專利名稱：用于將導電體連接到連接導線的具有二極管的連接設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于將至少一個導電體連接到至少一個連接導線的連接設(shè)備，該連接設(shè)備具有中間連接布置，該中間連接布置具有至少一個二極管。這種類型的連接設(shè)備被配置尤其用于太陽能電池組件的太陽能電池的電連接。
背景技術(shù)：
用于產(chǎn)生電能的太陽能電池組件通常包括分層布置，其具有位于暴露側(cè)的平坦的第一層，例如具有低吸收作用的玻璃蓋板，以及位于后側(cè)的平坦的第二層，例如玻璃蓋板。單個太陽能電池，其可以通過光生伏打效應(yīng)產(chǎn)生電能，布置在這些層之間并且在該分層布置內(nèi)相互連接。以這種形式形成的太陽電池板通常設(shè)置有環(huán)繞的連接器殼體。為了獲得更高的電壓和電流，多個太陽能電池組合成太陽能電池組件并以相互串連或者并聯(lián)的形式連接。
在傳統(tǒng)的太陽能電池組件中，通常用連接金屬片接觸太陽能電池的與暴露側(cè)分開的后側(cè)，所述金屬片借助于接線盒形式的連接設(shè)備連接到連接導線，也被稱為太陽能導線。這種連接通過，例如，焊接、螺紋連接或者使用可以將連接金屬片夾緊到導電軌的夾子來實現(xiàn)。
通常用于太陽能電池組件的太陽能電池的電連接的這種類型的連接設(shè)備包括一個或多個二極管，其可以防止提供了不同太陽能電流和太陽能電壓的位于陽光下的太陽能電池和位于陰暗處的太陽能電池之間的均衡電流。因此，組件即使在局部陰影下也可以連續(xù)工作并且相應(yīng)的減少功率。這樣的旁路二極管，如他們所知，通常具有圓形配置，這意味著它們只具有有限的用途，尤其是對于高功率來說。在二極管中產(chǎn)生相對高的損耗，尤其是在高功率的情況下，其必須以熱的形式消散到連接設(shè)備外部。然而，在介紹中提及類型的連接設(shè)備中，在具有圓形配置的二極管的情況下，產(chǎn)生的廢熱的消散相對較差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是限定一種介紹中提及類型的連接設(shè)備，其適用于將導電體，尤其是太陽能電池組件的導電體，連接到連接導線，即使在傳輸高功率的情況下也是如此。
本發(fā)明通過形成權(quán)利要求1所述類型的連接設(shè)備實現(xiàn)了這個目的，其可以通過根據(jù)權(quán)利要求21特征的方法生產(chǎn)，還通過根據(jù)權(quán)利要求23的配置有這種連接設(shè)備的太陽能電池組件實現(xiàn)了這個目的。本發(fā)明的優(yōu)選實施例和發(fā)展在從屬權(quán)利要求中給出。
根據(jù)本發(fā)明的連接設(shè)備包括連接器殼體，其具有至少一個用于連接導線的連接導線通孔和至少一個用于導電體的導體通孔，加上布置在連接器殼體中的中間連接布置，所述中間連接布置具有用于連接連接導線的第一連接區(qū)域和用于連接導電體的第二連接區(qū)域。中間連接布置包括具有導電體結(jié)構(gòu)的基底布置、熱傳導結(jié)構(gòu)以及至少一個二極管。二極管配置為具有兩個基本平坦的相對主表面的扁平二極管。二極管連接到導電體結(jié)構(gòu)，并通過其至少一個主表面連接到熱傳導結(jié)構(gòu)。導電體結(jié)構(gòu)被配置用于第一連接區(qū)域和第二連接區(qū)域的電連接，而熱傳導結(jié)構(gòu)被配置為消散來自二極管的熱量。
由于根據(jù)本發(fā)明，提供了優(yōu)選具有大表面積的熱傳導結(jié)構(gòu)，并且二極管被配置為扁平二極管并通過其至少一個主表面高效連接到熱傳導結(jié)構(gòu)，所以實質(zhì)上二極管中產(chǎn)生的廢熱有可能更好的消散，因為在連接設(shè)備內(nèi)部獲得了用于二極管的更高的熱傳導率。因此二極管可以承受更高的熱負載，為此即使更高的電功率也可以在連接設(shè)備中從導電體傳輸?shù)竭B接導線。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，封裝二極管的封裝材料如此設(shè)置和布置以致它與二極管接觸并且從二極管吸收熱能。例如，封裝材料可以例如在置于基底布置上之后封裝二極管。封裝材料尤其是一種熱塑性聚合物。使用這樣的布置，有可能增加待從二極管消散熱量的散發(fā)量，因為封裝材料可以吸收額外的熱輸出，并將其釋放到連接器殼體的外部。另外，增加了熱容量，從而提高了動態(tài)性能，因為可以吸收瞬間高水平的散發(fā)熱。另外的優(yōu)點是，通過使用封裝材料，例如可以形成可選的到達金屬熱傳導結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換，因此增加了整體熱傳導率。另外，在較大的表面積上實現(xiàn)了與二極管的接觸，其也增加了消散的熱能。
根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，基底布置具有板結(jié)構(gòu)。根據(jù)本發(fā)明的第一方面，基底布置尤其包括印刷電路板，導電體結(jié)構(gòu)包括應(yīng)用到印刷電路板上的跡線。在這種情況下，二極管可直接安裝在印刷電路板上，例如，連接到平坦表面上的其中一個跡線上。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，基底布置尤其包括穿孔柵格，其具有多個相互分離的穿孔柵格構(gòu)件。這種情況下，二極管也可以在平坦表面上連接到其中一個穿孔柵格構(gòu)件，實現(xiàn)了從二極管到基底布置的最理想的傳熱。根據(jù)這些實施例，導電體結(jié)構(gòu)也形成至少部分熱傳導結(jié)構(gòu)，因為來自二極管的大部分廢熱經(jīng)過導電體結(jié)構(gòu)的金屬表面通過平坦表面上的傳熱和熱傳導消散。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，熱傳導結(jié)構(gòu)被與基底布置分離布置。例如，熱傳導結(jié)構(gòu)被配置為金屬板，其例如被嵌入在基底布置旁邊的封裝材料中。例如，二極管和封裝二極管的封裝材料被布置在基底布置上，與基底布置分離布置的形式可能為金屬板的至少一部分熱傳導結(jié)構(gòu)被嵌入封裝材料中。以這種方式增加了熱傳導率，因為來自二極管的額外熱能可通過封裝材料和熱傳導結(jié)構(gòu)的分離構(gòu)件消散。
根據(jù)本發(fā)明的進一步實施例，熱傳導結(jié)構(gòu)被布置在例如印刷電路板形式的基底布置的至少兩個不同的側(cè)面上，在基底布置的第一側(cè)面上形成第一局部熱傳導結(jié)構(gòu)，在基底布置的第二側(cè)面上例如印刷電路板的后側(cè)面上形成第二局部熱傳導結(jié)構(gòu)。這里，二極管連接到例如印刷電路板前側(cè)面上的第一局部熱傳導結(jié)構(gòu)。為了連接第一局部熱傳導結(jié)構(gòu)和第二局部熱傳導結(jié)構(gòu)，熱傳導結(jié)構(gòu)具有穿過基底布置的板通孔。因此，二極管發(fā)射的熱能例如可以被傳導到印刷電路板的前側(cè)面和后側(cè)面，因此，熱傳導結(jié)構(gòu)的表面可以被有效的擴大，由此也增加了熱傳導結(jié)構(gòu)的熱傳導率。二極管的熱能也可以在熱傳導結(jié)構(gòu)的更大的表面區(qū)域上散發(fā)。
根據(jù)本發(fā)明的進一步實施例，熱傳導結(jié)構(gòu)被連接到一個或多個外部吸熱部件，以消散熱能到連接器殼體外部。尤其是，熱傳導結(jié)構(gòu)被布置在連接器殼體內(nèi)，其在連接器殼體內(nèi)具有至少一個熱傳導通孔。可以通過該熱傳導通孔饋通連接到熱傳導結(jié)構(gòu)的熱導體，以消散二極管的熱能到連接器殼體的外部。這種熱導體，例如，可以被配置為外部吸熱部件，或者被連接到這樣的設(shè)備。因此，二極管的熱能也可以有效地消散到連接器殼體的外部，因此更高的電功率可以在連接器殼體內(nèi)傳輸。
在本發(fā)明的一個實施例中，在連接器殼體內(nèi)可提供多個二極管，其連接到導電體結(jié)構(gòu)并且通過其一個主表面連接到熱傳導結(jié)構(gòu)。在此，至少兩個二極管被相互偏移地布置在中間連接布置的平面上，增加二極管之間的距離，以減少二極管之間的相互熱效應(yīng)。
為了制造上述的連接設(shè)備，二極管安裝在中間連接布置上，然后被封裝在封裝材料中，并且如此形成的中間連接布置被插入連接器殼體中。
對于穿孔柵格被用作基底布置的情況，根據(jù)這種制造方法的一個實施例使用下面的過程為了創(chuàng)建基底布置，由金屬帶形成具有多個穿孔柵格構(gòu)件的穿孔柵格，所述穿孔柵格構(gòu)件最初通過連接板相互連接。因此穿孔柵格的穿孔柵格構(gòu)件被保持在一起用于接下來的制造步驟。在安裝了二極管和在中間連接布置上施加了封裝材料之后，連接板被切斷，現(xiàn)在中間連接布置通過封裝材料保持在一起，并且以這種形式插入連接器殼體中。
根據(jù)本發(fā)明的進一步方面，一種太陽能電池組件配備有這里所述的連接布置。這種情況下，連接設(shè)備的第一連接區(qū)域連接到用于太陽能電池組件外部連接的連接導線，而連接設(shè)備的第二連接區(qū)域連接到太陽能電池組件的至少一個太陽能電池的電接觸形成區(qū)域。例如，連接設(shè)備連接在太陽能電池組件的后部保護板的后側(cè)面。


下面參考附圖中示出的圖形對本發(fā)明進行更詳細的描述，附示了本發(fā)明的實施例，其中圖1是配置有根據(jù)本發(fā)明的連接設(shè)備的太陽能電池組件實施例的示意性側(cè)視圖，圖2是根據(jù)本發(fā)明的連接設(shè)備第一實施例的透視圖，其具有作為基底布置的印刷電路板，圖3是圖2示出的連接設(shè)備實施例的中間連接布置的詳細透視圖，圖4是中間連接布置后側(cè)的實施例的透視圖，圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的連接設(shè)備另一實施例中使用的中間連接布置的進一步實施例，其具有作為基底布置的穿孔柵格，圖6是圖5的中間連接布置的透視圖，其具有施加在其上的封裝材料，圖7A-7D示出了圖5和6的中間連接布置在封裝在封裝材料中之后和切斷穿孔柵格的連接板之后的各種視圖，
圖8，9示出了在制造的各種階段具有穿孔柵格的中間連接布置的進一步實施例，圖10是根據(jù)本發(fā)明的連接設(shè)備進一步實施例的部分截面的詳細透視圖，圖11是根據(jù)本發(fā)明的連接設(shè)備的進一步實施例的透視圖，其具有外部吸熱部件，圖12示出了具有封閉的連接器殼體蓋的圖11的實施例。
具體實施例方式
圖1是根據(jù)本發(fā)明的設(shè)置有連接設(shè)備1的太陽能電池組件100的一個實施例的不按比例的示意性側(cè)視圖。太陽能電池組件100包括分層布置，該分層布置具有以玻璃板形式位于暴露側(cè)的平坦的第一層101和平坦的第二層103。第二層103也可以由玻璃或者保護膜制成。至少一個太陽能電池102位于第一層101和第二層103之間，其當暴露在由光線106表示的光例如陽光下時提供電能。這種能量通過通常以形成印刷電路的銅箔形式的導體箔104從太陽能電池102取走。出于此目的，導體箔104的一側(cè)電連接到太陽能電池102的未暴露的后側(cè)，而另一側(cè)通過導電體13連接到連接設(shè)備1，太陽能電池的能量從該連接設(shè)備通過連接導線11，12取出以供給圖1中未示出的負載。
根據(jù)本實施例，連接設(shè)備1例如通過諸如膠水的粘合劑107連接到第二層103的后側(cè)。另外，第二層103設(shè)置有一個或多個通孔105，例如箔導體形式的一個或多個導電體13可穿過所述通孔從太陽能電池102的后側(cè)進給到連接設(shè)備1。
圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的連接設(shè)備1的第一實施例，其尤其可以用于連接太陽能電池組件100。圖2中示出的連接設(shè)備1包括連接器殼體2，在本實施例中具有兩個用于連接導線11和12的連接導線通孔21和22，連接導線11和12通過連接導線通孔21和22送出。例如，這可以通過在各種情況下都合適配置的連接器來實現(xiàn)。導電體13，例如圖1所示的太陽能電池組件100的電導體箔，通過導體通孔23，24引入到連接器殼體2的內(nèi)部。在本實施例中，兩個導體通孔23，24各自設(shè)置為槽形，以將多個導電體13引入到連接器殼體2內(nèi)部。通過導體通孔23，24引入的導電體13在圖2中未示出。
中間連接布置3額外設(shè)置在連接器殼體2內(nèi)部，其包括用于連接連接導線11，12的第一連接區(qū)域31，以及用于連接由圖1所示的太陽能電池組件100導出的導電體13的第二連接區(qū)域32。在圖2示出的實施例中，中間連接布置3包括印刷電路板4形式的基底布置，其包括導電體結(jié)構(gòu)或者施加在印刷電路板4上形成導電體結(jié)構(gòu)的跡線41。在第一連接區(qū)域31中，電終端42設(shè)置在印刷電路板上，其在本實例中被配置為插入式舌片。連接導線11和12相應(yīng)的電纜接線頭形式的插入式終端被推到電終端42上。
在第二連接區(qū)域32中，印刷電路板4包括各個尺寸穩(wěn)定的平面導體43，其被配置成為各個插入的導電體13的箔型連接區(qū)域提供平坦的接觸表面。該箔型連接區(qū)域，為了清楚起見圖2中未示出，被放置在平面導體43上，并且例如被焊接到那里。印刷電路板4可以通過固定設(shè)備46(圖3)固定到連接器殼體2上，例如該固定設(shè)備46的形式為被固定在連接器殼體2中的相應(yīng)螺釘穿透的印刷電路板4上的開口。在連接器殼體2的本實施例中，進一步的殼體結(jié)構(gòu)被表示在印刷電路板4下面，相對于本發(fā)明而言其執(zhí)行非實質(zhì)功能，但是其可提供在連接器殼體2中，以使連接器殼體2可用于其它應(yīng)用。例如，該結(jié)構(gòu)可用于連接器殼體2的不同應(yīng)用中，以實現(xiàn)其中未使用印刷電路板4的不同的中間連接布置。
如圖2所示，配置為扁平二極管的多個二極管5安裝在印刷電路板4上，或者更精確地說安裝在跡線41上。圖3示出了圖2所示的中間連接布置3的詳細透視圖。如圖3所示，二極管5具有兩個基本平坦的相對的主表面51和52。其中一個主表面51形成二極管5的可見頂面，另一主表面52形成二極管5的不可見的底面。主表面51和52通過各側(cè)表面53連接到一起，這樣主表面51，52和側(cè)表面53形成了二極管5，在本實施例中其形狀基本上為立方體。主表面51和52顯著大于側(cè)表面53。二極管5的扁平結(jié)構(gòu)以這種方式獲得，其也可以被稱為“扁平二極管”。
二極管5通過各自的導線54連接到印刷電路板4的跡線41，在本實例中連接到鄰近各二極管5的跡線41上。到跡線41的第二電連接通過到二極管5底面的第二導線(未示出)實現(xiàn)。位于二極管5上的跡線41以這種方式通過相應(yīng)的二極管5連接到相鄰的跡線41。
在本實施例中，相似類型的多個二極管5設(shè)置在印刷電路板4的前側(cè)，并且連接到印刷電路板4的跡線41。在這種情況下，二極管5在印刷電路板4的平面上相互偏移布置(例如，在印刷電路板4的橫向和縱向軸對角偏移)，以增加二極管5之間的距離，從而減少二極管5的熱效應(yīng)。然而，在備選實施例中，按行并排布置二極管5(例如，沿印刷電路板4的縱軸)也是可能的。
在圖3示出的連接布置中，跡線41通過二極管5串行互連。這樣的電路尤其使用在這種情況下，即太陽能電池組件100的單個太陽能電池102相互連接成太陽能電池電路例如連接成單個太陽能電池102的串聯(lián)連接。在這種情況下，太陽能電池電路在單個不同的電路節(jié)點處連接到中間連接布置3的第二連接區(qū)域32的各平面導體43。因此，太陽能電池電路的成對的電路節(jié)點通過二極管5相互連接。二極管5因此用作各分路二極管，當相應(yīng)組的一個或多個太陽能電池102不發(fā)電時，其可以將電流轉(zhuǎn)向太陽能電池組件100的指定組的太陽能電池102，或者例如當存在部分陰影時僅轉(zhuǎn)向到有限程度以產(chǎn)生電能。
印刷電路板4的跡線41在本實施例中執(zhí)行兩個主要功能。第一，跡線41被用于通過各自的二極管5實現(xiàn)中間連接布置3的第一連接區(qū)域31和第二連接區(qū)域32之間的電連接。第二，跡線41也用作消散來自二極管5的熱能的熱傳導結(jié)構(gòu)，來自二極管的熱能在各二極管中產(chǎn)生為廢熱。通過二極管5的主表面52的相對大的面積實現(xiàn)了向底層跡線41的良好傳熱，具有相對大表面積的跡線41用于向周圍環(huán)境發(fā)射吸收自各二極管的熱。金屬跡線41的大面積用作熱傳導體，其依次可通過例如在圖2和3中未示出的封裝材料消散吸收的熱。
圖4示出了印刷電路板4的后側(cè)4-2的透視圖，在其前側(cè)4-1上安裝有二極管5，如參考圖2和3描述的那樣。印刷電路板4的后側(cè)4-2具有跡線45，其在后側(cè)4-2上沒有相互連接。跡線45基本執(zhí)行作為熱傳導結(jié)構(gòu)的功能，其通過各自的板通孔44連接到印刷電路板4前側(cè)4-1上的跡線41。因此，兩個局部熱傳導結(jié)構(gòu)，以通過板通孔44穿過印刷電路板4相互連接的跡線41和45的形式，形成在印刷電路板4的前側(cè)4-1和后側(cè)4-2上。通過這種方式，跡線41的表面區(qū)域也可以延伸到印刷電路板4的后側(cè)4-2上，以增加用于改善消散二極管熱能的表面積。
圖5示出了用于布置在連接設(shè)備1中的中間連接布置3的另一實施例，其中穿孔柵格6被用作基底布置。圖5示出了制作階段，其中穿孔柵格6的單個穿孔柵格構(gòu)件6-1到6-6仍然通過各自的連接板64相互連接。單獨的穿孔柵格構(gòu)件6-1到6-6每一個都具有用作導電體結(jié)構(gòu)的跡線61。另外，提供了尺寸固定的平面導體63，每一個平面導體都用作導電體13例如圖1所示的太陽能電池組件100的導電體13的箔型連接區(qū)域的平坦接觸表面。平面導體63例如(圖6；圖7a)向上彎曲，箔型連接區(qū)域通過各自的彈性扣件連接到平面導體63。在本實施例中，不像圖2和3所示的實施例，提供了六個平面導體63用于連接到太陽能電池組件100。電終端62設(shè)置在穿孔柵格6的相反側(cè)上，以將中間連接布置3連接到連接導線11，12。例如，終端62設(shè)置有彈性罩扣件65(圖7d)，用于夾緊各連接導線11，12的電線。在圖5中，不像圖2和3所示的實施例，設(shè)置了四個終端62用于連接導線11，12的連接。
多個二極管5，以參考圖2和3已描述的方式，安裝在穿孔柵格6上。二極管5通過各自的導線54和55連接到兩個相鄰的穿孔柵格構(gòu)件6-1到6-6上。穿孔柵格6的單個穿孔柵格構(gòu)件6-1到6-6的互連因此類似于圖2和3中示出的印刷電路板4的跡線41的互連，雖然在圖5示出的實施例中，三個二極管5彼此并聯(lián)連接。將多于或少于三個的二極管5彼此并聯(lián)連接也是可能的。
圖6示出了圖5的中間連接布置3的透視圖，其中，在穿孔柵格6上安裝了二極管5之后，封裝材料7被施加在基底布置上。封裝材料7以這樣的方式封裝各個二極管5，以致封裝材料7可與二極管5接觸并吸收來自二極管5的熱能。例如，基底布置利用塑性聚合物形式的封裝材料7封裝或者注模，形成眾所周知的熱包裹成型(thermal overmolding)。例如，來自德國Werner Wirth GmbH公司的產(chǎn)品THERMELT，可以被用作封裝材料7。通過使用這種熱包裹成型可以實現(xiàn)來自二極管5的熱向周圍環(huán)境的改善的熱消散。在這種情況下，穿孔柵格構(gòu)件6-1到6-6(圖5)的大區(qū)域也用作熱傳導結(jié)構(gòu)，其通過各自的跡線61將產(chǎn)生的熱散發(fā)到封裝材料7。
圖7A-7D示出了圖5和6的中間連接布置3在不同制造階段的各種視圖。圖7A示出了中間連接布置3的在將穿孔柵格6封裝在封裝材料7中形成形狀基本上為立方體的封裝體之后的側(cè)視圖，在某種程度上如圖6所示。圖7C示出了中間連接布置3的平面圖，其中穿孔柵格6基本上完全封裝在封裝材料7中，同時穿孔柵格6的連接板64(圖5)仍然保持在開口66處。圖7B示出了中間連接布置3的相應(yīng)側(cè)視圖，與圖7A示出的側(cè)視圖相比旋轉(zhuǎn)了90°。
下面更詳細的描述根據(jù)本發(fā)明的連接設(shè)備1的制造。
為了形成基底布置，如圖5所示，具有多個穿孔柵格構(gòu)件6-1到6-6的穿孔柵格6由金屬帶形成。穿孔柵格6的穿孔柵格構(gòu)件6-1到6-6首先通過連接板64相互連接。例如，將合適的金屬帶穿過用于形成穿孔柵格構(gòu)件6-1到6-6的沖床。然后，二極管5例如通過焊接安裝在穿孔柵格6上，同時初始的連接板64仍然保持完整。然后，以這種形式形成的中間連接布置3被插入在成形工具中，例如插入在鑄?；驀娚淠Ｋ苣Ｖ?，以施加封裝材料7。在此形成開口66，以使得連接板64在形成最終鑄造形體之后可以從外部容易取得。然后，連接板64被合適的工具(未示出)切斷，以生產(chǎn)如圖7D所示的中間連接布置3。該圖示出了連接板64已經(jīng)從開口66沖下。另外，附加到終端62上的彈性罩夾子65可以在該圖中看到。然后，以這種方式形成的中間連接布置3被插入到圖2所示的連接器殼體2中，以連接連接導線11，12或者太陽能電池組件100的導電體13。然后，中間連接布置3固定到連接器殼體2。
圖8和9示出了在不同制造階段的中間連接布置3的另一實施例，其具有作為基底布置的穿孔柵格8。穿孔柵格8包括多個穿孔柵格構(gòu)件8-1到8-4，形成具有各種分離跡線81的導體結(jié)構(gòu)。二極管5通過其中一個主表面安裝在許多穿孔柵格構(gòu)件8-1到8-4上。尺寸固定的平面導體83用作例如太陽能電池組件100的導電體13的箔型連接區(qū)域的平坦接觸表面，連接箔通過各彈簧夾84夾緊，例如形式為永久彈性不銹鋼彈簧的彈簧夾。彈簧夾84也可用于圖5到7D示出的實施例。從連接設(shè)備1發(fā)出的連接導線11，12連接到終端82。在將二極管5焊接到穿孔柵格8上之后，以這種方式形成的中間連接布置3通過封裝材料7封裝，并且沖壓柵格的仍然保持的連接板被沖出開口86。中間連接布置3可在開口87處固定在連接器殼體2上。不像前面的實施例，系統(tǒng)的串連型的互連沒有通過穿孔柵格8實現(xiàn)，以例如允許連接箔在太陽能電池組件側(cè)以不同的形式互連。因此二極管布線可以在形式上有所不同(變化的跡線模式)，以允許考慮太陽能電池組件側(cè)的不同需求。
圖10示出了根據(jù)本發(fā)明的連接設(shè)備1的另一實施例的詳細的局部剖視的透視圖。不像上述的連接設(shè)備1的實施例，在圖10的連接設(shè)備1或者中間連接布置3中，具有導電體結(jié)構(gòu)的基底布置4和熱傳導結(jié)構(gòu)被互相分離布置。根據(jù)圖10的實施例，熱傳導結(jié)構(gòu)被配置為導熱的、平坦的、優(yōu)選金屬板10，在其上，二極管5通過其中一個主表面安裝在平面上以提供最佳的熱傳輸。二極管5用導線57和58連接到基底布置4上的導電體結(jié)構(gòu)，其中導電體結(jié)構(gòu)在圖10中沒有更詳細地示出。這具有例如與圖2和3中所示的印刷電路板4類似的結(jié)構(gòu)。
圖10中所示的金屬板10的布置、二極管5和基底布置4可重新嵌入在封裝材料中，類似于圖6和7A-7D。
其上安裝有二極管5并且布置在連接器殼體2中的金屬板10連接到吸熱部件。出于此目的，在連接器殼體2中提供了熱傳導通孔25用于穿過連接到金屬板10的熱傳導體9。熱傳導體9兼用作具有增加表面積的附加肋的外部吸熱部件，以改善二極管5的熱能向連接器殼體2外部的消散。熱傳導通孔25是連接器殼體2中的開口，類似于連接導線通孔21，例如，在另外的應(yīng)用中其也可以備選作為額外的連接導線通孔。尤其如參考圖2所示的，另外的孔26設(shè)置在連接器殼體2的右側(cè)，其也可以用作額外金屬板的熱傳導通孔。其余的二極管5可以布置在這個額外的金屬板上，因此在本實施例中也可以在連接器殼體2中布置翻倍的二極管5。
吸熱部件形式的熱傳導體9，其不是導電體，優(yōu)選在塑膠中實現(xiàn)，以獲得到連接器殼體2外部的最佳熱傳導率，所以不能從連接器殼體2的外部接近第二連接布置3的導電構(gòu)件。
在備選實施例中，如圖2和3所示，有可能在印刷電路板4上安裝二極管5，并且提供金屬板10作為熱傳導結(jié)構(gòu)的額外部分。在這種情況下，印刷電路板4上的二極管5被封裝材料7封裝，類似于圖6和7，金屬板10也被嵌入封裝材料7中。熱因此從二極管5或者印刷電路板4通過封裝材料7傳輸?shù)浇饘侔?0，該金屬板依次連接到類似于圖10所示的熱傳導體9或者吸熱部件的熱傳導體。因此，來自二極管5的熱通過封裝材料7和金屬板10消散到連接器殼體2外部。
圖11和12示出了根據(jù)本發(fā)明的連接布置3的另一實施例。在該實施例中，如圖10的實施例那樣，熱傳導結(jié)構(gòu)連接到一個或多個外部吸熱部件，在這種情況下為吸熱部件15，用來將熱能消散到連接器殼體2外部。在這種情況下，吸熱部件15優(yōu)選實施為肋片體，以形成盡可能大的用于消散產(chǎn)生的熱的冷卻表面積。
在另一實施例中，熱傳導結(jié)構(gòu)包括板14，例如陽極氧化鋁板，其至少部分覆蓋了中間連接布置3，優(yōu)選為基本全部覆蓋，并且其在中心饋通處連接到外部吸熱部件15。例如，板14和吸熱部件15可以是共用組件，板14的子區(qū)域布置在連接器殼體2內(nèi)部，并且吸熱部件15的子區(qū)域布置在連接器殼體2外部。板14通過下表面從中間連接布置3吸收熱能，并且通過外部吸熱部件15散發(fā)熱能。
在圖11的實施例中，層17布置在例如印刷電路板4形式的基底布置和板14之間。層17是非導電的導熱劑。層17尤其用于填補印刷電路板4的潛在的粗糙表面，這樣為板14形成光滑表面和平面支撐。從而可以最小化熱阻抗，因為可以通過幾乎完全平坦的表面實現(xiàn)接觸。備選地，層17可以是熱傳導墊，其具有比導熱劑更硬的堅固性，并且可以用于在印刷電路板4上平整不明顯的(less sharp)不平坦區(qū)域。在一實施例中，該中間連接布置3中的二極管5布置在印刷電路板4的下側(cè)面上，熱能通過印刷電路板4(圖4)的后部消散。參考圖6描述的封裝材料7在這里并不是絕對必要的。
板14以這種方式配置和布置，以致可在板14的金屬部分、或吸熱部件15和中間連接布置3的帶電部分之間觀察到如相關(guān)的國際電工委員會(IEC)標準(依賴于給定情況下使用的電壓等級)中指定的帶電元件的氣隙和漏電路徑。尤其是，適當配置和確定層17的尺寸以保證這些。
在圖12中，連接器殼體2設(shè)置有連接器殼體蓋16，其在連接器殼體2的上部區(qū)域從其外部關(guān)閉了連接器殼體2。連接器殼體蓋16通過鎖鍵18保持在連接器殼體2上。在連接器殼體蓋16上，從而作為整體在連接器殼體2上提供了熱傳導通孔27，用于通過熱傳導體19，其連接到板14和外部吸熱部件15(圖11)，以通過吸熱部件15的冷卻肋片將板14吸收的熱能消散到連接器殼體外部。
權(quán)利要求
1.一種用于將至少一個導電體(13)連接到至少一個連接導線(11，12)的連接設(shè)備，包括連接器殼體(2)，其具有至少一個用于連接導線(11，12)的連接導線通孔(21，22)和至少一個用于導電體(13)的導體通孔(23，24)，布置在連接器殼體(2)中的中間連接布置(3)，其具有用于連接連接導線(11，12)的第一連接區(qū)域(31)和用于連接導電體(13)的第二連接區(qū)域(32)，其中中間連接布置(3)包括具有導電體結(jié)構(gòu)(41，61)的基底布置(4，6)、熱傳導結(jié)構(gòu)(7，10，14，41，45，61)以及至少一個二極管(5)，其中二極管(5)被配置為具有兩個基本平坦的相對主表面(51，52)的扁平二極管，所述二極管連接到導電體結(jié)構(gòu)(41，61)，并通過其至少一個主表面(52)連接到熱傳導結(jié)構(gòu)(7，10，14，41，45，61)，其中導電體結(jié)構(gòu)(41，61)被配置用于第一連接區(qū)域(31)和第二連接區(qū)域(32)的電連接，并且熱傳導結(jié)構(gòu)(7，10，14，41，45，61)被配置為消散來自二極管(5)的熱能。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的連接設(shè)備，其中連接設(shè)備(1)被配置用于太陽能電池組件(100)到連接導線(11，12)的電連接，第二連接區(qū)域(32)連接到太陽能電池組件的至少一個太陽能電池(102)的電接觸形成區(qū)域(3)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的連接設(shè)備，其中封裝二極管(5)的封裝材料(7)如此設(shè)置以致它與二極管接觸并且從二極管吸收熱能。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的連接設(shè)備，其中封裝材料(7)形成為熱塑性聚合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求1到4任一所述的連接設(shè)備，其中基底布置(4，6)具有板型結(jié)構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1到5任一所述的連接設(shè)備，其中熱傳導結(jié)構(gòu)(41，45)布置在基底布置(4)的至少兩個不同的側(cè)面(4-1，4-2)上，在基底布置的第一側(cè)面(4-1)上形成第一局部熱傳導結(jié)構(gòu)(41)，并且在基底布置的第二側(cè)面(4-2)上形成第二局部熱傳導結(jié)構(gòu)(45)，其中二極管(5)連接到第一局部熱傳導結(jié)構(gòu)(41)，熱傳導結(jié)構(gòu)(41，45)具有穿過基底布置(4)的板通孔(44)，以將第一局部熱傳導結(jié)構(gòu)(41)連接到第二局部熱傳導結(jié)構(gòu)(45)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1到6任一所述的連接設(shè)備，其中導電體結(jié)構(gòu)(41，61)包括至少部分熱傳導結(jié)構(gòu)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1到7任一所述的連接設(shè)備，其中熱傳導結(jié)構(gòu)(7，10，14)連接到至少一個外部吸熱部件(9，15)，用于將熱能消散到連接器殼體外部。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的連接設(shè)備，其中熱傳導結(jié)構(gòu)包括板(10，14)，所述板至少部分覆蓋中間連接布置(3)，并且所述板連接到外部吸熱部件(9，15)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的連接設(shè)備，其中不是導電體的熱傳導結(jié)構(gòu)(17)布置在基底布置(4)和板設(shè)備(14)之間。
11.根據(jù)權(quán)利要求1到10任一所述的連接設(shè)備，其中熱傳導結(jié)構(gòu)(7，10，14)布置在連接器殼體(2)內(nèi)，并且在連接器殼體(2)內(nèi)設(shè)置了至少一個熱傳導通孔(25，27)用于通過連接到熱傳導結(jié)構(gòu)的熱傳導體(9，15)，從而將熱能消散到連接器殼體外部。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的連接設(shè)備，其中熱傳導體(19)不是導電體。
13.根據(jù)權(quán)利要求1到12任一所述的連接設(shè)備，其中熱傳導結(jié)構(gòu)(10，14)布置得與基底布置(4)分離。
14.根據(jù)權(quán)利要求1到13任一所述的連接設(shè)備，其中二極管(5)和封裝二極管的封裝材料(7)布置在基底布置(4)上，并且布置得與基底布置(4)分離的熱傳導結(jié)構(gòu)(10)的至少一部分被嵌入在封裝材料(7)中。
15.根據(jù)權(quán)利要求1到14任一所述的連接設(shè)備，其中熱傳導結(jié)構(gòu)(10，14)被配置為金屬板。
16.根據(jù)權(quán)利要求1到15任一所述的連接設(shè)備，其中基底布置包括印刷電路板(4)，導電體結(jié)構(gòu)(41)包括應(yīng)用在印刷電路板上的跡線。
17.根據(jù)權(quán)利要求1到16任一所述的連接設(shè)備，其中基底布置包括具有多個相互分離的穿孔柵格構(gòu)件(6-1到6-6)的穿孔柵格(6)。
18.根據(jù)權(quán)利要求1到17任一所述的連接設(shè)備，其中基底布置(4，6)包括至少一個尺寸固定的平面導體(43，63)，其被配置成為導電體的至少一個箔型連接區(qū)域(13)提供平坦的接觸表面。
19.根據(jù)權(quán)利要求1到18任一所述的連接設(shè)備，其中設(shè)置了多個二極管(5)，其被連接到導電體結(jié)構(gòu)(61)，至少兩個二極管彼此并聯(lián)連接。
20.根據(jù)權(quán)利要求1到19任一所述的連接設(shè)備，其中設(shè)置了多個二極管(5)，其被連接到導電體結(jié)構(gòu)(41，61)，至少兩個二極管相互偏移地布置在中間連接布置(3)的平面上。
21.一種用來制造根據(jù)前面任一權(quán)利要求所述的連接設(shè)備的方法，其中二極管(5)安裝在中間連接布置(3)上，然后中間連接布置通過封裝材料(7)封裝，并且以這種方式形成的中間連接布置插入到連接器殼體(2)中。
22.根據(jù)權(quán)利要求21的方法，其中為了形成基底布置(6)，由金屬帶形成具有多個穿孔柵格構(gòu)件(6-1到6-6)的穿孔柵格(6)，所述穿孔柵格的穿孔柵格構(gòu)件最初通過連接板(64)相互連接，并且在安裝了二極管(5)和施加了封裝材料(7)之后，連接板(64)被切斷。
23.一種太陽能電池組件，包括根據(jù)權(quán)利要求1至20中的任一權(quán)利要求所述的連接設(shè)備(1)和至少一個太陽能電池(102)，其中連接設(shè)備的第一連接區(qū)域(31)連接到用于太陽能電池組件(100)外部連接的連接導線(11，12)，其中連接設(shè)備的第二連接區(qū)域(32)連接到太陽能電池的電接觸形成區(qū)域(13)。
全文摘要
一種用于將至少一個導電體連接到至少一個連接導線的連接設(shè)備包括連接器殼體和布置在連接器殼體中的中間連接布置，中間連接布置具有用于連接連接導線的第一連接區(qū)域和用于連接導電體的第二連接區(qū)域。中間連接布置包括具有導電體結(jié)構(gòu)的基底布置、熱傳導結(jié)構(gòu)以及至少一個二極管。二極管被配置為具有兩個基本平坦的相對主表面的扁平二極管。二極管連接到導電體結(jié)構(gòu)并通過其至少一個主表面連接到熱傳導結(jié)構(gòu)。導電體結(jié)構(gòu)用于第一連接區(qū)域和第二連接區(qū)域的電連接，熱傳導結(jié)構(gòu)被配置為消散來自二極管的熱能。因此在連接設(shè)備內(nèi)部獲得了二極管的用于消散廢熱的更高的熱傳導率。
文檔編號H01L31/18GK1983641SQ200610064750
公開日2007年6月20日 申請日期2006年10月20日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月20日
發(fā)明者岡特·費爾德梅爾, 海因茨·謝勒, 安德烈亞斯·韋伯 申請人:蒂科電子Amp有限責任公司