JPH11211675A - クラック検査方法 - Google Patents
クラック検査方法Info
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- JPH11211675A JPH11211675A JP10017609A JP1760998A JPH11211675A JP H11211675 A JPH11211675 A JP H11211675A JP 10017609 A JP10017609 A JP 10017609A JP 1760998 A JP1760998 A JP 1760998A JP H11211675 A JPH11211675 A JP H11211675A
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- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
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- Light Receiving Elements (AREA)
- Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
力素子の半導体層に発生したクラックを正確に且つ簡易
な操作で検出する。 【解決手段】 クラック101の発生した上層105は
溶解せず、下層104を溶解する溶解液をクラック10
1に滴下し、下層104のクラック101周辺を溶解し
て空洞部106を形成し、該空洞部106上の上層10
5を窪ませることにより、上層105表面のクラック1
01周辺に黒帯102を形成し、微細なクラック101
を顕在化し、観察する。
Description
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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、減圧してクラ
ック内を脱法する、加圧する、超音波振動する、ま
たは、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。
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。
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。
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。
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。
したクラックを、顕在化処理した後、観察することを特
徴とするクラック検査方法である。
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。
しくは、溶解液を用いた溶解処理を用いる。この方法
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。
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。
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、10
6は空洞部である。本実施形態においては、クラック1
01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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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、20
2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。
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3
03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。
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。
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40
5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。
c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。
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40
3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。
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。
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。
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。
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。
積層体のクラック周辺部を拡大した模式図である。
材一体型太陽電池モジュールの斜視図である。
の断面模式図である。
電力素子部分の拡大断面模式図である。
理を施した後の様子を示す断面模式図である。
Claims (9)
- 【請求項1】 積層体に発生したクラックを、顕在化処
理した後、観察することを特徴とするクラック検査方
法。 - 【請求項2】 上記積層体が、基板上に少なくとも2層
の異なる層を有している請求項1記載のクラック検査方
法。 - 【請求項3】 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
処理である請求項2記載のクラック検査方法。 - 【請求項4】 上記上層が半導体層である請求項2また
は3記載のクラック検査方法。 - 【請求項5】 上記半導体層がアモルファスシリコン層
である請求項4記載のクラック検査方法。 - 【請求項6】 上記下層が金属酸化物層である請求項2
〜5いずれかに記載のクラック検査方法。 - 【請求項7】 上記金属酸化物層が亜鉛酸化物層である
請求項6記載のクラック検査方法。 - 【請求項8】 上記溶解液が酸性水溶液である請求項3
〜7いずれかに記載のクラック検査方法。 - 【請求項9】 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いずれかに記載
のクラック検査方法。
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JP01760998A JP3679594B2 (ja) | 1998-01-30 | 1998-01-30 | クラック検査方法 |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004132951A (ja) * | 2002-06-07 | 2004-04-30 | Interuniv Micro Electronica Centrum Vzw | 層の完全性に関するウェハの水準を検出する方法 |
CN111766256A (zh) * | 2020-07-08 | 2020-10-13 | 铜陵华科电子材料有限公司 | 一种线路板基材表面白点的检查方法 |
JP2021133328A (ja) * | 2020-02-28 | 2021-09-13 | 株式会社ディスコ | クラック検出方法 |
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---|---|---|---|---|
JP5562310B2 (ja) * | 2011-10-07 | 2014-07-30 | 康一 高橋 | 構造物の劣化検査方法 |
-
1998
- 1998-01-30 JP JP01760998A patent/JP3679594B2/ja not_active Expired - Fee Related
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US11519865B2 (en) * | 2020-02-28 | 2022-12-06 | Disco Corporation | Crack detection method |
CN111766256A (zh) * | 2020-07-08 | 2020-10-13 | 铜陵华科电子材料有限公司 | 一种线路板基材表面白点的检查方法 |
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