JP3679594B2 - Crack inspection method - Google Patents

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  • Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、太陽電池モジュールやプリント配線板などに用いられる積層体に発生したクラックの検査方法に関し、特に、高倍率で観察しないと検出できないような微小なクラックの検査方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
高集積プリント配線板には、微細な回路形成が要求され、小さなスルーホール加工も必要である。スルーホール形成の加工条件が悪いと、スルーホールの周囲にクラックが発生することがある。このクラックはプリント配線板の信頼性を損なうものであるから、該クラックの発生の有無を確認する必要があり、従来、以下のようなクラック観察方法が提案されている。
【0003】
特開平5−18910号公報に記載されているクラックの観察方法は、クラック内に蛍光剤を浸透させた後、この蛍光材に紫外線、可視光線、X線、α線、β線などを照射し、蛍光剤を励起して得られる蛍光を観察する方法である。
【0004】
また、特開平6−11461号公報には、伸線または圧延加工によって製造された平鋼線の表面のクラックの検査方法について記載されている。当該検査方法は、平鋼線の表面に油を塗布し、その後、250℃〜450℃でブルーイング処理を行い、平鋼線の表面上に現れる色彩の変化によりクラックを観察する方法である。
【0005】
さらに、自動制御により正確に検出できるクラック検出装置が、特開平5−281149号公報で提案されている。該方法は、ウエハ上に発生したクラックを検出するのに光ビームを走査し、その反射光の結像位置のずれからウエハ上のクラックを検出する方法である。
【0006】
また、超音波顕微鏡により非破壊で材料の内部のクラックを検出する方法や、アコースティックミッションにより、クラック形成で生じる音波を検出する方法なども報告されている。
【0007】
従来、上記のようなクラック観察方法や検出方法等を利用して、クラックが発生しない加工条件の検討や、製造工程でのクラック有無の検査を行っていた。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
屋根材一体型太陽電池モジュールは補強材上に半導体基板を樹脂封止した構成であり、該補強材を加工して屋根材の機能を持たしている。従って、該屋根材の加工時に半導体基板も同様に加工され、その条件によっては該半導体基板の加工部分にクラックが発生する場合がある。半導体基板にクラックが発生すると、太陽電池モジュールの信頼性が損なわれる恐れが有る。従って、太陽電池モジュールの開発においては、クラックが発生しないような加工条件の検討が行われているが、前記したような従来のクラック観察方法、検出方法では以下のような問題点があった。
【0009】
例えば、前記特開平5−18910号公報に記載された方法は、蛍光剤をクラックに浸透させるために、サンプルを蛍光液の中に浸漬し、▲1▼減圧してクラック内を脱法する、▲2▼加圧する、▲3▼超音波振動する、または、▲4▼サンプルを加熱した後蛍光液に浸漬する、方法のいずれかのうち少なくとも2つ以上を組み合わせることが好ましいと述べられている。即ち、蛍光液をクラック内に浸透させるのが難しく、上記のような作業が必要となり、工程が煩雑である。
【0010】
また、蛍光液に浸漬させるためには、サンプルはある程度の大きさに限られ、太陽電池モジュールのような大きなサンプルの場合には、検査用に小片を切り出す必要がある。しかしながら、当該小片の切り出し時の振動、圧力、歪み等のストレスによって、新たにクラックが発生する可能性があり、製造工程上のクラックを正確に把握できないという問題がある。
【0011】
また、前記特開平6−11461号公報に記載された方法は、クラックに油を塗布して250℃〜450℃の高温で処理するため、例えば積層体である場合には、熱収縮率の違いでクラックが発生する場合があり、また、ガラス転移温度が低い材質の場合には溶解してしまうため、材質によっては当該方法を用いることができない。
【0012】
その他、光ビームの反射による検出方法、超音波顕微鏡による検出方法、アコースティックエミッションによる検出方法などは、いずれも装置が大がかりで特殊であるため、容易に利用することができない。
【0013】
本発明の目的は、上記問題点を解決したクラックの検出方法を提供することにある。具体的には、特殊な装置や高温処理などが不要で、簡易な工程でクラックを検出し得る方法であり、特に、太陽電池モジュールなどの大型の積層体について正確にクラックを検出し得る方法を提供することにある。
【0014】
【課題を解決するための手段】
本発明の第一は、積層体に発生したクラックを、顕在化処理した後、観察するクラック検査方法であって、
上記積層体が、基板上に少なくとも2層の異なる層を有し、
上記顕在化処理が、積層体の基板側の下層は溶解し、上層は溶解しない溶解液を上記クラックより浸透させ、該下層を溶解して空洞部を形成し、該空洞部上の上層を窪ませることによりクラックを顕在化する処理であることを特徴とする。
本発明の第二は、積層体に発生したクラックを、顕在化処理した後、観察するクラック検査方法であって、
上記積層体が、基板上に少なくとも2層の異なる層を有し、上層がアモルファスシリコン層であることを特徴とする。
本発明の第三は、積層体に発生したクラックを、顕在化処理した後、観察するクラック検査方法であって、
上記積層体が、基板上に少なくとも2層の異なる層を有し、基板側の下層が金属酸化物層であることを特徴とする。
【0015】
本発明においては、クラックを顕在化処理した後に観察するため、低倍率でも微細なクラックを確認することができ、また、詳細な観察を行うために小片を切り出す必要があっても、該切り出し作業で生じたクラックとは区別し得るため、製造工程上発生したクラックを正確に把握することができる。
【0016】
本発明において上記顕在化処理として、溶解液を用いた溶解処理を用いた方法は、積層体の上層は溶解せず、下層を溶解する溶解液をクラックより浸透させ、下層を溶解して空洞部を形成することにより、該空洞部上の上層を窪ませる方法で、クラックが実際よりも大きな黒帯となって容易に観察される。
【0017】
【発明の実施の形態】
本発明において、顕在化処理としては、先に挙げた溶解処理が好ましい。以下、溶解処理により顕在化する工程を例に挙げて本発明を説明する。
【0018】
図1は積層体に発生したクラックを溶解処理により顕在化した後の該積層体の断面を模式的に示す図である。図中(a)は上面図、(b)はそのA−A’断面図である。図中、101はクラック、102は黒帯、103は基板、104は下層、105は上層、106は空洞部である。本実施形態においては、クラック101は上層105に発生していた場合を示すが、該クラックが下層104内に及んでいても構わない。
【0019】
本実施形態において、上層105は溶解せず、下層104を溶解する溶解液を積層体の表面、即ち上層105に滴下し、所定の時間放置した後水洗浄し、乾燥する。上記溶解液はクラック101内に浸透し、クラック101の周辺の下層104を溶解する。その結果、下層104に空洞部106が形成され、上層105が窪んでクラック101周辺に黒帯102が形成される。この黒帯102によってクラック101の低倍率観察が可能となる。
【0020】
本発明の検査方法において検出されるクラック101は、材料のひび割れ、欠損等であり、その大きさに特に制限はないが、数百〜数千Åの幅のクラックについて本発明にかかる顕在化処理の効果が大きい。
【0021】
本発明の検査方法の対象となる積層体は、特に限定はないが、基板上に複数種の層が積層されているもの、例えば、プリント基板、太陽電池モジュールの構成部材である光起電力素子において本発明は好ましく適用される。これらの積層体は、通常、基板上に電極層や半導体層等機能層を複数有しいる。
【0022】
本発明にかかる積層体の基板103としては、積層体の補強材の役割をするもので、該基板の上に様々な機能層が形成されている。基板自体が導電性で電極層として作用する場合もある。具体的には、ステンレス、銅、鉄、アルミニウム、ポリイミド、ポリエチレンテレフタレート等などが用いられている。
【0023】
本発明において、積層体の上層105は、本発明により検出したいクラックが存在する積層体中の層であり、半導体層であることが多い。その理由は、プリント基板や光起電力素子等の積層体の信頼性に影響するのは半導体層にクラックが発生した場合がほとんどで、ダイオード特性が変化し、ショートやマイグレーション等が生じるからである。具体的には、アモルファスシリコン層、単結晶シリコン層、薄膜多結晶シリコン層などであり、これら半導体は一般的に溶解しにくいため、本発明の顕在化処理の好ましい形態である溶解処理に最適である。
【0024】
また、本発明にかかる上層105は表面層でなくても良く、図1の上層105上にさらに他の機能層が存在する場合には、該機能層を剥離して、或いは溶解処理に用いる溶解液によって溶解除去して上層105が露出するようにすれば良い。
【0025】
本発明にかかる下層104は、溶解処理によって溶解され得る層であり、上層105が半導体層である場合には、当該下層104は電極層であることが多く、例えば、金属や金属酸化物で形成される。金属や金属酸化物は半導体に比べて溶解し易く、溶解液の選択が容易である。具体的には、アルミニウム、酸化亜鉛、酸化インジウムなどであり、特に酸化亜鉛は酸にもアルカリにも溶解することから、本発明にかかる溶解処理による顕在化に適している。
【0026】
本発明にかかる溶解処理に用いられる溶解液は、下層104を溶解し、上層105を溶解しないものである。上記したような、下層104が金属や金属酸化物、上層105が半導体である積層体については、酸性水溶液、例えば希硝酸等が好ましく用いられる。他にも希塩酸、フェノール酸などが挙げられる。また、酸性水溶液に限らず、アルカリ性水溶液、有機溶剤などを用いられる。具体的には、例えば水酸化ナトリウムやジクロロメタン等が用いられるが、有害性の少ない希硝酸が特に好ましい。
【0027】
本発明によれば、クラック101を顕在化処理するため、該顕在化処理の後に切り出し作業を行ったとしても、該切り出し作業で発生したクラックとは容易に区別することができる。よって、先ず顕在化処理を施し、ルーペ等によってクラック101の有無のみを確認し、クラックが発生していた場合にのみ当該領域を切り出して電子顕微鏡等により詳しく観察し、クラックの幅や長さなどを測定することにより、製造工程で発生したクラックを正確に把握することができる。
【0028】
本発明にかかる顕在化処理ではクラックが実際よりも大きく観察されるため、例えば130倍程度の低倍率で検出することが可能で、広い視野でクラックの発生分布を観察することもできる。
【0029】
【実施例】
図2に本発明の実施例において検査対象とした屋根材一体型太陽電池モジュールの斜視図を示す。当該モジュールは補強板201であるガルバニウム鋼板上に、光起電力素子としてアモルファスシリコン半導体基板がラミネートにより樹脂封止されている。図中、202が樹脂封止された素子である。当該モジュールは平板状態で上記半導体基板がラミネートされ、その後ローラーフォーマー加工、プレス加工により、図2のような形態に成形される。この加工により、光起電力素子202は引張、圧縮のストレスを受け、引張が大きな部分、例えば山部203でクラックが発生し易い。よって、このクラックの発生を防止する検討を行う上で、当該クラックの観察が必要であった。
【0030】
図3は図2のモジュールから切り出した山部の小片サンプルの断面模式図である。補強板201の上に、光起電力素子304が樹脂307で封止されている。光起電力素子304は製造工程での傷付きを防止するため、保護膜305としてアクリルシリコンがコーティングされている。さらに表面側の汚れ防止層を兼ねた絶縁層306としてフッ素フィルム、裏面側の絶縁層303としてポリエステルテレフタレートフィルム、及びこれらを接着する充填層302a〜302cとしてエチレンビニルアセテートによりラミネートされている。
【0031】
小片サンプルは図2のモジュールから切り出しており、約10mm角サイズである。切り出し方法はバンドソーで大きく切断した後、精密砥石で所定の大きさまで切り出す。
【0032】
図4は上記小片サンプルの表面を剥離し、光起電力素子304の表面を露出させた状態の断面模式図であり、光起電力素子304の細部を拡大して示している。本実施例の光起電力素子304は、ステンレス製の基板402上に、光反射層403としてアルミニウム層、光拡散層404として酸化亜鉛層、光起電力層405としてアモルファスシリコン層、透明電極層406として酸化インジウム層が順次形成されており、クラック407が複数本存在し、その深さは光拡散層404まで及んでおり、その幅は約100Å程度である。
【0033】
尚、表面側の絶縁層306、充填層302cは、単純にラジオペンチで剥ぎ取り、保護膜305は市販の塗膜剥離剤を用いて剥離した。
【0034】
図5に図4の小片サンプルに本発明にかかる溶解処理を施し、クラック407を顕在化した後の断面模式図を示す。本実施例においては、溶解液として3%硝酸を用い、当該小片サンプルに該溶解液を滴下して3分間放置した後洗浄した。当該処理により、透明電極層406が溶解して除去され、クラック407より溶解液が浸透して下層である光拡散層404と光反射層403が溶解した。その結果、各クラック407の周辺に空洞部501が形成され、光起電力層405が窪んで該光起電力層405表面のクラック407周辺に黒帯502が発生した。
【0035】
上記サンプルのクラックの有無及びその発生分布を電子顕微鏡により観察したところ、130倍でも判別することができた。
【0036】
尚、本実施例においては、本発明にかかる顕在化処理の効果を確認するために、小片サンプルを切り出してから顕在化処理を施したが、前記したように、小片サンプルを切り出す前に顕在化処理を施すことにより、顕在化しなかったクラックをサンプル切り出し時に発生したクラックとして区別することができる。
【0037】
【発明の効果】
本発明によれば、低倍率でも微細なクラックを観察することができるため、電子顕微鏡、光学顕微鏡、ルーペ等で観察することができ、特殊な装置や煩雑な工程が不要で安価に実施することができる。また、低倍率で観察できるため、観察視野が広く、クラック発生分布も同時に観察することができる。さらに、クラックの幅や長さ、形状など詳細な観察を行う場合でも、予めルーペ等でクラックの有無を検出した後、あらためて検出されたクラックについて電子顕微鏡等により観察すれば良いため、効率良く観察を行うことができる。
【0038】
本発明の顕在化処理を溶解処理により実施することにより、耐熱性のない積層体においても好ましく適用することができる。また、当該処理は小片の切り出し前に行うことができるため、切り出し工程で発生するクラックと区別することができ、製造工程で発生したクラックを正確に把握することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態の顕在化処理を施した後の積層体のクラック周辺部を拡大した模式図である。
【図2】本発明の実施例でクラック検出対象とした屋根材一体型太陽電池モジュールの斜視図である。
【図3】図2のモジュールより切り出した小片サンプルの断面模式図である。
【図4】図3の小片サンプルの表面を剥離した後の光起電力素子部分の拡大断面模式図である。
【図5】図4の小片サンプルに本発明にかかる顕在化処理を施した後の様子を示す断面模式図である。
【符号の説明】
101 クラック
102 黒帯
103 基板
104 下層
105 上層
106 空洞部
201 補強材
202 光起電力素子
203 山部
302a〜302c 充填層
303,306 絶縁層
304 光起電力素子
305 保護膜
307 樹脂
402 基板
403 光反射層
404 光拡散層
405 光起電力層
406 透明電極層
406 透明電極層
407 クラック
501 空洞部
502 黒帯
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for inspecting cracks generated in a laminate used for a solar cell module, a printed wiring board, and the like, and particularly to a method for inspecting minute cracks that cannot be detected unless observed at a high magnification.
[0002]
[Prior art]
Highly integrated printed wiring boards require fine circuit formation and require small through-hole processing. If the processing conditions for forming the through hole are poor, cracks may occur around the through hole. Since this crack impairs the reliability of the printed wiring board, it is necessary to confirm the presence or absence of the crack. Conventionally, the following crack observation method has been proposed.
[0003]
The method for observing cracks described in Japanese Patent Laid-Open No. 5-18910 is to irradiate the fluorescent material with ultraviolet rays, visible rays, X-rays, α rays, β rays, etc. after infiltrating the fluorescent agent into the cracks. This is a method of observing fluorescence obtained by exciting a fluorescent agent.
[0004]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-11461 describes a method for inspecting cracks on the surface of a flat steel wire manufactured by wire drawing or rolling. The inspection method is a method in which oil is applied to the surface of a flat steel wire, and then a blueing process is performed at 250 ° C. to 450 ° C., and a crack is observed by a color change appearing on the surface of the flat steel wire.
[0005]
Furthermore, Japanese Patent Laid-Open No. 5-281149 proposes a crack detection device that can be accurately detected by automatic control. In this method, a light beam is scanned to detect a crack generated on the wafer, and a crack on the wafer is detected from a shift in the imaging position of the reflected light.
[0006]
In addition, a method for detecting a crack inside a material nondestructively by an ultrasonic microscope, a method for detecting a sound wave generated by crack formation by an acoustic mission, and the like have been reported.
[0007]
Conventionally, using the crack observation method and the detection method as described above, examination of processing conditions in which a crack does not occur and inspection for the presence or absence of a crack in a manufacturing process have been performed.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
The roof material integrated solar cell module has a structure in which a semiconductor substrate is sealed with a resin on a reinforcing material, and the reinforcing material is processed to have a roof material function. Accordingly, the semiconductor substrate is processed in the same manner when the roof material is processed, and cracks may occur in the processed portion of the semiconductor substrate depending on the conditions. If cracks occur in the semiconductor substrate, the reliability of the solar cell module may be impaired. Therefore, in the development of the solar cell module, processing conditions that do not cause cracks have been studied, but the conventional crack observation method and detection method as described above have the following problems.
[0009]
For example, in the method described in JP-A-5-18910, in order to infiltrate the fluorescent agent into the crack, the sample is immersed in a fluorescent solution, and (1) the pressure is reduced to remove the crack. It is stated that it is preferable to combine at least two of the following methods: 2) pressurization, 3) ultrasonic vibration, or 4) heating the sample and then immersing the sample in a fluorescent solution. That is, it is difficult to allow the fluorescent solution to penetrate into the crack, and the above-described operation is required, and the process is complicated.
[0010]
Further, in order to immerse in the fluorescent solution, the sample is limited to a certain size, and in the case of a large sample such as a solar cell module, it is necessary to cut out a small piece for inspection. However, there is a possibility that a new crack may be generated due to stress such as vibration, pressure, and strain at the time of cutting out the small piece, and there is a problem that the crack in the manufacturing process cannot be accurately grasped.
[0011]
Further, the method described in JP-A-6-11461 applies oil to cracks and treats them at a high temperature of 250 ° C. to 450 ° C. In some cases, cracks may occur, and in the case of a material having a low glass transition temperature, the material dissolves, so that the method cannot be used depending on the material.
[0012]
In addition, a detection method using reflection of a light beam, a detection method using an ultrasonic microscope, a detection method using acoustic emission, and the like cannot be easily used because the apparatus is large and special.
[0013]
An object of the present invention is to provide a crack detection method that solves the above problems. Specifically, there is no need for special equipment or high-temperature treatment, and it is a method that can detect cracks in a simple process, in particular, a method that can detect cracks accurately for large laminates such as solar cell modules. It is to provide.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
First aspect of the present invention, a crack generated in the laminate, after processing actualized, a observation to torque rack inspection method,
The laminate has at least two different layers on the substrate;
In the above-described revealing treatment, a lower layer on the substrate side of the laminate is dissolved, but a solution not dissolved in the upper layer is infiltrated from the crack, the lower layer is dissolved to form a cavity, and the upper layer on the cavity is recessed. It is a process for revealing cracks by rolling.
The second aspect of the present invention is a crack inspection method for observing a crack generated in a laminate after the revealing treatment,
The laminate has at least two different layers on the substrate, and the upper layer is an amorphous silicon layer.
The third aspect of the present invention is a crack inspection method for observing a crack generated in a laminate after the revealing treatment,
The laminate has at least two different layers on the substrate, and the lower layer on the substrate side is a metal oxide layer.
[0015]
In the present invention, since the cracks are observed after being exposed, the fine cracks can be confirmed even at a low magnification, and even if it is necessary to cut out small pieces for performing detailed observation, the cutting work is performed. Therefore, it is possible to accurately grasp the crack generated in the manufacturing process.
[0016]
And with the actualized process in the present invention, lysates how using a dissolution treatment using the upper layer of the laminate does not dissolve, the solution which dissolves the lower layer is permeated from the crack, by dissolving the lower layer By forming the hollow portion, the crack is easily observed as a black belt larger than the actual size by a method in which the upper layer on the hollow portion is depressed.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In the present invention, the above-described dissolution treatment is preferable as the revealing treatment. Hereinafter, the present invention will be described by taking as an example a process that becomes apparent by dissolution treatment.
[0018]
FIG. 1 is a diagram schematically showing a cross-section of the laminate after the cracks generated in the laminate are revealed by a dissolution treatment. In the figure, (a) is a top view and (b) is a cross-sectional view taken along the line AA ′. In the figure, 101 is a crack, 102 is a black belt, 103 is a substrate, 104 is a lower layer, 105 is an upper layer, and 106 is a cavity. In the present embodiment, the case where the crack 101 occurs in the upper layer 105 is shown, but the crack may extend into the lower layer 104.
[0019]
In this embodiment, the upper layer 105 is not dissolved, and a solution for dissolving the lower layer 104 is dropped on the surface of the laminate, that is, the upper layer 105, left for a predetermined time, washed with water, and dried. The dissolving solution penetrates into the crack 101 and dissolves the lower layer 104 around the crack 101. As a result, a cavity 106 is formed in the lower layer 104, the upper layer 105 is depressed, and a black belt 102 is formed around the crack 101. The black belt 102 enables the crack 101 to be observed at a low magnification.
[0020]
The crack 101 detected in the inspection method of the present invention is a crack, a defect, or the like of the material, and the size thereof is not particularly limited. However, the manifestation process according to the present invention for a crack with a width of several hundreds to several thousand squares. The effect is great.
[0021]
The laminate that is the subject of the inspection method of the present invention is not particularly limited, but a photovoltaic element that is a constituent member of a plurality of types of layers laminated on a substrate, for example, a printed board or a solar cell module. In the present invention, the present invention is preferably applied. These laminates usually have a plurality of functional layers such as electrode layers and semiconductor layers on a substrate.
[0022]
The substrate 103 of the laminate according to the present invention serves as a reinforcing material for the laminate, and various functional layers are formed on the substrate. In some cases, the substrate itself is conductive and acts as an electrode layer. Specifically, stainless steel, copper, iron, aluminum, polyimide, polyethylene terephthalate, or the like is used.
[0023]
In the present invention, the upper layer 105 of the stacked body is a layer in the stacked body where cracks to be detected by the present invention are present, and is often a semiconductor layer. The reason is that the reliability of the laminated body such as a printed circuit board or a photovoltaic element is mostly caused by cracks in the semiconductor layer, and the diode characteristics change, causing short circuit or migration. . Specifically, it is an amorphous silicon layer, a single crystal silicon layer, a thin-film polycrystalline silicon layer, etc., and these semiconductors are generally difficult to dissolve, and thus are most suitable for the dissolution process which is a preferred form of the revealing process of the present invention. is there.
[0024]
Further, the upper layer 105 according to the present invention may not be a surface layer. When another functional layer is present on the upper layer 105 in FIG. 1, the functional layer is peeled off or dissolved for use in the dissolution treatment. The upper layer 105 may be exposed by dissolving and removing with a liquid.
[0025]
The lower layer 104 according to the present invention is a layer that can be dissolved by a dissolution process. When the upper layer 105 is a semiconductor layer, the lower layer 104 is often an electrode layer, and is formed of, for example, a metal or a metal oxide. Is done. Metals and metal oxides are easier to dissolve than semiconductors, and the solution can be easily selected. Specifically, it is aluminum, zinc oxide, indium oxide, etc. In particular, since zinc oxide dissolves in both acid and alkali, it is suitable for revealing by the dissolution treatment according to the present invention.
[0026]
The solution used for the dissolution treatment according to the present invention dissolves the lower layer 104 and does not dissolve the upper layer 105. For the laminate in which the lower layer 104 is a metal or metal oxide and the upper layer 105 is a semiconductor as described above, an acidic aqueous solution such as dilute nitric acid is preferably used. Other examples include dilute hydrochloric acid and phenolic acid. Moreover, not only acidic aqueous solution but alkaline aqueous solution, an organic solvent, etc. are used. Specifically, for example, sodium hydroxide, dichloromethane or the like is used, but dilute nitric acid with less harmfulness is particularly preferable.
[0027]
According to the present invention, since the crack 101 is exposed, even if the cutting operation is performed after the revealing processing, the crack 101 can be easily distinguished from the crack generated in the cutting operation. Therefore, first, a manifestation process is performed, and only the presence or absence of the crack 101 is confirmed with a loupe or the like. Only when the crack has occurred, the region is cut out and closely observed with an electron microscope or the like, and the width and length of the crack. By measuring this, it is possible to accurately grasp the cracks generated in the manufacturing process.
[0028]
In the clarification process according to the present invention, since cracks are observed larger than actual, it can be detected at a low magnification of, for example, about 130 times, and the occurrence distribution of cracks can be observed with a wide field of view.
[0029]
【Example】
FIG. 2 is a perspective view of a roof material integrated solar cell module which is an inspection object in the embodiment of the present invention. In the module, an amorphous silicon semiconductor substrate is sealed with a laminate as a photovoltaic element on a galvanium steel plate which is a reinforcing plate 201. In the figure, 202 is a resin-sealed element. The semiconductor substrate is laminated in a flat state, and then formed into a form as shown in FIG. 2 by roller former processing and press processing. By this processing, the photovoltaic element 202 is subjected to tensile stress and compression stress, and cracks are likely to occur in a portion where the tensile force is large, for example, the peak portion 203. Therefore, it is necessary to observe the crack in order to investigate the generation of the crack.
[0030]
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of a small sample of a mountain portion cut out from the module of FIG. On the reinforcing plate 201, the photovoltaic element 304 is sealed with a resin 307. The photovoltaic element 304 is coated with acrylic silicon as the protective film 305 in order to prevent damage in the manufacturing process. Further, a fluorine film is laminated as the insulating layer 306 which also serves as the antifouling layer on the front surface side, a polyester terephthalate film is laminated as the insulating layer 303 on the back surface side, and ethylene vinyl acetate is laminated as the filling layers 302a to 302c for bonding them.
[0031]
A small sample is cut out from the module of FIG. 2 and is about 10 mm square. The cutting method is to cut a large size with a band saw and then cut to a predetermined size with a precision grindstone.
[0032]
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of the state where the surface of the small sample is peeled off and the surface of the photovoltaic element 304 is exposed, and shows details of the photovoltaic element 304 in an enlarged manner. In the photovoltaic element 304 of this embodiment, an aluminum layer as the light reflecting layer 403, a zinc oxide layer as the light diffusing layer 404, an amorphous silicon layer as the photovoltaic layer 405, and a transparent electrode layer 406 are formed on a stainless steel substrate 402. Indium oxide layers are sequentially formed, a plurality of cracks 407 are present, the depth extends to the light diffusion layer 404, and the width is about 100 mm.
[0033]
The insulating layer 306 and the filling layer 302c on the surface side were simply peeled off with radio pliers, and the protective film 305 was peeled off using a commercially available coating film peeling agent.
[0034]
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view after the small sample of FIG. 4 is subjected to the dissolution treatment according to the present invention to reveal the crack 407. In this example, 3% nitric acid was used as a solution, and the solution was dropped onto the small piece sample and allowed to stand for 3 minutes, followed by washing. By the treatment, the transparent electrode layer 406 was dissolved and removed, and the solution was infiltrated from the crack 407, and the light diffusion layer 404 and the light reflection layer 403 as lower layers were dissolved. As a result, a cavity 501 was formed around each crack 407, the photovoltaic layer 405 was depressed, and a black belt 502 was generated around the crack 407 on the surface of the photovoltaic layer 405.
[0035]
When the presence or absence of cracks in the sample and the distribution of the occurrence were observed with an electron microscope, it could be determined even at 130 times.
[0036]
In this example, in order to confirm the effect of the revealing process according to the present invention, the small piece sample was cut out and then the revealing process was performed. As described above, the manifestation process was performed before cutting out the small piece sample. By performing the treatment, it is possible to distinguish a crack that has not been revealed as a crack generated at the time of cutting out the sample.
[0037]
【The invention's effect】
According to the present invention, since fine cracks can be observed even at a low magnification, it can be observed with an electron microscope, an optical microscope, a loupe, etc. Can do. Moreover, since observation is possible at a low magnification, the observation visual field is wide and the crack generation distribution can be observed simultaneously. Furthermore, even when performing detailed observations such as the width, length, and shape of cracks, the presence or absence of cracks should be detected in advance with a magnifying glass, etc., and then the cracks detected anew can be observed with an electron microscope or the like. It can be performed.
[0038]
By carrying out the revealing treatment of the present invention by dissolution treatment, it can be preferably applied to a laminate having no heat resistance. Moreover, since the said process can be performed before cutting out a small piece, it can distinguish from the crack which generate | occur | produces in a cutting process, and can grasp | ascertain the crack which generate | occur | produced in the manufacturing process correctly.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an enlarged schematic view of a crack peripheral portion of a laminated body after a materializing process according to an embodiment of the present invention is performed.
FIG. 2 is a perspective view of a roofing material integrated solar cell module that is a crack detection target in an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of a small piece sample cut out from the module of FIG. 2;
4 is an enlarged schematic cross-sectional view of a photovoltaic element portion after the surface of the small sample shown in FIG. 3 is peeled off.
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing a state after subjecting the small sample of FIG. 4 to the revealing process according to the present invention.
[Explanation of symbols]
101 Crack 102 Black belt 103 Substrate 104 Lower layer 105 Upper layer 106 Cavity 201 Reinforcement material 202 Photovoltaic element 203 Mountains 302a to 302c Filling layers 303 and 306 Insulating layer 304 Photovoltaic element 305 Protective film 307 Resin 402 Substrate 403 Light reflection Layer 404 Light diffusion layer 405 Photovoltaic layer 406 Transparent electrode layer 406 Transparent electrode layer 407 Crack 501 Cavity 502 Black belt

Claims (9)

積層体に発生したクラックを、顕在化処理した後、観察するクラック検査方法であって、
上記積層体が、基板上に少なくとも2層の異なる層を有し、
上記顕在化処理が、積層体の基板側の下層は溶解し、上層は溶解しない溶解液を上記クラックより浸透させ、該下層を溶解して空洞部を形成し、該空洞部上の上層を窪ませることによりクラックを顕在化する処理であることを特徴とするクラック検査方法。
A crack inspection method for observing a crack generated in a laminated body after revealing it,
The laminate has at least two different layers on the substrate;
In the above-described revealing treatment, a lower layer on the substrate side of the laminate is dissolved, but a solution not dissolved in the upper layer is infiltrated from the crack, the lower layer is dissolved to form a cavity, and the upper layer on the cavity is recessed. A method for inspecting cracks, characterized in that it is a process for revealing cracks when exposed .
上記下層が金属酸化物層である請求項に記載のクラック検査方法。The crack inspection method according to claim 1 , wherein the lower layer is a metal oxide layer. 上記溶解液が酸性水溶液である請求項1または2に記載のクラック検査方法。Crack inspection method according to claim 1 or 2 said solution is an acidic aqueous solution. 積層体に発生したクラックを、顕在化処理した後、観察するクラック検査方法であって、A crack inspection method for observing a crack generated in a laminated body after revealing it,
上記積層体が、基板上に少なくとも2層の異なる層を有し、上層がアモルファスシリコン層であることを特徴とするクラック検査方法。A crack inspection method, wherein the laminate has at least two different layers on a substrate, and the upper layer is an amorphous silicon layer.
積層体に発生したクラックを、顕在化処理した後、観察するクラック検査方法であって、A crack inspection method for observing a crack generated in a laminated body after revealing it,
上記積層体が、基板上に少なくとも2層の異なる層を有し、基板側の下層が金属酸化物層であることを特徴とするクラック検査方法。A crack inspection method, wherein the laminate has at least two different layers on a substrate, and the lower layer on the substrate side is a metal oxide layer.
上記金属酸化物層が亜鉛酸化物層である請求項2または5に記載のクラック検査方法。The crack inspection method according to claim 2 , wherein the metal oxide layer is a zinc oxide layer. 上記積層体の上層が半導体層である請求項1〜3,5,6のいずれかに記載のクラック検査方法。Crack inspection method according to any one of claims 1~3,5,6 layer of the laminate is a semiconductor layer. 上記半導体層がアモルファスシリコン層である請求項に記載のクラック検査方法。The crack inspection method according to claim 7 , wherein the semiconductor layer is an amorphous silicon layer. 上記顕在化処理の後に、所望の領域を小片に切り出して観察を行う請求項1〜8のいずれかに記載のクラック検査方法。  The crack inspection method according to any one of claims 1 to 8, wherein after the revealing process, a desired region is cut into small pieces and observed.
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