JP2009257941A - 磁場測定による溶接箇所の検査装置及び方法 - Google Patents

Abstract

【課題】部品の溶接部の検査を簡単に行うことができる溶接部検査装置と方法を提供する。
【解決手段】溶接部の溶接不良を検査する装置(1)は、溶接部を含む部品を載置する試料台(25)と、部品に電圧を印加する電源(30)と、磁場を測定するためのプローブ(35)と、プローブ(35)を移動するための駆動装置(40)と、プローブに接続された磁気測定器(70)と、磁気測定器による磁場測定を制御し、磁気測定器により測定した磁場のデータを処理する制御演算装置(50)と、を備える。駆動装置によりプローブを移動して、部品上の各位置の磁場を測定する。制御演算装置は、部品上の磁場測定データを処理し、出力装置(62)に出力する。
【選択図】図１

Description

本発明は、磁場測定による溶接箇所の検査装置、特に太陽電池裏面の溶接箇所等の欠陥を検査する装置、及びその方法に関する。

電気回路等の溶接部の品質を評価する方法として、電流印加により発生する熱を検知するホットエレクトロンがある。しかし、この方法は溶接部の熱容量及び熱伝導の影響を受けやすく、部位によっては評価するのが難しい。また、見えない部分の溶接を評価をすることは難しい。

太陽電池の溶接箇所の評価は、主に製造段階において目視で行う。溶接部は太陽電池の表面と裏面とにある。太陽電池パネルに組立てた後は、表面の溶接箇所は見えるが、裏面の溶接箇所は見えないので、溶接箇所の外観により溶接不良を判定することがきない。そのため、組立て後は、溶接部の検査として、一般に通電状態を検査する。
一般に、太陽電池パネルにおける太陽電池の電極と配線との溶接箇所は、複数箇所（通常は、３箇所以上）設けられ、１箇所が溶接不良になっても、他の溶接箇所から電流が流れ太陽電池の機能に支障がないようになっている。即ち、冗長になっている。
しかし、溶接箇所が冗長になっているため、１箇所の溶接箇所が溶接不良になっても、他の溶接部から電流が流れるので、通電検査をしても、個々の溶接箇所の溶接不良は検出しにくい。

しかし、宇宙空間で使用する太陽電池パネルは、高い信頼性が求められる。太陽電池パネルの信頼性を向上させるため、製造後に太陽電池の表面だけでなく裏面の溶接部の溶接不良について、個々の溶接箇所を非破壊で検査することが望まれている。
また、太陽電池に限らず、電気回路の個々の溶接箇所を非破壊で検査することが望まれている。

特許文献１は、太陽電池表面に斜光照明、落射照明を当て、工業用ＴＶカメラにより撮像し、画像データをメモリに記憶し、斜光照明を当てたときと、落射照明を当てたときの画像を比較し、欠陥の判定をする検査装置を開示する。

特許文献２は、光源から光起電力素子に光を照射し、測定端子棒により起電力を測定する光起電力素子の特性検査装置を開示する。

これらは、太陽電池表面の欠陥を検査するものであり、太陽電池の溶接箇所の検査をするものではない。

特開平３−２１８０４５号 特開平９−１８６２１２号

本発明は、溶接部を非破壊で検査する検査装置及び検査方法を提供することを目的とする。
特に、本発明は、太陽電池パネルの信頼性を向上させるため、製造後に太陽電池の表面と裏面の溶接不良を非破壊で検査する検査装置及び検査方法を提供することを目的とする。
また、個々の溶接部の溶接不良を検出できる検査装置及び検査方法を提供することを目的とする。

本発明者は、溶接部の評価方法として、溶接部に電流を流したとき発生する磁場を測定する方法を開発した。
電気回路に電流を流すと、磁場が発生する。溶接部には電流が集中して流れるので、他の部分と比較して磁場が大きく異なる。
溶接不良があると、溶接不良の溶接部の電流は正常な溶接部と異なり、従って磁場も正常な溶接部とは異なる。
溶接部の磁場を測定することにより、裏面等の見えない部分も含めた溶接部の品質評価を行うことができる。

本発明の１態様は、溶接部の溶接不良を検査する装置であって、
溶接部を含む部品を載置する試料台と、
前記部品に電流を印加するための電源と、
前記部品から発生した磁場を検出するためのプローブと、
前記プローブを移動するための駆動装置と、
前記プローブに接続され、前記プローブで検出した磁気を測定する磁気測定器と、
前記プローブの移動を制御し、前記磁気測定器により測定した磁場のデータを処理する制御演算装置と、
前記制御演算装置により処理したデータを表示する出力装置と、を備える溶接部検査装置である。
これにより、溶接部の欠陥を簡単に判定することができる。

前記部品は太陽電池であってもよい。
これにより、太陽電池の溶接部が表面から見える場合だけでなく、見えない場合も、太陽電池の溶接部を簡単に判定することができる。
また、溶接部が複数あり、１箇所の溶接部が溶接不良でも、他の溶接部から電流が流れるように、溶接部が冗長になっていても、太陽電池の個々の溶接部の欠陥を簡単に判定することができる。

前記駆動装置が、前記プローブを縦横方向に一定の距離ごとに移動して、前記部品の各部分の磁場データを測定し、
前記出力装置が、前記部品の各部分の磁場データから、磁場の分布を表示できることが好ましい。
これにより、複数の部品の磁場データを自動的に測定することができ、磁場の分布により、溶接不良の判定を容易に行うことができる。

前記制御演算装置は、前記電源にかける電流をオンオフする電源オンオフ部を備え、前記電源がオンのときと、オフのときの差から、電流を印加することによる磁場データを求めることが好ましい。
これにより、外部磁場の影響を除き、部品に電流を流すことによる磁場のみを測定することができる。
また、磁場測定時のみ通電することにより、通電による部品の加熱を防ぐことができる。

前記制御演算装置が、溶接部の磁場を所定の値と比較することにより、前記部品の溶接不良を判定することができることが好ましい。
これにより、溶接不良の判定を自動的に行うことができる。

本発明の他の態様は、太陽電池の溶接部を検査する方法であって、
前記太陽電池から発生した磁場を測定するためのプローブと磁気測定器を用意し、
太陽電池に電流を印加し、
駆動装置により前記プローブを縦横方向に一定の距離ごとに移動し、前記プローブにより前記太陽電池から発生した磁場を検出し、
前記プローブにより検出した磁場を前記磁気測定器により測定し、
制御演算装置が、前記駆動装置による前記プローブの移動を制御し、前記磁気測定器により測定した磁場データを処理し、
出力装置が、前記制御演算装置により処理した磁場データを表示する段階と、
を備える太陽電池の溶接部検査方法である。

前記駆動装置が、前記プローブを縦横方向に一定の距離ごとに移動して、前記部品の各部分の磁場を測定し、
前記出力装置が、前記部品の各部分の磁場の磁場データから、磁場の分布を表示することが好ましい。

太陽電池上の磁場の分布を調べ、少なくとも１つの磁場データが基準値を超える場合、溶接不良があると判定することができる。
これにより、溶接不良を簡単に判定することができる。

前記駆動装置が、前記プローブを各溶接部に移動して、各溶接部の磁場を測定し、前記制御演算装置が、複数の溶接部の磁場データを基準値と比較し、少なくとも１箇所の前記溶接部の磁場データが前記基準値を超える場合、溶接不良があると判定することができる。
溶接部のみを測定し、溶接不良を判定することができるので、測定点が少なくてよい。

前記複数の溶接部の磁場データうち、前記基準値を超える溶接部は良好であり、前記基準値を超えない溶接部は溶接不良であると判定することができる。
溶接部が複数あり、１箇所の溶接部が溶接不良でも、他の溶接部から電流が流れるように、冗長になっている場合、溶接不良の箇所があると、電流は良好な溶接部に集中する。そのため、基準値を超えない溶接部は電流の集中が少なく、溶接不良と判定することができる。

前記制御演算装置が、１枚の太陽電池の複数の溶接部の磁場データを比較し、最大と最少の磁場データの差が基準値以上である場合、溶接不良があると判定することができる。
複数の溶接部の通電状態が異なる場合、溶接不良を容易に検出することができる。

本発明によれば、電気部品の溶接不良を簡単に検査することができる。
太陽電池の表面と、裏面の見えない部分の溶接不良を簡単に検査することができる。
溶接部が複数あり、１箇所の溶接部が溶接不良でも、他の溶接部から電流が流れるように、冗長になっている場合でも、各々の溶接箇所の溶接不良を検出することができ、溶接箇所の信頼性を向上することができる。

（第１の実施形態）
以下、本発明の実施の形態を説明する。図１は、本発明の第１の実施形態による太陽電池溶接部検査装置1の概略斜視図である。太陽電池溶接部検査装置1は、太陽電池パネル10を載置する試料台25と、太陽電池パネル10に電流を印加するための電源30と、太陽電池パネル10に発生した磁場を検出するための（磁場測定）プローブ35と、プローブで検出した磁場を測定する磁気測定器（ガウスメータ）70と、プローブ35を移動するための駆動装置40とを備える。また、制御演算装置50と、入力装置61と、出力装置62とを備える。

試料台25には、太陽電池パネル10が適合する凹部が形成されている。図１では、太陽電池パネル10は、3×5の15枚の太陽電池11からなるように示すが、太陽電池パネル10は、他の数の太陽電池11から構成されてもよい。なお、本明細書では、太陽電池11とは１枚の太陽電池を言い、太陽電池パネル10とは太陽電池11を電気的に接続し、貼り合わせたものを言う。

図２は磁場を検出するためのプローブ35の斜視図である。
プローブ35は断面が長方形の細長い延長部36（長さL、厚さT）を有し、延長部36の先端部にホール素子37（長さA、幅W）を有する。ホール素子37により磁場を検出することができる。
プローブ35は、ケーブル38により磁気測定器70に接続され、プローブ35で検出した磁場を磁気測定器70で測定することができる。

図１に戻ると、プローブ35は、駆動装置40に結合されている。駆動装置40は、第１部材40aと、第２部材40bと、第３部材40cと、第４部材40dとを備える。制御演算装置50からの指示により、第２部材40bは第１部材40a上を図１のy方向に移動することができ、第３部材40cは第２部材40b上をx方向に移動することができ、第４部材40dは第３部材40cに沿ってz方向に移動することができるようになっている。その結果、駆動装置40は、プローブ35を太陽電池パネル10の面と平行なx-y平面内で移動させることができ、またプローブ35をｚ軸方向に移動させて、プローブ35と太陽電池パネル10との距離を調節することができる。

駆動装置40は、太陽電池11上にプローブ35を一定の高さ（例えば5mm）で、一定の間隔（例えば5mm）で移動しながら磁場を測定し、XY平面内の磁場の分布（マッピング）を測定することができる。
太陽電池パネル10を構成する各太陽電池11について、このようなマッピングを作成することができる。又は、各太陽電池11について別々ではなく、太陽電池パネル10全体についてマッピングを作成することができる。
制御演算装置50と、入力装置61と、出力装置62については、図５のブロック図を参照して後述する。

（太陽電池）
次に本発明の太陽電池検査装置1により欠陥を検査する太陽電池パネル10を構成する太陽電池11の電極の接続について説明する。太陽電池11は、GaAs系、Si系等あらゆる種類の太陽電池でよい。
図３(A)は、太陽電池11の上面図であり、(B)は下面図である。
図３(A)を参照すると、太陽電池11の表面には、上側電極21がストライプ状に形成されている。各上側電極21は、集電電極22に接続されている。集電電極22は、表面電極23a,b,cに接続し、表面電極23a,b,cに、それぞれ図３(A)の上側の電極線26a,b,cの一端部が溶接される。表面電極23a,b,cは冗長のため、複数個（本実施形態では３つ）設けられている。
図３(A)では、表面電極23a,b,cは太陽電池11の外形内に配置されているが、表面電極23a,b,cは図３(A)の上方に突出させて、電極線26a,b,cと溶接しやすくしても良い。

図３(B)を参照すると、太陽電池11の裏面には、一面にp側電極20が形成されている。また、一端部に裏面電極24a,b,cが複数個（本実施形態では３つ）設けられて、p側電極20は裏面電極24a,b,cに接続する。裏面電極24a,b,cに、それぞれ図３(B)の下側の電極線26a,b,cの他端部が溶接される。裏面電極24a,b,cは冗長のため、複数個（本実施形態では３つ）設けられている。
図３(B)では、裏面電極24a,b,cは太陽電池11の外形内に配置されているが、裏面電極24a,b,cは図３(B)の下方に突出させて、電極線26a,b,cと溶接しやすくしても良い。

本実施形態では、表面電極23a,b,cと裏面電極24a,b,cとは、それぞれ３つ設けられて、冗長となっているので、表面電極23a,b,c又は裏面電極24a,b,cと電極線26a,b,cとの１つの溶接箇所が溶接不良で、電流が流れなくても、他の２つの電極線26a,b,c経由で電流が流れる。

図３(A)(B)では、表面電極23a,b,cと、裏面電極24a,b,cとを、それぞれ電極線26a,b,cで接続している。電極線26a,b,cの代わりに、電極線26aから26cまでを１枚の金属箔とし、１枚の金属箔で表面電極23a,b,cと、裏面電極24a,b,cとを接続するようにしても良い。こうすると、更に冗長になる。

太陽電池パネル10は、通常複数枚の太陽電池11から構成される。一例では、図４に示すように、太陽電池11を５枚直列に接続し、この５枚の太陽電池11を３列並列に接続して、基板12上に配置されている。即ち、5×3＝15枚の太陽電池11で太陽電池パネル10を構成する。図５は図４の線５‐５に沿った断面図である。
図４に示すように、太陽電池パネル10の上端部の太陽電池11の表面電極23a,b,cは、１つの電極バー27aに溶接され、電極バー27aには接続線28の一端部が半田付けされ、接続線28により電源30に接続されている。太陽電池パネル10の下端部の太陽電池11の裏面電極24a,b,cは、１つの電極バー27bに溶接され、電極バー27bは接続線28により電源30に接続されている。
表面電極23a,b,cと電源30の接続、裏面電極24a,b,cと電源30の接続は、図４、５に示した構造に限定されるものではない。表面電極23a,b,c、裏面電極24a,b,cと、電源30を接続すればよい。

図４に示す例では、５枚直列の太陽電池11を３列並列に接続している。中央部の５枚の太陽電池11を上下逆にして、５枚直列の太陽電池11を３列直列に接続し、太陽電池11を１５枚直列に接続することもできる。

（ブロック図）
図６は、本発明の実施形態による太陽電池検査装置1の概略斜視図であり、制御演算装置50と、入力装置61と、出力装置62とをブロック図で示す。試料台25と、電源30と、プローブ35と、駆動装置40と、磁気測定器70とは、図１を参照して前述した。
制御演算装置50は、駆動装置40を制御する駆動制御部51と、電源30のオンオフを制御する電源オンオフ部53とを含む。

駆動制御部51は、駆動装置40の移動を制御する。駆動装置40は、駆動制御部51の指示により、プローブ35を太陽電池パネル10の面と平行なx-y平面内で移動させることができ、またｚ軸方向に移動させて、プローブ35と太陽電池パネル10との距離を調節することができる。
プローブ35を太陽電池パネル10の面上を一定の距離ごとに移動して、磁場を測定することができる。または、予め各溶接部の位置を記憶し、各溶接部の位置のみで磁場を測定することができる。
電源オンオフ部53は、電源30をオンオフする。電源オンオフ部53は、プローブ35による磁場測定と同期して、電源30をオフにして磁場測定し、電源30をオンにして磁場測定し、両者の差から電流を流したことによる磁場を測定することができる。
これにより、外部磁場の影響を除き、部品に電流を流すことによる微小な磁場を測定することができる。
また、磁場測定時のみ通電することにより、通電による太陽電池11の加熱を防ぐことができる。

制御演算装置50は、磁気測定器70が測定した磁場データを処理するデータ処理部56と、データ比較部57と、欠陥判定部58と、記憶部59を備える。
データ処理部56は、測定した磁場データに必要な処理を行い、ｘ、ｙ方向に一定間隔ごとに測定した磁場データを使用して、磁場データの分布を表示可能に処理することができる。測定した磁場データは記憶部59に記憶する。記憶された磁場データを、出力装置62のディスプレーに表示することができる。表示は、例えば２次元、又は３次元のマッピング画像とすることができる。
または、溶接部に当たる箇所のみの磁場データを測定することもできる。

データ比較部57は、２つの太陽電池の磁場データの差をとることにより、太陽電池11の磁場データの差のデータを作成することができる。
データ比較部57は、検査対象の太陽電池11の溶接部の磁場データと、基準となる良品の太陽電池の溶接部の磁場データとの差分をとることができる。
また、同じパネルに並んだ複数の太陽電池11の溶接部に当たる測定点の磁場データの差をとることができる。また、１つの太陽電池11の所定の信頼性試験の前と後の溶接部の磁場データの差をとることができる。
又は、１枚の太陽電池11の表面全体のマッピング結果から、特に異常な磁場データを示す点があるか調べることができる。

制御演算装置50により、欠陥判定部58が、太陽電池11の磁場データに基づいて、溶接不良の判定を行うこともできる。例えば、溶接部に当たる測定点の磁場データが、一定の基準値以上（又は以下）である場合、溶接不良があると判定することができる。欠陥判定部58は、良又は不良の判定結果を出力する。
記憶部59は、測定した磁場データ、磁場データを処理する式、溶接不良を判定する式等の演算式等を記憶する。

入力装置61は、キーボード等の公知の入力装置であり、パネルの大きさと面積、溶接部の位置等のデータを入力するのに使用される。
出力装置62は、ディスプレー等の公知の表示装置であり、太陽電池11の磁場データ、磁場データの分布（マッピング）、欠陥判定結果等を表示することができる。出力装置62は、プリンター等の印刷装置を備えてもよく、この場合は結果をプリントアウトすることができる。

（フローチャート）
図７は、本発明の実施形態による太陽電池検査装置1を使用した太陽電池パネルの検査方法を示すフローチャートである。太陽電池パネルの検査方法は、ステップS01で、太陽電池パネル10を試料台25に載置する。
ステップS02で、プローブ35の高さを太陽電池パネル10上一定の距離（例えば、5mm）に調節する。
ステップS03で、太陽電池11の上にプローブ35を移動し、太陽電池11上の磁場を測定する位置（例えば、X、Y方向に５mm間隔）を記憶部59に記憶する。複数の太陽電池11を測定する場合は、各太陽電池11について、磁場を測定する位置を記憶する。
太陽電池パネルの種類ごとに磁場を測定する位置を予め記憶部59に記憶しておけば、太陽電池パネルの種類を入力することにより、磁場を測定する位置を自動的に設定することができる。

ステップS04で、太陽電池11の磁場を測定するため、プローブ35をステップS03で求めた太陽電池11の上の位置へ移動する。ステップS05-1で、電源オンオフ装置52により、電源30をオフにして、太陽電池11上を一定の距離づつ移動しながら磁場を測定する。ステップS05-2で、電源オンオフ装置52により、電源30をオンにして、太陽電池に電圧を印加し、太陽電池11上を一定の距離づつ移動しながら磁場を測定する。電源30がオフのときとオンのときの差をとることにより、周囲の磁場の影響をなくすことができる。オフのときとオンのときの測定順は、オンのときを先にして、オフのときを後にしてもよい。
ステップS06で、測定した各測定点の磁場データを処理し、記憶部59に記憶する。

太陽電池11の溶接部の位置が分っている場合は、太陽電池11全体の上の磁場の分布を測定するのではなく、溶接部に対応する位置のみの磁場を測定するようにしてもよい。こうすると、測定点が少なくなり測定時間を短縮することができる。

ステップS07で、試料台25に載置した全ての太陽電池11の測定が終了したかどうか求める。全ての太陽電池11の測定が終了していない場合は、次の太陽電池の測定のためステップS04に戻り、次の太陽電池11の上にプローブ35を移動して、太陽電池11の磁場の測定を続ける。
なお、本実施形態では１枚の太陽電池11ごとに磁場の測定を行ったが、１枚ごとに測定するのではなく、太陽電池パネル10を構成する太陽電池11全ての上の磁場分布をまとめて測定するようにしても良い。

更に、太陽電池の信頼性試験を実施する場合は、所定の信頼性試験を実施した後、再度図７のフローチャートのステップS04〜S07に従って、太陽電池パネルの検査を実施し、信頼性試験前後の測定データを比較する。ここに信頼性試験には、振動試験、音響試験、熱衝撃試験、熱真空試験等がある。これらの信頼性試験の前後に、太陽電池11の磁場を測定して、信頼性試験の前後で磁場データに違いが有る場合は、その信頼性試験により、太陽電池11の溶接部に欠陥が生じたことがわかる。

太陽電池パネルの検査を終了し、次に、測定したデータの処理を行う。ステップS08で、磁場データの比較を行うことができる。
制御演算装置50により欠陥の判定まで行う場合は、磁場データを欠陥判定部58に出力する。ステップS09で、磁場データに基づいて溶接不良の判定を行う。判定結果を出力装置62に表示することができる。

ステップS08とS09で、例えば、次のような比較、判定を行うことができる。
(1) １枚の太陽電池内で、磁場の分布を調べ、特に異常な磁気データを示す点があるか調べ、基準値以上（又は以下）の磁気データがある場合、溶接不良があると判定する。
(2) 溶接部の磁場データが一定の基準値以上（又は以下）の場合、溶接不良があると判定する。
(3) 太陽電池の複数の溶接部の磁場データを比較し、その差が所定値以上の場合、溶接不良があると判定する。

(4) 試験対象の太陽電池の溶接部の磁場データを基準の太陽電池の溶接部の磁場データと比較し、その差が所定値以上の場合、溶接不良があると判定する。
(5) 試験対象の太陽電池の溶接部の磁場データを同じパネル内の他の太陽電池の溶接部の磁場データと比較し、その差が所定値以上の場合、溶接不良があると判定する。
(6) 試験対象の太陽電池について、信頼性試験の前後の溶接部の磁場データを比較し、その差が所定値以上の場合、溶接不良があると判定する。

（実施例）
太陽電池の溶接箇所の磁場データを測定した。表面電極23a,b,cは全て溶接されているが、３つの裏面電極24a,b,cのうち、一部は溶接されているが、他は溶接されていない太陽電池を用意し、磁場データを比較した。太陽電池10aは、１つの表面電極のみ溶接されている。太陽電池10bは、２つの表面電極のみ溶接されている。太陽電池10cは、３つの表面電極全てが溶接されている。

図８Ａは、本発明の実施形態による太陽電池10aの上面図である。図８Ａにおいて、n-側電極21、集電電極22は示していない。太陽電池10aは、表面電極23a,b,cは全て溶接されている（○で示す）。裏面電極24a,b,cのうち、裏面電極24cのみが溶接されていて（○で示す）、裏面電極24a,bは溶接されていない（×で示す）。
太陽電池10aをX-Y平面にある試料台25に配置し、太陽電池10aに電圧を印加して1Aの電流を流した。プローブ35を太陽電池10aの表面上５mmになるようにして、太陽電池10a上の磁場をX、Y方向に５mm間隔で測定した。

図８Ｂは、太陽電池10a上の測定点ごとの磁場データを３次元で表した図である。磁場の単位は、マイクロテスラー（μT）である。X、Y平面内における測定点ごとに磁場の強さをZ軸方向の位置で示し、あわせてハッチングの間隔を変えて表している。
図８Ｃは、図８ＢのX、Y平面内の磁場の強さをハッチングの間隔を変えて表し、２次元で表した図である。符号23a、23b、23cで示す部分は、表面の溶接箇所であり、それぞれ同程度の磁場であり、電流が同程度に集中していることがわかる。
符号24cで示す部分は裏面の溶接箇所である。24cの部分は、他の部分と比較して磁場が約30μT低い。裏面の溶接箇所は24c一箇所だけなので、他の部分と比較して磁場が特に低く、電流が集中していることがわかる。

図９Ａは、本発明の実施形態による太陽電池10bを表す。太陽電池10bは、表面電極23a,b,cは全て溶接されている。裏面電極24a,b,cのうち、裏面電極24aと24cが溶接されていて、裏面電極24bは溶接されていない。
図９Ｂは、太陽電池10b上の測定点ごとの磁場データを３次元で表した図であり、図１０Ｃは、２次元で表した図である。符号23a、23b、23cで示す部分は、表面の溶接箇所であり、それぞれ同程度の磁場であり、電流が同程度に集中していることがわかる。
符号24aと24cで示す部分は裏面の溶接箇所であり、裏面の溶接箇所は他の部分と比較して磁場が低くなっていることがわかる。溶接されていない裏面電極24bの部分は、磁場は周囲と同程度である。

図１０Ａは、本発明の実施形態による太陽電池10cを表す。太陽電池10cは、表面電極23a,b,cは全て溶接されている。裏面電極24a,b,cも全て溶接されている。
図１０Ｂは、太陽電池10c上の測定点ごとの磁場データを３次元で表した図であり、図１０Ｃは、２次元で表した図である。符号23a、23b、23cで示す部分は、表面の溶接箇所であり、それぞれ同程度の磁場であり、電流が同程度に集中していることがわかる。
符号24a、24b、24cで示す部分は裏面の溶接箇所であり、裏面の３箇所の溶接箇所は他の部分と比較して、同程度に磁場が低くなっていることがわかる。

図８では、裏面の溶接箇所は24cの一箇所だけなので、溶接箇所に電流が特に集中している。
図９では、裏面の溶接箇所は24a、24cの２箇所あるので、図８と比較して溶接箇所の電流の集中は少ない。
図１０は、裏面の溶接箇所は24a、24b、24cの３箇所あるので、３箇所にほぼ同じ電流が流れ、図９と比較して溶接箇所の電流の集中は少ない。

このように、磁場を測定することにより、電流が集中する部分を検出することができる。溶接されている箇所は、電流が集中し磁場が周囲と大きく異なる。溶接されていない箇所は、電流が集中しないので磁場が低くならない。
溶接不良の箇所があると、電流は溶接不良でない溶接箇所に集中し、溶接箇所の電流が特に周囲と大きく異なる。

本発明によれば、電気回路基板の溶接部の評価を簡単に行うことができる。
特に、溶接部を目視可能かどうかにかかわらず、太陽電池の溶接不良の検査を簡単に行うことができる。そのため、太陽電池の信頼性を向上することができる。
その他磁場の分布により評価可能な検査に適用することができる。

本発明の第１の実施形態による太陽電池溶接部検査装置の概略斜視図。 磁場を検出するためのプローブの斜視図。 (A)は太陽電池の表面図、(B)は太陽電池の裏面図。 太陽電池パネルの配列を示す平面図。 図５の６‐６線に沿った概略断面図。 太陽電池溶接部検査装置のブロック図。 太陽電池の溶接部の検査方法を示すフローチャート。 １つの裏面電極が溶接された太陽電池10aの概略上面図。 図８Ａの太陽電池上の測定点ごとの磁場データを３次元で表した図。 図８Ａの太陽電池上の測定点ごとの磁場データを２次元で表した図。 ２つの裏面電極が溶接された太陽電池10bの概略上面図。 図９Ａの太陽電池上の測定点ごとの磁場データを３次元で表した図。 図９Ａの太陽電池上の測定点ごとの磁場データを２次元で表した図。 ３つの裏面電極が溶接された太陽電池10cの概略上面図。 図１０Ａの太陽電池上の測定点ごとの磁場データを３次元で表した図。 図１０Ａの太陽電池上の測定点ごとの磁場データを２次元で表した図。

符号の説明

1 太陽電池溶接部検査装置
10 太陽電池パネル
10a,b,c 太陽電池
11 太陽電池
12 基板
20 p-側電極
21 n-側電極
22 集電電極
23a,b,c 表面電極
24a,b,c 裏面電極
25 試料台
26a,b,c 電極線
27a,b 電極バー
28 接続線
30 電源
35 プローブ
36 延長部
37 ホール素子
38 ケーブル
40 駆動装置
50 制御演算装置
51 駆動制御部
53 電源オンオフ部
56 データ処理部
57 データ比較部
58 欠陥判定部
59 記憶部
61 入力装置
62 出力装置

Claims (12)

1. 溶接部の溶接不良を検査する装置であって、
   溶接部を含む部品を載置する試料台と、
   前記部品に電流を印加するための電源と、
   前記部品から発生した磁場を検出するためのプローブと、
   前記プローブを移動するための駆動装置と、
   前記プローブに接続され、前記プローブで検出した磁気を測定する磁気測定器と、
   前記プローブの移動を制御し、前記磁気測定器により測定した磁場データを処理する制御演算装置と、
   前記制御演算装置により処理したデータを表示する出力装置と、を備える、
   ことを特徴とする溶接部検査装置。
2. 前記部品は太陽電池である請求項１に記載の溶接部検査装置。
3. 前記駆動装置が、前記プローブを縦横方向に一定の距離ごとに移動して、前記部品の各部分の磁場を測定し、
   前記出力装置が、前記部品の各部分の磁場の磁場データから、磁場の分布を表示できる請求項２に記載の溶接部検査装置。
4. 前記制御演算装置は、前記部品にかける電流をオンオフする電源オンオフ部を備え、前記電源がオンのときと、オフのときの差から、電流を印加することによる磁場データを求める請求項１に記載の溶接部検査装置。
5. 前記制御演算装置が、溶接部の磁場データを所定の値と比較することにより、前記部品の溶接不良を判定する請求項１に記載の溶接部検査装置。
6. 部品の溶接部を検査する方法であって、
   前記部品から発生した磁場を測定するためのプローブと磁気測定器を用意し、
   前記部品に電流を印加し、
   駆動装置により前記プローブを移動し、前記プローブにより前記部品から発生した磁場を検出し、
   前記プローブにより検出した磁場を前記磁気測定器により測定し、
   制御演算装置が、前記駆動装置による前記プローブの移動を制御し、前記磁気測定器により測定した磁場データを処理し、
   出力装置が、前記制御演算装置により処理した磁場データを表示する段階と、
   を備えることを特徴とする溶接部検査方法。
7. 前記駆動装置が、前記プローブを縦横方向に一定の距離ごとに移動して、前記部品の各部分の磁場を測定し、
   前記出力装置が、前記部品の各部分の磁場の磁場データから、磁場の分布を表示する請求項６に記載の太陽電池の溶接部検査方法。
8. 前記制御演算装置は、前記電源にかける電流をオンオフする電源オンオフ部を備え、前記電源がオンのときと、オフのときの差から、電流を印加することによる磁場データを求める請求項６に記載の溶接部検査方法。
9. 太陽電池上の磁場の分布を調べ、少なくとも１つの磁場データが基準値を超える場合、溶接不良があると判定する請求項６に記載の溶接部検査方法。
10. 前記駆動装置が、前記プローブを各溶接部に移動して、各溶接部の磁場を測定し、
    前記制御演算装置が、複数の溶接部の磁場データを基準値と比較し、少なくとも１箇所の前記溶接部の磁場データが前記基準値を超える場合、溶接不良があると判定する請求項６に記載の溶接部検査方法。
11. 前記複数の溶接部の磁場データうち、前記基準値を超えた溶接部は良好であり、前記基準値を超えない溶接部は溶接不良であると判定する請求項１０に記載の溶接部検査方法。
12. 前記制御演算装置が、１枚の太陽電池の複数の溶接部の磁場データを比較し、最大と最少の磁場データの差が基準値以上である場合、溶接不良があると判定する請求項６に記載の溶接部検査方法。

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