が存在しない部分の平面も含む）の間にダイオードのリード足を挿入できるような空間が存在することが必要である。その空間はダイオードのリード足を挿入できれば十分であり、リード足の大きさに比べて過大にすべきではなく、むしろ隆起構造とリード足が接触又は接近するような大きさにすることが好ましい。

本発明の方法では、このように隆起構造を形成した後、隆起構造と端子板の他方の面の属する平面の間の空間にダイオードのリード足を挿入し、その状態でリード足を端子板に接合することによってダイオードを端子板に取り付ける。リード足の端子板への接合は、従来公知の方法で行うことができ、例えば半田付け、溶接、機械的結合（挟み込み等）、半田付けと機械的結合の組み合わせで行うことができる。

次に、本発明の方法を用いてダイオードを端子板に取り付けた例を図面に示す。図１（ａ）〜（ｃ）は、端子板の一部をパンチ成形により下方の面側から上方の面側へ押し出して架橋構造からなる隆起構造を作り、この隆起構造の下にツインチップ搭載型ダイオードのリード足を挿入できるような空間を形成し、その空間にリード足を挿入した状態を示す。図１（ａ）は、複数のダイオードが存在する端子板回路の概略的な斜視図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）の一部の拡大斜視図であり、図１（ｃ）は、端子板の一部を切断して見やすくした図１（ａ）の一部の拡大側面図である。この例では、ダイオードのリード足と端子板の接触は、半田などの接合方法によって端子板の上方の面と押し出された後の端子板の側面だけでなく、隆起構造の下方にも及ぶため、ダイオードのリード足と端子板の間に極めて強固な接合部分が大きな面積にわたって形成されることができる。

図２（ａ）〜（ｃ）は、端子板の一部をパンチ成形により下方の面側から上方の面側へ押し出し、ダイオード側へ扉が開くように略１８０°折り返し、折り返された部分の中央を一部切断することによって隆起構造を作り、この隆起構造と端子板の上方の面の間にツインチップ搭載型ダイオードのリード足を挿入できるような空間を形成し、その空間にリード足を挿入した状態を示す。図２（ａ）は、複数のダイオードが存在する端子板回路の概略的な斜視図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）の一部の拡大斜視図であり、図２（ｃ）は、端子板の一部を切断して見やすくした図２（ａ）の一部の拡大側面図である。この例では、ダイオードのリード足と端子板の接触は、半田などの接合方法によって端子板の上方の面だけでなく、隆起構造の下方にも及ぶため、ダイオードのリード足と端子板の間に極めて強固な接合部分が大きな面積にわたって形成されることができる。

このように本発明の方法によって形成された端子板回路は、温度変化が激しい環境で使用される太陽電池パネル用端子箱内に組み込まれて使用されることが好ましく、特にダイオードから発生した熱を十分に放散できるように拡大された回路において極めて有用である。

本発明の方法によって形成された端子板回路が温度変化の激しい環境下でもダイオードのリード足と端子板の強固な接合部分を維持できることを以下に示すが、本発明はこれらの例に限定されるものではない。

図１（ａ）及び図２（ａ）に記載のようにダイオードのリード足と端子板が半田によって接合された端子板回路と、従来のように端子板の面にパンチ成形をせずにダイオードのリード足と端子板が半田によって接合された端子板回路を用意し、これらの端子板回路を太陽電池パネル用端子箱に入れてシリコーン樹脂で封止した。なお、これらの端子箱を試験のためにそれぞれ１０個ずつ作成した。

次に、それらの端子箱を温度−６０℃、湿度４０％で３０分、＋１００℃、湿度４０％で３０分を１サイクルとする冷熱衝撃試験に供した。これらの試験は、５００，７５０、又は１０００サイクルで行ない、それぞれのサイクルの終了後にダイオードの定格電流を流し、そのときの電圧を測定した。この電圧が定格電圧より高い場合、半田にクラックや剥がれなどの問題が生じた可能性があるので解体してダイオードのリード足と端子の半田接続部分を顕微鏡で観察し、実際に半田に問題があるものをＮＧとして評価した。表１にその結果を示す。

上記の表１から明らかなように、図１及び図２に記載の方法によって作成された端子板回路は、１０００サイクルの冷熱衝撃試験に供しても半田接続部分に全く問題を生じることはなく、従来の方法によって作成された端子板回路に比べて極めて信頼性が高いことがわかる。

本発明の方法によれば、温度変化の激しい環境下でも信頼性の高いダイオードのリード足と端子板の接合部分を形成することができるので、太陽電池パネル用端子箱内の端子板回路のような過酷な使用環境において極めて有用である。

本発明の方法によって作成された端子板回路の一例を示し、その全体の概略的斜視図である。 本発明の方法によって作成された端子板回路の一例を示し、その一部の拡大斜視図である。 本発明の方法によって作成された端子板回路の一例を示し、その一部の拡大側面図である。 本発明の方法によって作成された端子板回路の別の例を示し、その全体の概略的斜視図である。 本発明の方法によって作成された端子板回路の別の例を示し、その一部の拡大斜視図である。 本発明の方法によって作成された端子板回路の別の例を示し、その一部の拡大側面図である。

Claims (7)

1. リード足を有するダイオードを略平面状の端子板に取り付ける方法であって、略平面状の端子板を一方の面側からパンチ成形により他方の面側に押し出して端子板の一部に隆起構造を作り、端子板の他方の面の属する平面と隆起構造の間にダイオードのリード足を挿入できるような空間を形成し、その空間にリード足を挿入した状態でリード足を端子板に接合することを特徴とする方法。
2. 隆起構造が、架橋構造からなることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 隆起構造が、押し出された面を一方の面側から他方の面側へ扉が開くように略１８０°折り返すことによって形成されることを特徴とする請求項２に記載の方法。
4. 端子板がダイオードから発熱した熱を十分に放散できるように拡大されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の方法。
5. ダイオードが、ツインチップ搭載型ダイオードである請求項１〜４のいずれかに記載の方法。
6. リード足を有するダイオード、及び略平面状の端子板を含む端子板回路であって、ダイオードが請求項１〜５のいずれかに記載の方法によって接合されていることを特徴とする端子板回路。
7. 請求項６に記載の端子板回路を含むことを特徴とする太陽電池パネル用端子箱。