JP2010010332A - Wiring connection device and wiring connection method - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、一般的には、基板表面に形成された複数の電極間を配線部材により接続する配線接続装置および配線接続方法に関し、より特定的には、太陽電池セル基板の表面に形成された複数の電極間をインターコネクタにより接続し、両者の接続強度を向上させる配線接続装置および配線接続方法に関する。 The present invention generally relates to a wiring connection device and a wiring connection method for connecting a plurality of electrodes formed on a substrate surface by a wiring member, and more specifically, formed on the surface of a solar cell substrate. The present invention relates to a wiring connection device and a wiring connection method for connecting a plurality of electrodes with an interconnector and improving the connection strength between the two electrodes.
従来の配線接続装置に関して、たとえば、特開平4−219990号公報には、回路基板の所定位置にIC部品を装着し、そのままIC部品のリードを基板の電極に確実にしかも生産性良く接合することを目的としたIC部品のリード接合方法が開示されている(特許文献1)。特許文献1に開示されたIC部品のリード接合方法においては、IC部品のリードと基板の電極とを接合する。この際、まず、IC部品のリードに、その平坦部が先端に向かって下方を向くように予めフォーミングを施す。その上で、IC部品を装着ヘッドにより保持し、基板上に装着する。さらに、IC部品を装着ヘッドにより加圧して、リードの撓みによりハンダ等の電極上の接合金属の高さばらつきを吸収した状態でリードに光を照射し、接合金属を溶融させる。 Regarding a conventional wiring connection device, for example, in Japanese Patent Laid-Open No. 4-219990, an IC component is mounted at a predetermined position of a circuit board, and the lead of the IC component is securely bonded to the electrode of the board as it is with high productivity. An IC component lead joining method for the purpose is disclosed (Patent Document 1). In the IC component lead joining method disclosed in Patent Document 1, the lead of the IC component and the electrode of the substrate are joined. At this time, first, the lead of the IC component is previously formed so that the flat portion thereof faces downward toward the tip. Then, the IC component is held by the mounting head and mounted on the substrate. Further, the IC component is pressed by the mounting head, and the lead is irradiated with light in a state where the height variation of the bonding metal on the electrode such as solder is absorbed by the bending of the lead, thereby melting the bonding metal.
また、特開平4−199593号公報には、装置のリード押えにはんだやSn等がボンディングにより付着し、レーザ光線などの熱源が遮られることを防止する半導体装置の外部リードボンディング装置(OLB装置)が開示されている(特許文献2)。特許文献2に開示されたOLB装置においては、外部リードの先端部を押えるリード押さえに、レーザ光線などの非接触熱源が通過する開孔部が設けられている。
太陽電池の一形態として、太陽電池セル基板の表面に形成された複数の電極間を配線部材(インターコネクタ)によって接続する態様の太陽電池がある。このような構成を備える太陽電池においては、配線部材に電極に向かって凸となる接合部を成型することによって、基板表面の電極に配線部材の接合部を確実に接触させ、接合部へのレーザ光線の照射により、電極および配線部材間を接合することができる。 As one form of the solar battery, there is a solar battery in a mode in which a plurality of electrodes formed on the surface of the solar battery cell substrate are connected by a wiring member (interconnector). In a solar cell having such a configuration, a bonding portion that protrudes toward the electrode is formed on the wiring member, so that the bonding portion of the wiring member is reliably brought into contact with the electrode on the surface of the substrate, and a laser to the bonding portion is obtained. The electrode and the wiring member can be joined by the irradiation of the light beam.
しかしながら、上記方法により配線接続を実施しようとすると、接合部に精度よくレーザ光線を照射することが困難という問題がある。また、配線部材は一般的に薄くてその剛性が低いため、成型工程および接合工程間のハンドリング時に配線部材が折れ曲がったり破損したりする問題がある。これらの問題が解決されない場合、配線接続の信頼性を十分に向上させることができない。 However, there is a problem that it is difficult to accurately irradiate the joint with a laser beam when trying to perform wiring connection by the above method. Further, since the wiring member is generally thin and has low rigidity, there is a problem that the wiring member is bent or damaged during handling between the molding process and the joining process. If these problems are not solved, the reliability of wiring connection cannot be sufficiently improved.
また、配線部材の成型工程時と、電極および配線部材の接合工程時とのそれぞれで配線部材を固定するための機構が必要となるため、配線接続装置の装置構成が複雑になるという問題がある。 In addition, since a mechanism for fixing the wiring member is required at the time of the molding process of the wiring member and at the time of joining the electrode and the wiring member, there is a problem that the device configuration of the wiring connecting device is complicated. .
そこでこの発明の目的は、上記の課題を解決することであり、簡易な装置構成で、配線接続の十分な信頼性が得られる配線接続装置および配線接続方法を提供することである。 Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-described problems, and to provide a wiring connection device and a wiring connection method capable of obtaining sufficient reliability of wiring connection with a simple device configuration.
この発明に従った配線接続装置は、基板表面に形成された複数の電極間を配線部材により接続する配線接続装置である。配線接続装置は、成型部材と、加熱機構と、固定部材とを備える。成型部材は、成型用突起部を有し、この成型用突起部によって配線部材に接合部を成型加工する。加熱機構は、配線部材を加熱し、電極と接合部とを接合する。固定部材は、配線部材上に配置され、成型部材による成型加工時および加熱機構による加熱処理時に、配線部材を固定する。固定部材には、成型部材による成型加工時に成型用突起部が通過するガイド孔と、加熱機構による加熱処理時に、加熱機構から発せられる加熱用媒体または加熱機構が通過する通過孔とが、共通の孔により形成される。 A wiring connection device according to the present invention is a wiring connection device for connecting a plurality of electrodes formed on a substrate surface by a wiring member. The wiring connection device includes a molding member, a heating mechanism, and a fixing member. The molding member has a molding projection, and the joint is molded into the wiring member by the molding projection. The heating mechanism heats the wiring member and joins the electrode and the joint. The fixing member is disposed on the wiring member, and fixes the wiring member at the time of molding processing by the molding member and at the time of heat treatment by the heating mechanism. The fixing member has a common guide hole through which the projection for molding passes during molding by the molding member and a through hole through which the heating medium or heating mechanism emitted from the heating mechanism passes during the heating process by the heating mechanism. Formed by holes.
このように構成された配線接続装置によれば、成型加工時および加熱処理時に共通の固定部材が使用されるため、配線接続装置を簡易な構成とすることができる。また、成型加工時と加熱処理時との間で固定部材の取り替えが不要となり、配線部材の折れ曲がりや破損を防止できる。また、成型用突起部が通過するガイド孔と、加熱用媒体または加熱機構が通過する通過孔とが共通の孔により形成されるため、加熱用媒体または加熱機構をより確実に接合部に向かわせ、電極および接合部間を接合することができる。したがって、本発明によれば、簡易な装置構成で、配線接続の十分な信頼性を得ることができる。 According to the wiring connection device configured as described above, since the common fixing member is used during the molding process and the heat treatment, the wiring connection device can be simplified. Further, it is not necessary to replace the fixing member between the molding process and the heat treatment, and the wiring member can be prevented from being bent or damaged. Further, since the guide hole through which the molding protrusion passes and the passage hole through which the heating medium or heating mechanism passes are formed by a common hole, the heating medium or heating mechanism is more reliably directed to the joint. The electrode and the joint can be joined. Therefore, according to the present invention, sufficient reliability of wiring connection can be obtained with a simple device configuration.
また好ましくは、配線接続装置は、成型部材による成型加工時に、配線部材が載置される成型加工用治具と、加熱機構による加熱処理時に、基板および配線部材が載置される加熱処理用治具とをさらに備える。固定部材には、成型加工用治具に対して固定部材を位置決めし、かつ加熱処理用治具に対して固定部材を位置決めするための位置決め部が設けられる。このように構成された配線接続装置によれば、成型加工用治具および加熱処理用治具に対して、固定部材に固定された配線部材を精度よく位置決めすることができる。 Preferably, the wiring connection device includes a molding processing jig on which the wiring member is placed at the time of molding by the molding member, and a heat treatment jig on which the substrate and the wiring member are placed at the time of heat treatment by the heating mechanism. And a tool. The fixing member is provided with a positioning portion for positioning the fixing member with respect to the molding jig and for positioning the fixing member with respect to the heat treatment jig. According to the wiring connecting device configured as described above, the wiring member fixed to the fixing member can be accurately positioned with respect to the molding jig and the heat treatment jig.
また好ましくは、固定部材は、配線部材を吸着する吸着機構を有する。このように構成された配線接続装置によれば、簡易な構成で、配線部材を固定部材に確実に固定することができる。 Preferably, the fixing member has an adsorption mechanism that adsorbs the wiring member. According to the wiring connecting device configured as described above, the wiring member can be reliably fixed to the fixing member with a simple configuration.
また好ましくは、吸着機構は、配線部材に作用する吸着力を調整可能な調整機構を含む。このように構成された配線接続装置によれば、吸着機構から配線部材に作用する吸着力の調整によって、配線部材の折れ曲がりや破損を防ぐことができる。 Preferably, the suction mechanism includes an adjustment mechanism capable of adjusting a suction force acting on the wiring member. According to the wiring connection device configured as described above, the wiring member can be prevented from being bent or damaged by adjusting the suction force acting on the wiring member from the suction mechanism.
また好ましくは、固定部材は、配線部材に当接し、柔軟性を有する材料から形成され、固定部材から配線部材に作用する荷重を分散させる荷重分散機構を有する。このように構成された配線接続装置によれば、固定部材から配線部材に作用する荷重を分散させることによって、配線部材の折れ曲がりや破損を防ぐことができる。 Preferably, the fixing member is made of a flexible material that comes into contact with the wiring member and has a load distribution mechanism that distributes a load acting on the wiring member from the fixing member. According to the wiring connecting device configured in this way, bending or breakage of the wiring member can be prevented by dispersing the load acting on the wiring member from the fixing member.
また好ましくは、固定部材は、配線部材に当接し、配線部材を吸着する吸着機構と、配線部材に当接し、柔軟性を有する材料から形成され、固定部材から配線部材に作用する荷重を分散させる荷重分散機構とを有する。吸着機構および荷重分散機構に当接する配線部材の当接面を基準に、吸着機構および荷重分散機構は、ほぼ同一の高さを有する。このように構成された配線接続装置によれば、荷重分散機構および吸着機構に当接する配線部材が、両者の間で変形することを防止できる。 Preferably, the fixing member is in contact with the wiring member and adsorbs the wiring member, and is formed of a flexible material that contacts the wiring member and disperses the load acting on the wiring member from the fixing member. And a load distribution mechanism. The suction mechanism and the load distribution mechanism have substantially the same height based on the contact surface of the wiring member that contacts the suction mechanism and the load distribution mechanism. According to the wiring connection device configured as described above, it is possible to prevent the wiring member in contact with the load distribution mechanism and the suction mechanism from being deformed between them.
また好ましくは、成型用突起部は、配線部材の厚み方向の剛性よりも大きい剛性を有する。このように構成された配線接続装置によれば、配線部材に対する成型加工時、成型用突起部が変形したり破損したりすることを防止できる。 Preferably, the molding protrusion has a rigidity greater than the rigidity in the thickness direction of the wiring member. According to the wiring connection device configured as described above, it is possible to prevent the molding protrusion from being deformed or damaged during molding of the wiring member.
また好ましくは、通過孔を通過する加熱用媒体は、熱線または熱気体である。また好ましくは、通過孔を通過する加熱機構は、半田ごてである。このように構成された配線接続装置によれば、熱線、熱気体または半田ごてを、より確実に接合部に向かわせ、電極および接合部間を接合することができる。 Preferably, the heating medium that passes through the passage hole is a hot wire or a hot gas. Preferably, the heating mechanism that passes through the passage hole is a soldering iron. According to the wiring connection device configured as described above, the hot wire, the hot gas, or the soldering iron can be more reliably directed to the joint, and the electrode and the joint can be joined.
この発明に従った配線接続方法は、基板表面に形成された複数の電極間を配線部材により接続する配線接続方法である。配線接続方法は、配線部材上に、孔が形成された固定部材を配置し、固定部材により配線部材を固定する工程と、固定部材により配線部材を固定した状態で、配線部材上に、成型用突起部を有する成型部材を配置し、成型用突起部材を孔に通しつつ、成型用突起部材によって配線部材に接合部を成型加工する工程と、固定部材により配線部材を固定した状態で、配線部材上に加熱機構を配置し、加熱機構から発せられた加熱用媒体または加熱機構を孔に通しつつ配線部材に向かわせ、加熱により電極と接合部とを接合する工程とを備える。 The wiring connection method according to the present invention is a wiring connection method in which a plurality of electrodes formed on the substrate surface are connected by a wiring member. In the wiring connection method, a fixing member having a hole is disposed on the wiring member, the wiring member is fixed by the fixing member, and the wiring member is fixed by the fixing member. In the state where the molding member having the projection is disposed, and the molding projection member is passed through the hole, the joint is formed on the wiring member by the molding projection member, and the wiring member is fixed by the fixing member. A heating mechanism is disposed on the heating member, and the heating medium or the heating mechanism emitted from the heating mechanism is directed to the wiring member while passing through the hole, and the electrode and the bonding portion are bonded by heating.
このように構成された配線接続方法によれば、簡易な装置構成で、配線接続の十分な信頼性を得ることができる。 According to the wiring connection method configured as described above, sufficient reliability of wiring connection can be obtained with a simple device configuration.
また好ましくは、配線部材に接合部を成型加工する工程と、電極と接合部とを接合する工程との間を通じて、固定部材により配線部材を固定した状態を維持する。このように構成された配線接続方法によれば、成型工程および接合工程間において、配線部材のハンドリングを固定部材を用いて行なうことにより、配線部材の折れ曲がりや破損を防ぐことができる。また、成型工程および接合工程間において、固定部材に対する配線部材の位置ずれを防ぐことができる。 Preferably, the state in which the wiring member is fixed by the fixing member is maintained between the step of molding the bonding portion on the wiring member and the step of bonding the electrode and the bonding portion. According to the wiring connection method configured as described above, the wiring member can be prevented from being bent or damaged by handling the wiring member using the fixing member between the molding step and the joining step. Further, the positional deviation of the wiring member relative to the fixing member can be prevented between the molding process and the joining process.
以上説明したように、この発明に従えば、簡易な装置構成で、配線接続の十分な信頼性が得られる配線接続装置および配線接続方法を提供することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to provide a wiring connection device and a wiring connection method capable of obtaining sufficient reliability of wiring connection with a simple device configuration.
この発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、以下で参照する図面では、同一またはそれに相当する部材には、同じ番号が付されている。 Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings referred to below, the same or corresponding members are denoted by the same reference numerals.
(実施の形態1)
図1は、太陽電池セルの製造工程を示す分解組み立て図である。図1を参照して、まず、本実施の形態における配線接続装置を用いて製造される太陽電池セルの構造について説明を行なう。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is an exploded view showing a manufacturing process of a solar battery cell. With reference to FIG. 1, the structure of the photovoltaic cell manufactured using the wiring connection apparatus in this Embodiment is demonstrated first.
太陽電池セル11は、太陽電池セル基板12およびインターコネクタ21を有する。太陽電池セル基板12の裏面12bは、絶縁膜18により覆われている。太陽電池セル基板12には、裏面12bに開口する貫通孔13が形成されている。絶縁膜18には、貫通孔13に重なる位置に開口部19が形成されている。太陽電池セル基板12には、複数の電極14が形成されている。各電極14は、貫通孔13を充填し、かつ開口部19に露出するように設けられている。
図2は、図1中の太陽電池セル基板に形成された電極のレイアウトを示す平面図である。図1および図2を参照して、複数の電極14は、p電極14pおよびn電極14nからなる。列方向において、p電極14pとn電極14nとが、交互に互いに間隔を隔てて配置されている。列方向に直交する行方向において、複数のp電極14pが互いに間隔を隔てて配置され、複数のn電極14nが互いに間隔を隔てて配置されている。このように同一極となる複数の電極14を直線状に配置するレイアウトにより、レーザ光の照射によって複数の電極14間を接続する際、レーザ光のスキャンを簡単かつ素早く行なうことができる。
FIG. 2 is a plan view showing a layout of electrodes formed on the solar cell substrate in FIG. 1 and 2, the plurality of
なお、複数の電極14を配置するレイアウトは、図2中に示す形態に限られず、適宜変更されてもよい。
In addition, the layout which arrange | positions the some
図1を参照して、複数の電極14間は、インターコネクタ21によって接続される。インターコネクタ21は、芯材22、光吸収層24および低融点金属層23の3層構造から形成されている。
Referring to FIG. 1, a plurality of
芯材22は、電気伝導度が高く、かつ、熱伝導度の高い材料、たとえば銅から形成されている。光吸収層24は、所定の波長のレーザ光を吸収する材料、たとえば半田材料から形成されている。光吸収層24は、芯材22の一方の表面に形成されている。低融点金属層23は、太陽電池セル基板12と向い合って配置される、芯材22の他方の表面に形成されている。
The
インターコネクタ21には、接合部26が形成されている。接合部26は、電極14と重なって位置決めされ、光吸収層24に対するレーザ光の照射によって電極14と接合される。接合部26は、インターコネクタ21がその板厚方向(芯材22、光吸収層24および低融点金属層23の積層方向)に成型加工されることにより、形成されている。インターコネクタ21は、太陽電池セル基板12に向い合う表面21aと、表面21aの反対側に面する表面21bとを有する。接合部26は、表面21aで凸となり、表面21bで凹となる形状を有する。
A
続いて、本実施の形態における配線接続装置について説明する。図3は、この発明の実施の形態1における配線接続装置を示す断面図である。 Next, the wiring connection device in the present embodiment will be described. FIG. 3 is a cross-sectional view showing the wiring connection device according to Embodiment 1 of the present invention.
図3を参照して、本実施の形態における配線接続装置は、インターコネクタ21に成型加工を施し、接合部26を形成するための金型装置部31と、接合部26および電極14を接合するためのレーザ照射装置部51と、金型装置部31およびレーザ照射装置部51において、インターコネクタ21を固定する押え治具71とを有する。
Referring to FIG. 3, in the wiring connection device according to the present embodiment, molding is performed on
図3(A)を参照して、金型装置部31は、成型用治具37およびパンチ治具32を有する。成型用治具37は、インターコネクタ21がセッティングされる下型であり、パンチ治具32は、成型用治具37と対向して配置される可動式の上型である。
Referring to FIG. 3A, the
金型装置部31のより詳細な構造について説明すると、成型用治具37は、ベース部38およびガイドピン40を含んで構成されている。ベース部38は、インターコネクタ21が載置される載置面38aを有する。インターコネクタ21は、表面21aと載置面38aとが向い合わせになり、表面21bとパンチ治具32とが向い合わせになるようにセッティングされる。
A more detailed structure of the
ベース部38には、載置面38a上においてインターコネクタ21を位置決めするためのピン41が設けられている。ピン41は、載置面38aから突出する形態で設けられている。載置面38aに載置されたインターコネクタ21の周縁をピン41に当接させることにより、インターコネクタ21の位置決めが行なわれる。ベース部38には、成型用凹部39が形成されている。成型用凹部39は、載置面38aから凹む形態で形成されている。成型用凹部39は、後述のパンチ36に対向する位置に形成されている。ガイドピン40は、ベース部38から、載置面38aより離間する方向に延びて形成されている。
The
パンチ治具32は、接合部26の成型時、成型用治具37に向けて移動する。パンチ治具32は、ベース部33およびパンチ36を含んで構成されている。ベース部33には、ガイド孔34が形成されている。成型加工時、ガイド孔34にガイドピン40が挿入されることによって、パンチ治具32は、ガイドピン40による案内を受けながら成型用治具37に向けて移動する。
The
パンチ36は、ベース部33から成型用治具37に向けて突出する形状を有する。パンチ36は、パンチ治具32の移動に伴ってインターコネクタ21に当接し、接合部26を成型する。パンチ36は、インターコネクタ21の板厚方向の剛性よりも大きい剛性を有する。すなわち、インターコネクタ21にその板厚方向の力を加え、インターコネクタ21が変形し始めるときの力の大きさF1よりも、パンチ36に力を加え、パンチ36が変形し始めるときの力の大きさF2の方が大きい。このような構成により、パンチ36を変形、破損させることなく、インターコネクタ21に対して成型工程を実施することができる。
The
図3(B)を参照して、レーザ照射装置部51は、レーザ発振器53、ガルバノスキャナ54および加熱用治具57を有する。
Referring to FIG. 3B, the laser
加熱用治具57は、ベース部58およびガイドピン60を含んで構成されている。ベース部58は、太陽電池セル基板12およびインターコネクタ21が載置される載置面58aを有する。ベース部58には、載置面58a上において太陽電池セル基板12を位置決めするためのピン61が設けられている。ピン61は、載置面58aから突出する形態で設けられている。載置面58aに載置された太陽電池セル基板12の周縁をピン61に当接させることにより、太陽電池セル基板12の位置決めが行なわれる。ガイドピン60は、ベース部58から、載置面58aより離間する方向に延びて形成されている。
The
レーザ発振器53およびガルバノスキャナ54は、載置面58a上の太陽電池セル基板12およびインターコネクタ21から距離を隔てた位置に設けられている。レーザ発振器53は、図1中の光吸収層24に吸収される波長を有するレーザ光を発振する。ガルバノスキャナ54は、レーザ発振器53から発せられたレーザ光を所定の位置にスキャン(走査)する。
The
レーザ発振器53から発せられたレーザ光が、インターコネクタ21の光吸収層24に照射されることにより、低融点金属層23が加熱、溶融され、その結果、太陽電池セル基板12の電極14とインターコネクタ21の接合部26とが接合される。
By irradiating the
なお、レーザ光による加熱位置の移動方法としては、レーザ発振器53および加熱用治具57を固定したままでガルバノスキャナ54を用いて加熱位置をスキャンする光学スキャン方式(高速移動が可能だが、照射可能エリアが狭い)のほか、レーザの発振位置を固定したままで、加熱用治具57を載せたステージ等を機械的に移動させる方式(照射可能エリアは広いが、移動速度が遅く、振動等の影響を受けやすい)や、レーザの発振位置そのものを機械的に移動させる方式(照射可能エリアは広いが、移動速度が遅く、振動等の影響を受けやすい)、上記の光学スキャン方式、ステージ移動方式、レーザの発振位置を移動させる方式を適宜組み合わせた方式(ある限定された領域を光学スキャン方式で高速にレーザ照射した後で、ステージを移動して隣接する限定領域を光学スキャン方式でレーザ照射することを繰り返すことによって、広い領域を比較的高速にレーザ照射が可能になる光学スキャン方式+ステージ移動方式等)などが考えられる。また、レーザ光以外の加熱方式として、赤外線ランプ、ハロゲンランプ等の光線の利用も可能である。
As a method of moving the heating position by the laser beam, an optical scanning method in which the heating position is scanned using the
図3を参照して、押え治具71は、ベース部72、吸着機構75および荷重分散機構74を含んで構成されている。
Referring to FIG. 3, the holding
その構造について詳細に説明すると、ベース部72には、ガイド孔76が形成されている。金型装置部31による成型加工時、ガイド孔76にガイドピン40が挿入されることによって、成型用治具37に対して押え治具71が位置決めされる。さらに、レーザ照射装置部51による加熱処理時、ガイド孔76にガイドピン60が挿入されることによって、加熱用治具57に対して押え治具71が位置決めされる。
The structure will be described in detail. A
吸着機構75は、インターコネクタ21を吸着する。本実施の形態では、吸着機構75が真空吸着パッドから形成されている。吸着機構75は、真空ポンプ81および吸着力調整機構82に接続されている(図3(B)中およびこれ以降の図中では、図示が省略されている)。真空ポンプ81の駆動時、吸着機構75に負圧が発生することにより、インターコネクタ21が押え治具71に吸着固定される。吸着力調整機構82は、吸着機構75からインターコネクタ21に作用する吸着力を調整する。吸着力調整機構82は、たとえば、真空ポンプ81および吸着機構75間の経路上に配置され、流路断面積を変更可能な可変オリフィスにより形成されている。
The
なお、吸着機構75は、真空吸着パッドに限られず、たとえばベルヌーイの原理を利用してインターコネクタ21を引き寄せる非接触式吸着パッドから形成されてもよい。この場合、吸着機構75は、インターコネクタ21の吸着面に沿って空気や窒素ガスなどの気流を形成するための吸排気装置に接続される。
The
荷重分散機構74は、吸着機構75に吸着されたインターコネクタ21に当接し、押さえ治具71からインターコネクタ21に作用する荷重を分散させる。荷重分散機構74は、シリコーンゴムまたはウレタンゴムなどの柔軟性材質から形成される1個または複数のブロック片から形成されている。
The
一般的には、インターコネクタ21は、薄い銅箔や細い銅線の表面に半田などをメッキしたものから形成され、非常に柔らかく、取り扱い時に変形し易い特性を有する。本実施の形態においては、押え治具71が荷重分散機構74を備え、さらにインターコネクタ21に作用する吸着力を調整する吸着力調整機構82を備えるため、押え治具71により固定されたインターコネクタ21が、変形したり切断したりすることを防止できる。
In general, the
また、吸着機構75に真空吸着パッドを用いた本実施の形態では、吸着機構75および荷重分散機構74の双方が、インターコネクタ21の表面21bに当接する。この場合、吸着機構75および荷重分散機構74は、インターコネクタ21の表面21bを基準に同一の高さを有することが好ましい。このような構成により、押え治具71により固定されたインターコネクタ21が、吸着機構75および荷重分散機構74間の高さの差に起因して湾曲するということがなくなる。
In the present embodiment in which a vacuum suction pad is used as the
押え治具71には、貫通孔73が形成されている。貫通孔73は、ベース部72および荷重分散機構74を貫通するように形成されている。
A through
インターコネクタ21の成型加工時、パンチ治具32が成型用治具37に向けて移動するのに伴って、パンチ36は、貫通孔73を通過してインターコネクタ21の表面21bに達する。また、インターコネクタ21の加熱処理時、レーザ発振器53から発せられたレーザ光は、貫通孔73を通過してインターコネクタ21の表面21bに達する。すなわち、パンチ36をインターコネクタ21に導くための孔と、レーザ光をインターコネクタ21に導くための孔とが、共通の貫通孔73により形成されている。
When the
この発明の実施の形態1における配線接続装置は、基板表面としての太陽電池セル基板12の裏面12bに形成された複数の電極14間を配線部材としてのインターコネクタ21により接続する。配線接続装置は、成型部材としてのパンチ治具32と、加熱機構としてのレーザ発振器53と、固定部材としての押え治具71とを備える。パンチ治具32は、成型用突起部としてのパンチ36を有し、このパンチ36によってインターコネクタ21に接合部26を成型加工する。レーザ発振器53は、インターコネクタ21を加熱し、電極14と接合部26とを接合する。押え治具71は、インターコネクタ21上に配置され、パンチ治具32による成型加工時およびレーザ発振器53による加熱処理時に、インターコネクタ21を固定する。押え治具71には、パンチ治具32による成型加工時にパンチ36が通過するガイド孔と、レーザ発振器53による加熱処理時に、レーザ発振器53から発せられる加熱用媒体としてのレーザ光が通過する通過孔とが、共通の孔としての貫通孔73により形成される。
In the wiring connection device according to Embodiment 1 of the present invention, a plurality of
本実施の形態における配線接続装置は、パンチ治具32による成型加工時に、インターコネクタ21が載置される成型加工用治具としての成型用治具37と、レーザ発振器53による加熱処理時に、太陽電池セル基板12およびインターコネクタ21が載置される加熱処理用治具としての加熱用治具57とをさらに備える。押え治具71には、成型用治具37に対して押え治具71を位置決めし、かつ加熱用治具57に対して押え治具71を位置決めするための位置決め部としてのガイド孔76が設けられる。
In the wiring connection device according to the present embodiment, the
なお、本実施の形態では、押え治具71にガイド孔76を設け、成型用治具37および加熱用治具57にそれぞれガイドピン40およびガイドピン60を設ける構成としたが、押え治具71にガイドピンを設け、成型用治具37および加熱用治具57にガイド孔を設ける構成としてもよい。
In this embodiment, the holding
続いて、図1中の太陽電池セル11の配線接続方法について説明を行なう。図4は、図1中の太陽電池セルの配線接続方法の工程を表すフローチャートである。図5から図8は、図1中の太陽電池セルの配線接続方法の各工程を説明するための断面図である。
Then, the wiring connection method of the
図4および図5を参照して、まず、成型用治具37にインターコネクタ21をセッティングする(S101)。この際、インターコネクタ21の周縁をピン41に当接させながら、インターコネクタ21を載置面38aに載置する。ガイド孔76にガイドピン40を挿入しつつ、インターコネクタ21上に押え治具71を配置する。図4および図6を参照して、次に、押え治具71によりインターコネクタ21を固定する(S102)。この際、図示しない真空ポンプ81を駆動させることにより、インターコネクタ21を吸着機構75に真空吸着する。
4 and 5, first, the
図4および図3(A)を参照して、次に、インターコネクタ21に接合部26を成型加工する(S103)。この際、ガイド孔34にガイドピン40を挿入し、さらにパンチ36を貫通孔73に通しつつ、パンチ治具32を成型用治具37に向けて移動させる。接合部26は、貫通孔73の開口位置に重なる位置に形成される。本実施の形態では、ガイド孔76,34およびガイドピン40を用いた位置決め機構により、インターコネクタ21の適切な位置に接合部26を形成することができる。
With reference to FIG. 4 and FIG. 3 (A), next, the
図4および図7を参照して、次に、インターコネクタ21を成型用治具37から退避させる(S104)。この際、真空ポンプ81の駆動を継続させることにより、インターコネクタ21を押え治具71により固定されたままの状態で退避させる。
4 and 7, next, the
図4および図8を参照して、次に、加熱用治具57に太陽電池セル基板12およびインターコネクタ21をセッティングする(S105)。この際、太陽電池セル基板12の周縁をピン61に当接させながら、太陽電池セル基板12を載置面58aに載置する。ガイド孔76にガイドピン60を挿入しつつ、太陽電池セル基板12上に、インターコネクタ21を固定した状態の押え治具71を配置する。
Referring to FIGS. 4 and 8, next,
本実施の形態では、インターコネクタ21が押え治具71に固定されたままの状態で受け渡されるので、S104およびS105の移動の際にインターコネクタ21が曲がったり、破損したりする問題が発生しない。また、押え治具71は、S103の成型加工工程と、次に説明するS106の接合工程との間で共通して使用されるため、装置構造が簡単になる。
In the present embodiment, since the
図4および図3(B)を参照して、次に、インターコネクタ21に形成された接合部26と、基板表面の電極14とを接合する(S106)。この際、レーザ発振器53から発せられたレーザ光を貫通孔73を通じてインターコネクタ21に照射し、インターコネクタ21に対して加熱処理を施す。
Referring to FIG. 4 and FIG. 3B, next, the joining
本実施の形態では、S103に示す成型加工工程からS106に示す接合工程まで、インターコネクタ21が押え治具71に固定されたままの状態に維持される。このため、インターコネクタ21が押え治具71に対して位置ずれを起こすということがない。その結果、ガイド孔76およびガイドピン60を用いた位置決め機構により、インターコネクタ21に形成された接合部26と、基板表面の電極14とを精度よく重ねることができる。また、レーザ光は、貫通孔73を通じてインターコネクタ21に向かうため、レーザ光を確実に接合部26に照射させることができる。
In the present embodiment, the
また、本実施の形態では、貫通孔73が荷重分散機構74を貫通するように形成されている。荷重分散機構74が設けられた位置ではインターコネクタ21と太陽電池セル基板12との良好な接触状態が得られるため、レーザ光を荷重分散機構74により近い位置に導くことにより、接合部26と電極14との間の接合の信頼性を向上させることができる。
In the present embodiment, the through
この発明の実施の形態1における配線接続方法は、インターコネクタ21上に、貫通孔73が形成された押え治具71を配置し、押え治具71によりインターコネクタ21を固定する工程(S101〜S102)と、押え治具71によりインターコネクタ21を固定した状態で、インターコネクタ21上に、パンチ36を有するパンチ治具32を配置し、パンチ36を貫通孔73に通しつつ、パンチ36によってインターコネクタ21に接合部26を成型加工する工程(S103)と、押え治具71によりインターコネクタ21を固定した状態で、インターコネクタ21上にレーザ発振器53を配置し、レーザ発振器53から発せられたレーザ光を貫通孔73に通しつつインターコネクタ21に向かわせ、加熱により電極14と接合部26とを接合する工程(S104〜S106)とを備える。
In the wiring connection method according to the first embodiment of the present invention, the pressing
このように構成された、この発明の実施の形態1における配線接続装置および配線接続方法によれば、簡易な装置構成で、インターコネクタ21に形成された接合部26と、基板表面の電極14との接続の信頼性を向上させることができる。
According to the wiring connecting device and the wiring connecting method according to the first embodiment of the present invention configured as described above, the joining
(実施の形態2)
本実施の形態では、図3中の配線接続装置の変形例について説明する。以下、実施の形態1における配線接続装置の構造と重複する構造については、説明を繰り返さない。
(Embodiment 2)
In the present embodiment, a modification of the wiring connection device in FIG. 3 will be described. Hereinafter, description of the same structure as that of the wiring connection device according to the first embodiment will not be repeated.
図9は、図3中の配線接続装置の第1変形例を示す断面図である。図9を参照して、本変形例では、図3(B)中のレーザ発振器53およびガルバノスキャナ54に替えて、加熱用媒体としての熱風を噴射する熱風噴射器86が設けられている。吸着機構75および荷重分散機構74には、噴射された熱風を排気するための切り込みまたは孔が形成されている。図4中のS106に示す工程時、熱風噴射器86から噴射された熱風は、貫通孔73を通過してインターコネクタ21の表面21bに達する。熱風は、低融点金属層23の融点以上の温度を有し、熱風による加熱により、インターコネクタ21の接合部26と電極14とが接合される。
FIG. 9 is a cross-sectional view showing a first modification of the wiring connection device in FIG. Referring to FIG. 9, in this modification, a
図10は、図3中の配線接続装置の第2変形例を示す断面図である。図10を参照して、本変形例では、図3(B)中のレーザ発振器53およびガルバノスキャナ54に替えて、半田ごて87が設けられている。図4中のS106に示す工程時、半田ごて87が貫通孔73を通過してインターコネクタ21の表面21bに達する。半田ごて87による加熱により、インターコネクタ21の接合部26と電極14とが接合される。
FIG. 10 is a cross-sectional view showing a second modification of the wiring connection device in FIG. Referring to FIG. 10, in this modification, a
図11は、図3中の配線接続装置の第3変形例を示す断面図である。図11を参照して、本変形例では、複数のレーザ発振器53が設けられている。このような構成により、図4中のS106に示す工程時、複数のレーザ光を同時にインターコネクタ21に照射し、インターコネクタ21の接合部26と電極14とを接合する。
FIG. 11 is a cross-sectional view showing a third modification of the wiring connection device in FIG. Referring to FIG. 11, a plurality of
なお、レーザ光の照射位置を複数にする方法としては、1個のレーザ発振器53から、光ファイバー等の伝送線路を用いて光線を分岐する方法(電極14の個数が少ない場合に有効で、装置コストは低く抑えられるが、1個当たりのパワーは低下するため接合に要する時間が長くなる)や、複数個のレーザ発振器53を準備する方法(図11中に示す例,電極14の個数が多い場合に有効で、接合に要する時間は短く抑えられるが、装置コストが増大する)がある。さらに、1個のレーザ発振器53から、光ファイバー等の伝送線路を用いて光線を分岐して、比較的少数の複数点を同時に照射した後に、レーザ光の照射位置を移動して、より多数の電極14を接合することも可能である。
In addition, as a method of making a plurality of laser light irradiation positions, a method of branching a light beam from one
このように構成された、この発明の実施の形態2における配線接続装置によれば、実施の形態1に記載の効果を同様に得ることができる。 According to the wiring connecting device according to the second embodiment of the present invention configured as described above, the effects described in the first embodiment can be similarly obtained.
なお、実施の形態1および2において説明した配線接続装置の構造を適宜組み合わせて、新たな配線接続装置を構成してもよい。 Note that a new wiring connection device may be configured by appropriately combining the structures of the wiring connection devices described in the first and second embodiments.
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて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内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 should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
12 太陽電池セル基板、12a 裏面、14 電極、21 インターコネクタ、21b 表面、26 接合部、32 パンチ治具、36 パンチ、37 成型用治具、53 レーザ発振器、57 加熱用治具、71 押え治具、73 貫通孔、74 荷重分散機構、75 吸着機構、76 ガイド孔、82 吸着力調整機構、86 熱風噴射器、87 半田ごて。 12 solar cell substrate, 12a back surface, 14 electrodes, 21 interconnector, 21b surface, 26 joint, 32 punch jig, 36 punch, 37 molding jig, 53 laser oscillator, 57 heating jig, 71 presser Tool, 73 through hole, 74 load distribution mechanism, 75 suction mechanism, 76 guide hole, 82 suction force adjustment mechanism, 86 hot air injector, 87 soldering iron.
Claims (11)
成型用突起部を有し、前記成型用突起部によって配線部材に接合部を成型加工する成型部材と、
配線部材を加熱し、電極と接合部とを接合する加熱機構と、
配線部材上に配置され、前記成型部材による成型加工時および前記加熱機構による加熱処理時に、配線部材を固定する固定部材とを備え、
前記固定部材には、前記成型部材による成型加工時に前記成型用突起部が通過するガイド孔と、前記加熱機構による加熱処理時に、前記加熱機構から発せられる加熱用媒体または前記加熱機構が通過する通過孔とが、共通の孔により形成される、配線接続装置。 A wiring connection device for connecting a plurality of electrodes formed on a substrate surface by a wiring member,
A molding member having a molding projection, and molding the joint to the wiring member by the molding projection;
A heating mechanism for heating the wiring member and joining the electrode and the joint;
A fixing member that is disposed on the wiring member and fixes the wiring member at the time of molding by the molding member and at the time of heat treatment by the heating mechanism;
The fixing member has a guide hole through which the molding protrusion passes during molding by the molding member, and a passage through which the heating medium emitted from the heating mechanism or the heating mechanism passes during heat treatment by the heating mechanism. A wiring connection device, wherein the holes are formed by a common hole.
前記加熱機構による加熱処理時に、基板および配線部材が載置される加熱処理用治具とをさらに備え、
前記固定部材には、前記成型加工用治具に対して前記固定部材を位置決めし、かつ前記加熱処理用治具に対して前記固定部材を位置決めするための位置決め部が設けられる、請求項1に記載の配線接続装置。 A molding jig on which a wiring member is placed during molding by the molding member;
A heat treatment jig on which the substrate and the wiring member are placed during the heat treatment by the heating mechanism;
The positioning portion for positioning the fixing member with respect to the jig for molding processing and positioning the fixing member with respect to the jig for heat treatment is provided on the fixing member. The wiring connection device described.
前記吸着機構および前記荷重分散機構に当接する配線部材の当接面を基準に、前記吸着機構および前記荷重分散機構は、ほぼ同一の高さを有する、請求項1から5のいずれか1項に記載の配線接続装置。 The fixing member is in contact with the wiring member and adsorbs the wiring member, and is formed of a flexible material that contacts the wiring member and distributes the load acting on the wiring member from the fixing member. A mechanism,
6. The apparatus according to claim 1, wherein the suction mechanism and the load distribution mechanism have substantially the same height based on a contact surface of a wiring member that contacts the suction mechanism and the load distribution mechanism. The wiring connection device described.
前記配線部材上に、孔が形成された固定部材を配置し、前記固定部材により前記配線部材を固定する工程と、
前記固定部材により前記配線部材を固定した状態で、前記配線部材上に、成型用突起部を有する成型部材を配置し、前記成型用突起部材を前記孔に通しつつ、前記成型用突起部材によって前記配線部材に接合部を成型加工する工程と、
前記固定部材により前記配線部材を固定した状態で、前記配線部材上に加熱機構を配置し、前記加熱機構から発せられた加熱用媒体または前記加熱機構を前記孔に通しつつ前記配線部材に向かわせ、加熱により前記電極と前記接合部とを接合する工程とを備える、配線接続方法。 A wiring connection method for connecting a plurality of electrodes formed on a substrate surface by a wiring member,
Arranging a fixing member having a hole formed on the wiring member, and fixing the wiring member by the fixing member;
With the wiring member fixed by the fixing member, a molding member having a molding projection is disposed on the wiring member, and the molding projection member passes the molding projection member through the hole. A step of molding the joint on the wiring member;
With the wiring member fixed by the fixing member, a heating mechanism is disposed on the wiring member, and the heating medium emitted from the heating mechanism or the heating mechanism is directed to the wiring member while passing through the hole. And a step of joining the electrode and the joint by heating.
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