柔性印刷電路接合結(jié)構(gòu)和接合方法以及聚光型光伏模塊的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及柔性印刷電路接合結(jié)構(gòu)和接合方法以及聚光型光伏模塊。所述接合結(jié)構(gòu)包括:接線盒,被配置為將裝置的內(nèi)部電路和外部導(dǎo)體彼此連接;金屬電極,其在所述接線盒中并且被接合到所述外部導(dǎo)體;以及細(xì)片狀的柔性印刷電路,所述柔性印刷電路形成所述內(nèi)部電路并且具有將被接合到所述金屬電極上的端部。所述金屬電極具有將以重疊的方式被接合到所述端部上的接合部,并且確保所述接合部在被重疊在所述端部上之前的處在自由且單獨(dú)的狀態(tài)下的所述接合部具有的在該接合部和與該接合部相對(duì)的表面之間的間隙比所述端部(包括焊料)的厚度大,并且當(dāng)所述接合部被按壓時(shí),所述接合部具有朝向所述相對(duì)的表面?zhèn)鹊目梢苿?dòng)性。
【專利說(shuō)明】
柔性印刷電路接合結(jié)構(gòu)和接合方法以及聚光型光伏模塊
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種用于柔性印刷電路的接合結(jié)構(gòu)和接合方法,并且涉及例如包括這樣的接合結(jié)構(gòu)的聚光型光伏模塊。
【背景技術(shù)】
[0002]聚光型光伏(CPV)基于使由透鏡聚焦的太陽(yáng)光入射到由具有高發(fā)電效率的小尺寸化合物半導(dǎo)體組成的發(fā)電元件(太陽(yáng)能電池)上的結(jié)構(gòu)??梢酝ㄟ^(guò)將大量這樣的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)垂直和水平地設(shè)置來(lái)形成一個(gè)模塊。作為將被設(shè)置在寬區(qū)域之上的發(fā)電元件的襯底,例如,已經(jīng)提出了將發(fā)電元件等間隔地安裝的長(zhǎng)襯底(例如,參見專利文獻(xiàn)I的圖5)。在這種情況下,兩個(gè)鄰近的長(zhǎng)襯底通過(guò)配線耦合材料彼此連接。
[0003]作為這樣的長(zhǎng)襯底,可以使用柔性印刷電路(FPC)(參見專利文獻(xiàn)2)。
[0004]發(fā)電元件的輸出例如通過(guò)模塊內(nèi)電路連接從模塊中取出,在模塊內(nèi)電路連接中,一定數(shù)量的發(fā)電元件在襯底上彼此串聯(lián)連接,或這樣串聯(lián)連接的發(fā)電元件進(jìn)一步地彼此并聯(lián)連接。為了最終將模塊中襯底的輸出提取到外部,例如必需將襯底連接到設(shè)置到模塊殼體上的連接器。為了提供這樣的連接,使用電纜(例如,參見專利文獻(xiàn)3的圖6),或使用將襯底和殼體耦合到一起的特殊連接器(例如,參見專利文獻(xiàn)3的圖1)。
[0005]引用列表
[0006]專利文獻(xiàn)I:日本專利N0.5214005
[0007]專利文獻(xiàn)2:日本特許專利公開N0.2013-80760
[0008]專利文獻(xiàn)3:日本特許專利公開N0.2013-145707
【發(fā)明內(nèi)容】
[0009]技術(shù)問(wèn)題
[0010]然而,如果使用電纜提供模塊中的連接,則在連接步驟中會(huì)耗費(fèi)時(shí)間。另一方面,如果使用特殊連接器,則可以減少連接步驟所需的時(shí)間,但是會(huì)增加產(chǎn)品成本。在這兩種情況中,連接步驟的自動(dòng)化會(huì)變得困難。
[0011]針對(duì)這些傳統(tǒng)的問(wèn)題,本發(fā)明的目的是,在裝置中使用柔性印刷電路的前提下,提供一種接合結(jié)構(gòu)/接合方法,其能夠?qū)崿F(xiàn)將柔性印刷電路的端部連接到外部導(dǎo)體上的簡(jiǎn)單可靠的作業(yè),還優(yōu)選能夠更好地實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化作業(yè)。
[0012]問(wèn)題的解決方案
[0013]〈柔性印刷電路接合結(jié)構(gòu)〉
[0014]根據(jù)本發(fā)明的一種柔性印刷電路接合結(jié)構(gòu),包括:接線盒,被配置為將裝置的內(nèi)部電路和外部導(dǎo)體彼此連接;金屬電極,其在所述接線盒中并且被接合到所述外部導(dǎo)體;以及細(xì)片狀柔性印刷電路,所述柔性印刷電路形成所述內(nèi)部電路并且具有將被接合到所述金屬電極上的端部。在所述柔性印刷電路接合結(jié)構(gòu)中,所述金屬電極具有將以重疊的方式被接合到所述端部上的接合部,并且確保在被重疊在所述端部上之前的處在自由且單獨(dú)的狀態(tài)下的所述接合部具有的在該接合部和與該接合部相對(duì)的表面之間的間隙比所述端部的厚度大,并且當(dāng)所述接合部被按壓時(shí),所述接合部具有朝向所述相對(duì)的表面?zhèn)鹊目梢苿?dòng)性。
[0015]〈聚光型光伏模塊〉
[0016]根據(jù)本發(fā)明的一種聚光型光伏模塊,包括:聚光部,其中每個(gè)聚焦太陽(yáng)光的聚光透鏡被布置為矩陣形狀;殼體,其被配置為支撐所述聚光部;柔性印刷電路,其被布置在所述殼體的底面上;發(fā)電元件,其被布置在所述柔性印刷電路上以與各個(gè)聚光透鏡的聚光位置相對(duì)應(yīng);接線盒,其被形成在所述殼體的底面的一部分中,以便相對(duì)于所述底面而被凹進(jìn),所述接線盒具有連接到其上的用于收集所述發(fā)電元件的輸出和用于將所述收集的輸出提供到外面的外部導(dǎo)體;金屬電極,其在所述接線盒中并且被接合到所述外部導(dǎo)體;以及細(xì)片狀柔性印刷電路,所述柔性印刷電路形成所述內(nèi)部電路并且具有將被接合到所述金屬電極上的端部。在所述聚光型光伏模塊中,所述金屬電極具有將以重疊的方式被接合到所述端部上的接合部,并且確保在被重疊在所述端部上之前的處在自由且單獨(dú)的狀態(tài)下的所述接合部具有的在該接合部和與該接合部相對(duì)的表面之間的間隙比所述端部的厚度大,并且當(dāng)所述接合部被按壓時(shí),所述接合部具有朝向所述相對(duì)的表面?zhèn)鹊目梢苿?dòng)性。
[0017]〈柔性印刷電路接合方法〉
[0018]根據(jù)本發(fā)明的一種柔性印刷電路接合方法,其中,在用于將裝置的內(nèi)部電路和外部導(dǎo)體彼此連接的接線盒中,將被接合到所述外部導(dǎo)體上的金屬電極連接到形成所述內(nèi)部電路的細(xì)片狀柔性印刷電路的端部,該方法包括:建立這樣的狀態(tài),其中確保將以重疊的方式被接合到所述端部上的所述金屬電極的接合部在所述接合部的自由且單獨(dú)的狀態(tài)下具有在所述接合部和與所述接合部相對(duì)的表面之間的預(yù)定間隙、并且當(dāng)所述接合部被按壓時(shí)具有朝向所述相對(duì)的表面?zhèn)鹊目梢苿?dòng)性;將具有比所述間隙的尺寸小的厚度的所述端部插入所述間隙;以及,在利用抵靠所述接合部按壓的焊機(jī)電極將所述接合部和所述端部彼此緊密地附接的狀態(tài)下,通過(guò)對(duì)其執(zhí)行局部加熱將所述接合部和所述端部彼此接合。
[0019]〔本發(fā)明的有利效果〕
[0020]根據(jù)本發(fā)明,能夠使柔性印刷電路的端部連接到外部導(dǎo)體的作業(yè)變得容易且可靠,還優(yōu)選地有利于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化作業(yè)。
【附圖說(shuō)明】
[0021 ]圖1是示出聚光型光伏裝置的一個(gè)示例的透視圖;
[0022]圖2是示出聚光型光伏裝置的一個(gè)示例的放大圖的(局部切割)透視圖;
[0023]圖3是更詳細(xì)地示出圖2中示出的殼體的底面的平面圖;
[0024]圖4不出殼體的后表面;
[0025]圖5是示出在根據(jù)第一實(shí)施例的柔性印刷電路接合結(jié)構(gòu)(接合方法)中的在完成狀態(tài)下的接線盒的透視圖;
[0026]圖6是示出圖5中示出的接線盒的部分的分解透視圖;
[0027]圖7是示出將柔性印刷電路的端部接合到金屬電極的(第一)步驟的透視圖;
[0028]圖8是示出將柔性印刷電路的端部接合到金屬電極的(第二)步驟的透視圖;
[0029]圖9是示出將柔性印刷電路的端部接合到金屬電極的步驟(完成狀態(tài))的透視圖;
[0030]圖10是示出在根據(jù)第二實(shí)施例的柔性印刷電路接合結(jié)構(gòu)(接合方法)中的在完成狀態(tài)下的接線盒的透視圖;
[0031]圖11是示出圖10中示出的接線盒的部分的分解透視圖;
[0032]圖12示出用于示出在第二實(shí)施例中將柔性印刷電路的端部接合到金屬電極的步驟((a)示出第一步驟,(b)示出第二步驟)的橫截面圖;
[0033]圖13是示出在第二實(shí)施例中將柔性印刷電路的端部接合到金屬電極的步驟(完成狀態(tài))的橫截面圖;以及
[0034]圖14示出用于解釋由兩種類型的焊機(jī)執(zhí)行焊接的縮略圖的橫截面圖,其中,(a)示出脈沖加熱焊機(jī),(b)示出電阻焊機(jī)。
【具體實(shí)施方式】
[0035]〔實(shí)施例的概述〕
[0036]本發(fā)明實(shí)施例的概述至少包括以下部分。
[0037](I) 一種柔性印刷電路接合結(jié)構(gòu),包括:接線盒,其被配置為將裝置的內(nèi)部電路和外部導(dǎo)體彼此連接;金屬電極,其在所述接線盒中并且被接合到所述外部導(dǎo)體;以及細(xì)片狀柔性印刷電路,所述柔性印刷電路形成所述內(nèi)部電路并且具有將被接合到所述金屬電極上的端部。在所述柔性印刷電路接合結(jié)構(gòu)中,所述金屬電極具有將以重疊的方式被接合到所述端部上的接合部,并且確保在被重疊在所述端部上之前的處在自由且單獨(dú)的狀態(tài)下的所述接合部具有的在該接合部和與該接合部相對(duì)的表面之間的間隙比所述端部的厚度大,并且當(dāng)所述接合部被按壓時(shí),所述接合部具有朝向所述相對(duì)的表面?zhèn)鹊目梢苿?dòng)性。
[0038]在此柔性印刷電路接合結(jié)構(gòu)中,確保金屬電極的接合部在接合到端部之前的自由且單獨(dú)的狀態(tài)下在接合部及其相對(duì)的表面之間,具有比端部的厚度大的間隙。由于存在此間隙,所以不升高金屬電極的接合部,就可以將柔性印刷電路的端部容易地插入到接合部及其相對(duì)的表面之間。因此,根據(jù)此接合結(jié)構(gòu),用于提供該接合的元件能夠被容易且可靠地加以布置,進(jìn)一步地,通過(guò)焊接步驟,能夠容易且快速地將接合部和端部接合到一起。也就是,使柔性印刷電路的端部連接到外部導(dǎo)體的作業(yè)變得容易且可靠,還有利于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化作業(yè)。
[0039](2)在根據(jù)(I)所述的接合結(jié)構(gòu)中,所述接合部由所述的一部分來(lái)形成以便具有所述間隙,所述的除了所述一部分以外的基部被假定為所述相對(duì)的表面。
[0040]在這種情況下,接合部可以以簡(jiǎn)單的方式形成,例如通過(guò)將金屬電極的部分稍微升起并彎曲的作業(yè)而形成,從而確保所述必需的間隙。
[0041](3)在根據(jù)(2)所述的接合結(jié)構(gòu)中,所述接合部具有允許所述接合部接近所述相對(duì)的表面的彈性。
[0042]在這種情況下,能夠?qū)崿F(xiàn)這樣的接合結(jié)構(gòu),其中例如在焊機(jī)電極被按壓抵靠在接合部上時(shí),該接合部彎曲為以可靠的方式緊密地附接到端部。
[0043](4)根據(jù)(I)所述的接合結(jié)構(gòu)可以被配置為,將一對(duì)所述接合部設(shè)置在所述金屬電極中,存在一對(duì)所述柔性印刷電路,并且所述一對(duì)所述柔性印刷電路的端部被分別接合到所述一對(duì)接合部。
[0044]在這種情況下,兩端部分別被插入為接合到它們相對(duì)應(yīng)的接合部。因此,例如,在單個(gè)接線盒中,可以將兩個(gè)并聯(lián)的電路連接到外部導(dǎo)體。
[0045](5)根據(jù)(4)所述的接合結(jié)構(gòu)可以被配置為,使得所述接線盒具有形成在其中的突起部,所述金屬電極通過(guò)形成在所述金屬電極的中心部中的凹進(jìn)部來(lái)與所述突起部嚙合,并且所述一對(duì)柔性印刷電路的所述端部從所述突起部的相對(duì)側(cè)來(lái)朝向所述突起部。
[0046]在這種情況下,突起部有助于定位金屬電極和定位該一對(duì)柔性印刷電路的端部。
[0047](6)根據(jù)(5)所述的接合結(jié)構(gòu)可以被配置為,在被重疊在與每個(gè)接合部相對(duì)應(yīng)的所述端部上之前的處在自由且單獨(dú)的狀態(tài)下的所述每個(gè)接合部被確保具有由于與所述突起部的嚙合而產(chǎn)生的在所述接合部和所述相對(duì)的表面之間的所述間隙。
[0048]在這種情況下,不采用金屬電極的特殊形狀,通過(guò)使用與突起部的嚙合,就可以確保用于插入端部的間隙。
[0049](7)在根據(jù)(I)至(6)中任何一項(xiàng)所述的接合結(jié)構(gòu)中,優(yōu)選地,所述接線盒被設(shè)置在所述裝置的底面上,并且被形成為相對(duì)于所述底面而被凹進(jìn)。
[0050]在這種情況下,在完成接合之后,容易使諸如硅樹脂的絕緣材料流到接線盒中。在這種情況下的接線盒實(shí)現(xiàn)為絕緣材料模制框架。
[0051](8)同時(shí),一種聚光型光伏模塊,包括:聚光部,其中每個(gè)聚焦太陽(yáng)光的聚光透鏡被布置為矩陣形狀;殼體,其被配置為支撐所述聚光部;柔性印刷電路,其被布置在所述殼體的底面上;發(fā)電元件,其被布置在所述柔性印刷電路上以與各個(gè)所述聚光透鏡的聚光位置相對(duì)應(yīng);接線盒,其被形成在所述殼體的底面的一部分中以便相對(duì)于所述底面而被凹進(jìn),所述接線盒具有連接到其上的用于收集所述發(fā)電元件的輸出和用于將所收集的輸出提供到外面的外部導(dǎo)體;金屬電極,其位于所述接線盒中并且被接合到所述外部導(dǎo)體;以及細(xì)片狀的柔性印刷電路,所述柔性印刷電路形成內(nèi)部電路并且具有將被接合到所述金屬電極的端部。在所述聚光型光伏模塊中,所述金屬電極具有將以重疊的方式被接合到所述端部的接合部,并且確保在被重疊在所述端部上之前的處在自由且單獨(dú)的狀態(tài)下的所述接合部具有的在該接合部和與該接合部相對(duì)的表面之間的間隙比所述端部的厚度大,并且當(dāng)所述接合部被按壓時(shí),所述接合部具有朝向所述相對(duì)的表面?zhèn)鹊目梢苿?dòng)性。
[0052]在此聚光型光伏模塊中,確保金屬電極的接合部在接合到端部之前的自由且單獨(dú)的狀態(tài)下在接合部及其相對(duì)的表面之間,具有比端部的厚度大的間隙。由于存在此間隙,所以不升高金屬電極的接合部,就可以將柔性印刷電路的端部容易地插入到接合部及其相對(duì)的表面之間。因此,在具有這樣的接合結(jié)構(gòu)的聚光型光伏模塊中,用于提供該接合的元件能夠被容易且可靠地加以布置,進(jìn)一步地,通過(guò)焊接步驟,能夠容易且快速地將接合部和端部接合到一起。也就是,使柔性印刷電路的端部連接到外部導(dǎo)體的作業(yè)變得容易且可靠,還有利于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化作業(yè)。
[0053](9)在根據(jù)(8)所述的聚光型光伏模塊中,優(yōu)選地,所述柔性印刷電路被布置為以便在所述底面上無(wú)縫地連續(xù)。
[0054]在這種情況下,由于在底面上沒(méi)有柔性印刷電路的連接部,所以可以實(shí)現(xiàn)高可靠性的電連接。
[0055](10)根據(jù)本發(fā)明的一種柔性印刷電路接合方法,其中,在用于將裝置的內(nèi)部電路和外部導(dǎo)體彼此連接的接線盒中,將被接合到所述外部導(dǎo)體上的金屬電極連接到形成所述內(nèi)部電路的細(xì)片狀柔性印刷電路的端部,該方法包括:建立這樣的狀態(tài),其中確保將以重疊的方式被接合到所述端部上的所述金屬電極的接合部在所述接合部的自由且單獨(dú)的狀態(tài)下具有在所述接合部和與所述接合部相對(duì)的表面之間的預(yù)定間隙、并且當(dāng)所述接合部被按壓時(shí)具有朝向所述相對(duì)的表面?zhèn)鹊目梢苿?dòng)性;將具有比所述間隙的尺寸小的厚度的所述端部插入所述間隙;以及,在利用抵靠所述接合部按壓的焊機(jī)電極將所述接合部和所述端部彼此緊密地附接的狀態(tài)下,通過(guò)對(duì)其執(zhí)行局部加熱將所述接合部和所述端部彼此接合。
[0056]在此柔性印刷電路接合方法中,確保金屬電極的接合部在接合到端部之前的自由且單獨(dú)的狀態(tài)下在接合部及其相對(duì)的表面之間,具有比端部的厚度大的間隙。由于存在此間隙,所以不升高金屬電極的接合部,就可以將柔性印刷電路的端部容易地插入到接合部及其相對(duì)的表面之間。因此,根據(jù)此方法,通過(guò)焊接(脈沖焊接或電阻焊接),能夠容易且快速地將接合部和端部接合到一起。也就是,使柔性印刷電路的端部連接到外部導(dǎo)體的作業(yè)變得容易且可靠,還有利于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化作業(yè)。
[0057]〔實(shí)施例的細(xì)節(jié)〕
[0058]〈〈采用柔性印刷電路接合結(jié)構(gòu)/接合方法的裝置的一個(gè)示例》
[0059]在下文中,將參考附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例。首先,將描述假設(shè)聚光型光伏模塊是采用作為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的柔性印刷電路接合結(jié)構(gòu)/接合方法的一個(gè)示例時(shí)的聚光型光伏裝置的結(jié)構(gòu)。
[0060]圖1是示出聚光型光伏裝置的一個(gè)示例的透視圖。在圖1中,聚光型光伏裝置100包括聚光型光伏面板I,和包括柱3a及其基座3b的底座3,聚光型光伏面板I在其后表面上由該柱3a支撐。聚光型光伏面板I通過(guò)將大量的聚光型光伏模塊IM垂直和水平地組裝而形成。在此示例中,除了中心部以外,垂直和水平地組裝62(長(zhǎng)度上7 X寬度上9-1)個(gè)聚光型光伏模塊1M。當(dāng)一個(gè)聚光型光伏模塊IM具有例如大約100W的額定輸出時(shí),整個(gè)聚光型光伏面板I則具有大約6kW的額定輸出。
[0061]在聚光型光伏面板I的后表面?zhèn)壬?,設(shè)置驅(qū)動(dòng)設(shè)備(未示出),并且通過(guò)操作此驅(qū)動(dòng)設(shè)備,能夠在方位角和仰角兩個(gè)軸上驅(qū)動(dòng)聚光型光伏面板I。相應(yīng)地,通過(guò)使用步進(jìn)電機(jī)(未示出),在方位角和仰角兩者上,將聚光型光伏面板I驅(qū)動(dòng)為總是朝向著太陽(yáng)的方向。此外,例如,在聚光型光伏面板I上的位置(在此例中,是中心部),或在面板I附近,設(shè)置跟蹤傳感器4和日射強(qiáng)度計(jì)5。依賴于跟蹤傳感器4和根據(jù)時(shí)間計(jì)算的太陽(yáng)的位置,安裝位置的瑋度,和經(jīng)度,執(zhí)行跟蹤太陽(yáng)的操作。
[0062]也就是,在每一次太陽(yáng)移動(dòng)預(yù)定角度時(shí),驅(qū)動(dòng)設(shè)備驅(qū)動(dòng)聚光型光伏面板I該預(yù)定角度。太陽(yáng)移動(dòng)預(yù)定角度的情況可以由跟蹤傳感器4確定,或者可以由瑋度、經(jīng)度和時(shí)間確定。因此,也存在省略跟蹤傳感器4的情況。例如,預(yù)定角度是恒定值,但是該值可以根據(jù)太陽(yáng)的瑋度和時(shí)間而改變。此外,使用步進(jìn)電機(jī)是一個(gè)示例,除了它以外,還可以使用能夠執(zhí)行精確操作的其它驅(qū)動(dòng)源。
[0063]〈〈聚光型光伏模塊的一個(gè)示例》
[0064]圖2是示出聚光型光伏模塊(在下文中,也簡(jiǎn)單地稱為模塊)1M的一個(gè)示例的放大圖的(局部切割)透視圖。在圖2中,作為主要部件,模塊IM包括形成為矩形容器形狀且具有底面Ila的殼體11,設(shè)置為與底面Ila接觸的柔性印刷電路12,和類似于蓋的附接到殼體11的法蘭部Ilb上的主聚光部13。殼體11由金屬制成。每個(gè)柔性印刷電路12的輸出端在正極側(cè)和負(fù)極側(cè)分開,并且分別被拉入設(shè)置在殼體11的后表面上以從其突出的接線盒14和15中。
[0065]主聚光部13是菲涅耳透鏡陣列,并且通過(guò)將多個(gè)(例如,長(zhǎng)度上14X寬度上10,總共140)作為聚焦太陽(yáng)光的透鏡元件的菲涅耳透鏡13f布置為矩陣形狀而形成。主聚光部13例如可以通過(guò)在作為基礎(chǔ)材料的玻璃板的背面(內(nèi)側(cè))上形成硅樹脂膜而獲得。每個(gè)菲涅耳透鏡形成在此樹脂膜上。
[0066]圖3是更詳細(xì)地示出圖2中示出的殼體11的底面Ila的平面圖。它作為一個(gè)示例示出了柔性印刷電路12的形狀和排列。當(dāng)然,由于柔性印刷電路12可以以各種方式成形和排列,所以這僅僅是一個(gè)示例。
[0067]在每個(gè)柔性印刷電路12上,等間隔地布置大量的發(fā)電元件(太陽(yáng)能電池)16。每個(gè)發(fā)電元件16在其相應(yīng)的菲涅耳透鏡13f的光軸上,該光軸是當(dāng)太陽(yáng)光以O(shè)度的射入角入射到菲涅耳透鏡13f上時(shí)所獲得的。由菲涅耳透鏡13f聚焦的光入射到其相應(yīng)的發(fā)電元件16上。在一些情況下,每個(gè)發(fā)電元件16在其上配置有例如作為二次聚光部的球面透鏡等,但是其細(xì)節(jié)不在此描述。
[0068]雖然未示出,但是在每個(gè)柔性印刷電路12上,設(shè)置有連接發(fā)電元件16的銅圖案或旁路二極管。本示例中的柔性印刷電路12在安裝發(fā)電元件16的部分上具有更大的寬度,在其他部分上具有較小的寬度。在圖3的每個(gè)上部分和下部分中,柔性印刷電路12形成為一體件,因此被無(wú)縫地連續(xù)地布置。由于在底面Ila上沒(méi)有連接部,所以可以實(shí)現(xiàn)高可靠性的電連接。如果在附圖中的垂直方向限定為行,則將鄰近的兩行彼此連接的部分比設(shè)置發(fā)電元件16的部分細(xì),并且通過(guò)利用該部分的薄度而從底面Ila稍微升起,因此不必緊密地附接到底面Ila上。
[0069]例如,相對(duì)于圖3的上半部分,發(fā)電元件16被串聯(lián)連接,并且在柔性印刷電路12的端部(正極側(cè)的端部和負(fù)極側(cè)的端部)中,例如,正極側(cè)端部被拉入到接線盒14中,負(fù)極側(cè)端部被拉入到接線盒15中。這也應(yīng)用到圖3的下半部分中。因此,在這個(gè)示例中,在具有70個(gè)發(fā)電元件16的上側(cè)上的串聯(lián)電路的輸出和在具有70個(gè)發(fā)電元件16的下側(cè)上的串聯(lián)電路的輸出彼此并聯(lián)。在接線盒14和15中建立端部連接和并聯(lián)連接。
[0070]圖4示出殼體11的后表面。如上所述,接線盒14和15在后表面?zhèn)壬贤怀?,并且分別具有輸出電纜17和18作為連接到其上的“外部導(dǎo)體”。作為外部導(dǎo)體,一般使用電纜,但是也可以使用絕緣的棒。
[0071 ]〈〈接合結(jié)構(gòu)/接合方法的第一實(shí)施例》
[0072]接下來(lái),將描述作為柔性印刷電路接合結(jié)構(gòu)/接合方法的第一實(shí)施例。
[0073]圖5是示出在完成狀態(tài)下的接線盒14的透視圖。此接線盒14示例為沒(méi)有頂面的矩形平行六面體形狀,但這僅僅是一個(gè)示例,實(shí)際上,接線盒14可以根據(jù)需要形成為各種形狀。在此,圖5僅僅示出最簡(jiǎn)單的形狀中的一個(gè)。在其后表面?zhèn)壬系念A(yù)定位置處(圖4),接線盒14固定到殼體11的底面11a。另一接線盒15具有相同的結(jié)構(gòu),因此將作為代表性示例詳細(xì)地描述接線盒14。
[0074]圖6是示出圖5中示出的接線盒14的部分的分解透視圖。
[0075]在圖6中,接線盒14例如是由耐熱樹脂制成的模制品。在接線盒14的底面上,形成用于定位的突起部14a。例如,在附圖中Z方向上的突起部14a的寬度根據(jù)Y方向(高度方向)上的高度的增加而減小,以便于金屬電極19的安裝???4b形成在接線盒14的一側(cè)表面中,電纜17可以穿過(guò)該孔14b。
[0076]具有與突起部14a相對(duì)應(yīng)的形狀的凹進(jìn)部19a形成在作為電導(dǎo)體(例如銅板)的金屬電極19中。也就是,在通過(guò)凹進(jìn)部19a避免撞擊到突起部14a的同時(shí),可以將金屬電極19引導(dǎo)到突起部14a以與其嚙合。在凹進(jìn)部19a的兩側(cè)上,形成一對(duì)接合部19b。如圖6所示,每個(gè)接合部19b通過(guò)將金屬電極19的基部19c的前端部稍微升起(以形成升起部19d)以在-X方向上彎曲而形成。此形成方法可以通過(guò)彎曲作業(yè)以簡(jiǎn)單的方式來(lái)實(shí)現(xiàn),因此適于生產(chǎn)。
[0077]然而,形成如圖6所示的金屬電極19的方法不限于此。例如,代替形成升起部19d,接合部19b可以經(jīng)由確保間隙G的金屬間隔件固定為金屬電極的部分。也就是,除了假設(shè)為與接合部19b相對(duì)的部分以外,作為金屬電極19的部分(該部分可以不必是同一金屬電極19)的接合部19b形成為與基部19c具有間隔G就足夠了。當(dāng)接合部19b被沿著Y方向按壓時(shí),接合部19b在附圖中的Y方向(準(zhǔn)確地說(shuō),是-Y方向)上具有可移動(dòng)性。
[0078]返回來(lái)參考圖5,例如,電纜17焊接到金屬電極19。每個(gè)柔性印刷電路12的端部12e被設(shè)置在其相應(yīng)的接合部19b下,以電接合且物理地接合到接合部19b。在完成接合之后,接線盒14例如由硅樹脂20填充。硅樹脂20將金屬電極19、每個(gè)柔性印刷電路12的端部12e和電纜17的相互接合位置絕緣并保護(hù)它們,并且將其整體固定。由于接線盒14形成為相對(duì)于殼體11的底面Ila凹進(jìn),所以在完成接合之后,硅樹脂容易流到接線盒14中。也就是,接線盒14實(shí)現(xiàn)為硅樹脂模制框架。
[0079]現(xiàn)在,將描述用于將接合部19b和柔性印刷電路12的端部12e接合的方法。
[0080]圖14示出用于解釋由兩種類型的焊機(jī)執(zhí)行焊接的縮略圖的橫截面圖。首先,在圖14的(a)中示出的是脈沖加熱焊機(jī)。如圖所示,焊機(jī)電極51是U形的。金屬電極19(銅箔19x和鍍Sn層19y)被設(shè)置在焊機(jī)電極51下,其上具有焊料21的端部12e被設(shè)置在金屬電極19下。
[0081]在這種情況下,當(dāng)使如由圖14中示出的箭頭指示的電流流入焊機(jī)電極51中時(shí),焊機(jī)電極51產(chǎn)生熱,并且熱經(jīng)由金屬電極19被傳送到焊料21。結(jié)果,相互接觸的焊料21 (熔點(diǎn):220至225°C)和鍍Sn層19y(熔點(diǎn):大約230°C)隨之熔化以彼此焊接。
[0082]因此,脈沖加熱焊機(jī)使得在使電流流入焊機(jī)電極51時(shí)產(chǎn)生的熱量經(jīng)由金屬電極19被引導(dǎo)到焊料21,從而實(shí)現(xiàn)焊接接合。
[0083]同時(shí),圖14的(b)示出電阻焊機(jī)。如圖所示,焊機(jī)電極52由兩個(gè)電極組成。金屬電極19(銅箔19x和鍍Sn層19y)被設(shè)置在焊機(jī)電極52下,其上具有焊料21的端部12e被設(shè)置在金屬電極19下。
[0084]在這種情況下,當(dāng)使如圖所示的箭頭指示的電流流入焊機(jī)電極52中時(shí),由于焊機(jī)電極52和鍍Sn層19y之間的電阻而產(chǎn)生熱。由此產(chǎn)生的熱量經(jīng)由金屬電極19被傳送到焊料21。結(jié)果,相互接觸的焊料21和鍍Sn層19y隨之熔化以彼此焊接。
[0085]因此,電阻焊機(jī)使得在使電流從焊機(jī)電極52流到金屬電極19時(shí)產(chǎn)生的熱量經(jīng)由金屬電極19被引導(dǎo)到焊料21,從而實(shí)現(xiàn)焊接接合。
[0086]上述的脈沖加熱焊接或電阻焊接能夠通過(guò)局部加熱實(shí)現(xiàn)容易且快速的焊接。因此,使柔性印刷電路12的端部12e接合到金屬電極19以及將金屬電極19電連接到電纜17的操作變得容易且可靠,還優(yōu)選地實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化作業(yè)。
[0087]圖7至圖9是示出將柔性印刷電路12的端部12e接合到金屬電極19的步驟的透視圖。
[0088]首先,參考圖7,考慮在將柔性印刷電路12的端部12e帶入所示預(yù)定位置之前的狀態(tài)。此時(shí),確保金屬電極19的接合部19b在自由且單獨(dú)的狀態(tài)下,在接合部19b及其相對(duì)的表面(即,與基部19c相同的平面)之間具有預(yù)定間隙G,并且在接合部19b被焊機(jī)電極51(或52,以下同樣適用)按壓時(shí)具有朝向相對(duì)的表面?zhèn)鹊目梢苿?dòng)性。在這種情況下的可移動(dòng)性取決于接合部19b的彈性。
[0089]其上具有固態(tài)焊料21的端部12e的厚度t(包括焊料21)比間隙G小(GH)。因此,具有比間隙G的尺寸小的厚度的端部12e(包括焊料21)可以容易地插入間隙G中,而不會(huì)抬高接合部19b。如圖5所示,當(dāng)端部12e將被插入到間隙G中時(shí),端部12e被設(shè)置在接合部19b下且端部12e的前端表面抵靠在突起部14a上(圖5)或位于突起部14a稍前一點(diǎn)時(shí)的位置是用于接合的預(yù)定位置。也就是,突起部14a有助于在插入端部12e時(shí)對(duì)端部12e的定位。
[0090]當(dāng)端部12e位于預(yù)定位置時(shí),焊機(jī)電極51隨后降低以按壓接合部19b,如圖8所示。此時(shí),接合部19b彎曲,從而實(shí)現(xiàn)接合部19b和端部12e被牢固地壓靠彼此、同時(shí)兩者之間夾著焊料的狀態(tài)。也就是,能夠?qū)崿F(xiàn)以可靠的方式使接合部19b彈性彎曲以緊密地附接到端部12e的接合結(jié)構(gòu)。
[0091]因此,能夠通過(guò)在接合部19b和端部12e(包括焊料21)彼此緊密地附接、同時(shí)焊機(jī)電極51被按壓抵靠在接合部19b的狀態(tài)下執(zhí)行局部加熱,從而將接合部19b和端部12e彼此接合。
[0092]在完成焊接之后,當(dāng)焊機(jī)電極51被拉出時(shí),接合部19b由于其彈性返回到原始位置,如圖9所示,而接合部19b卻處于牢固地接合到端部12e的狀態(tài)。
[0093]另一接合部19b和另一端部12e也可以以相同的方式被牢固地接合到一起。因此,兩個(gè)并聯(lián)的電路可以連接到單個(gè)接線盒14中的電纜17上。
[0094]〈〈概述(第一實(shí)施例)>>
[0095]在用于柔性印刷電路12的接合結(jié)構(gòu)中,確保在接合到端部12e之前處于自由且單獨(dú)的狀態(tài)下的金屬電極19的接合部19b在接合部19b及其相對(duì)的表面之間,具有比端部12e的厚度大的間隙G。由于存在此間隙G,所以不升高金屬電極19的接合部19b,就可以將柔性印刷電路的端部12e容易地插入到接合部19b及其相對(duì)的表面之間。
[0096]根據(jù)如上所述的接合結(jié)構(gòu)/接合方法,用于提供該接合的構(gòu)件能夠被容易且可靠地加以布置,進(jìn)一步地,通過(guò)焊接步驟,能夠容易且快速地將接合部和端部接合到一起。也就是,使柔性印刷電路的端部連接到外部導(dǎo)體的作業(yè)變得容易且可靠,還有利于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化作業(yè)。
[0097]〈〈接合結(jié)構(gòu)/接合方法的第二實(shí)施例》
[0098]接下來(lái),將描述作為柔性印刷電路接合結(jié)構(gòu)/接合方法的第二實(shí)施例。
[0099]圖10是示出在完成狀態(tài)下的接線盒14的透視圖。此接線盒14示例為沒(méi)有頂面的矩形平行六面體形狀,但這僅僅是一個(gè)示例,實(shí)際上,接線盒14可以根據(jù)需要形成為各種形狀。在此,圖10僅僅示出最簡(jiǎn)單的形狀中的一個(gè)。在其后表面?zhèn)壬系念A(yù)定位置上(圖4),接線盒14固定到殼體11的底面11a。另一接線盒15具有相同的結(jié)構(gòu),因此將作為代表性示例詳細(xì)地描述接線盒14。
[0100]圖11是示出圖10中示出的接線盒14的部分的分解透視圖。
[0101]在圖11中,接線盒14例如是由耐熱樹脂制成的模制品。在接線盒14的底面上,形成用于定位的突起部14a。例如,在附圖中Z方向上的突起部14a的寬度根據(jù)Y方向(高度方向)上的高度的增加而減小,以便于金屬電極19的安裝。孔14b形成在接線盒14的一側(cè)表面中,電纜17可以穿過(guò)該孔14b。
[0102]具有與突起部14a相對(duì)應(yīng)的形狀的凹進(jìn)部19a形成在作為電導(dǎo)體(例如銅板)的金屬電極19中。也就是,在借助于凹進(jìn)部19a避免撞擊到突起部14a的同時(shí),可以將金屬電極19引導(dǎo)到突起部14a以與其嚙合。然而,凹進(jìn)部19a的寬度(Z方向)比突起部14a的下部分中的寬度(Z方向)稍小。因此,防止金屬電極19的下表面與接線盒14的底面14c整體接觸,并且金屬電極19處于從底面稍微分開的狀態(tài)。金屬電極19從底面分開的尺寸的作用與第一實(shí)施例中的間隙G類似。凹進(jìn)部19a的相對(duì)側(cè)用作接合部19b,其將分別與柔性印刷電路12的端部12e接合。
[0103]返回來(lái)參考圖10,電纜17例如被焊接到金屬電極19。每個(gè)柔性印刷電路12的端部12e被設(shè)置在其相應(yīng)的接合部19b下,以電接合和物理地接合到接合部19b。在接合完成之后,接線盒14例如由硅樹脂20填充。硅樹脂20將金屬電極19、每個(gè)柔性印刷電路12的端部12e和電纜17的相互接合位置絕緣并保護(hù)它們,并且將其整體固定。由于接線盒14形成為相對(duì)于殼體11的底面Ila凹進(jìn),所以在完成接合之后,硅樹脂容易流到接線盒14中。在這種情況下的接線盒14實(shí)現(xiàn)為硅樹脂模制框架。
[0104]圖12至圖13是示出在第二實(shí)施例中將柔性印刷電路12的端部12e接合到金屬電極19的步驟的橫截面圖。
[0105]首先,在圖12的(a)中,考慮將柔性印刷電路12的端部12e帶到所示預(yù)定位置之前的狀態(tài)。此時(shí),確保金屬電極19的接合部19b在自由且單獨(dú)的狀態(tài)下,在接合部19b和作為其相對(duì)的表面的底面14c之間具有預(yù)定間隙G,并且在接合部19b被焊機(jī)電極51(或52,以下同樣適用)按壓時(shí)具有朝向相對(duì)的表面?zhèn)鹊目梢苿?dòng)性。在這種情況下的可移動(dòng)性取決于金屬電極19的將加寬凹進(jìn)部19a的彈性變形或接合部19b的彈性變形。
[0106]其上具有固態(tài)焊料21的端部12e的厚度t(包括焊料21)比間隙G小(GH)。因此,具有比間隙G的尺寸小的厚度的端部12e(包括焊料21)可以容易地插入間隙G中,而不會(huì)抬高接合部19b。當(dāng)端部12e將被插入到間隙G中時(shí),端部12e被設(shè)置在接合部19b下且端部12e的前端表面抵靠在突起部14a上或位于突起部14a稍前一點(diǎn)時(shí)的位置是用于接合的預(yù)定位置。也就是,突起部14a有助于在插入端部12e時(shí)對(duì)端部12e的定位。
[0107]當(dāng)端部12e位于預(yù)定位置時(shí),焊機(jī)電極51降低以按壓接合部1%,如圖12的(b)中所示。此時(shí),盡管與突起部14a嚙合或者凹進(jìn)部19a(圖11)被稍微加寬,但是接合部19b彎曲,從而實(shí)現(xiàn)接合部19b和端部12e被牢固地壓靠彼此、同時(shí)兩者之間夾著焊料21的狀態(tài)。
[0108]因此,能夠通過(guò)在接合部19b和端部12e(包括焊料21)彼此附接、同時(shí)焊機(jī)電極51被按壓抵靠在接合部19b的狀態(tài)下執(zhí)行局部加熱,從而將接合部19b和端部12e彼此接合。
[0109]在完成焊接之后,當(dāng)焊機(jī)電極51被拉出時(shí),接合部19b處于牢固地接合到端部12e的狀態(tài),如圖13所示。
[0110]另一接合部19b和另一端部12e也可以以相同的方式被牢固地接合到一起。
[0111]〈〈概述(第二實(shí)施例)>>
[0112]在用于柔性印刷電路12的接合結(jié)構(gòu)中,確保在接合到端部12e之前處于自由且單獨(dú)的狀態(tài)下的金屬電極19的接合部19b在接合部19b及其相對(duì)的表面(底面14c)之間,具有比端部12e的厚度大的間隙G。由于存在此間隙G,所以不需要升高金屬電極19的接合部19b,就可以將柔性印刷電路的端部12e容易地插入到接合部19b及其相對(duì)的表面之間。與第一實(shí)施例不同地,沒(méi)有采用金屬電極19的特殊形狀,通過(guò)使用與突起部14a嚙合,就可以確保用于插入端部12e的間隙。
[0113]根據(jù)如上所述的接合結(jié)構(gòu)/接合方法,用于提供該接合的構(gòu)件能夠被容易且可靠地加以布置,進(jìn)一步地,通過(guò)焊接步驟,能夠容易且快速地將接合部和端部接合到一起。也就是,使柔性印刷電路的端部連接到外部導(dǎo)體的作業(yè)變得容易且可靠,還優(yōu)選地實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化作業(yè)。
[0114]〈〈其他》
[0115]在以上實(shí)施例中,已經(jīng)在模塊IM被假定為目標(biāo)“裝置”的情況下,描述了用于柔性印刷電路12的接合結(jié)構(gòu)/接合方法。然而,接合結(jié)構(gòu)/接合方法自身不依賴于聚光型光伏模塊。因此,接合結(jié)構(gòu)/接合方法也可以類似地應(yīng)用于汽車中采用柔性印刷電路的各種類型的電氣產(chǎn)品、電氣設(shè)備、布線等。
[0116]應(yīng)該注意,在此公開的實(shí)施例在所有的方面僅是示例性的,不應(yīng)該認(rèn)為是限制性的。本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求的范圍限定,并且本發(fā)明的范圍意在包括與權(quán)利要求的范圍等同的含義和在范圍內(nèi)的所有變形。
[0117]參考標(biāo)記列表
[0118]I聚光型光伏面板
[0119]IM聚光型光伏模塊
[0120]3底座
[0121]3a柱
[0122]3b基座
[0123]4跟蹤傳感器
[0124]5日射強(qiáng)度計(jì)
[0125]11殼體
[0126]Ila底面
[0127]Ilb法蘭部
[0128]12柔性印刷電路
[0129]12e端部
[0130]13主聚光部
[0131]13f菲涅耳透鏡
[0132]14接線盒
[0133]14a突起部
[0134]14b孔
[0135]14c底面
[0136]15接線盒
[0137]16發(fā)電元件
[0138]17,18 電纜
[0139]19金屬電極
[0140]19a凹進(jìn)部
[0141]1%接合部
[0142]19c基部
[0143]19d升起部
[0144]19x銅箔
[0145]19y鍍 Sn層
[0146]20硅樹脂
[0147]51,52焊機(jī)電極
[0148]100聚光型光伏裝置
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種柔性印刷電路接合結(jié)構(gòu),包括: 接線盒,其被配置為將裝置的內(nèi)部電路和外部導(dǎo)體彼此連接; 金屬電極,其位于所述接線盒中并且被接合到所述外部導(dǎo)體;以及細(xì)片狀的柔性印刷電路,所述柔性印刷電路形成所述內(nèi)部電路并且具有將被接合到所述金屬電極上的端部,其中, 所述金屬電極具有將以重疊的方式被接合到所述端部的接合部,并且確保在被重疊在所述端部上之前的處在自由且單獨(dú)的狀態(tài)下的所述接合部具有的在該接合部和與該接合部相對(duì)的表面之間的間隙比所述端部的厚度大,并且當(dāng)所述接合部被按壓時(shí),所述接合部具有朝向所述相對(duì)的表面?zhèn)鹊目梢苿?dòng)性。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柔性印刷電路接合結(jié)構(gòu),其中, 所述接合部由所述金屬電極的一部分來(lái)形成以便具有所述間隙,所述金屬電極的除了所述一部分以外的基部被假定為所述相對(duì)的表面。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的柔性印刷電路接合結(jié)構(gòu),其中, 所述接合部具有允許所述接合部接近所述相對(duì)的表面的彈性。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柔性印刷電路接合結(jié)構(gòu),其中, 將一對(duì)所述接合部設(shè)置在所述金屬電極中,存在一對(duì)所述柔性印刷電路,并且所述一對(duì)所述柔性印刷電路的端部被分別接合到所述一對(duì)接合部。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的柔性印刷電路接合結(jié)構(gòu),其中, 所述接線盒具有形成在其中的突起部,所述金屬電極通過(guò)形成在所述金屬電極的中心部中的凹進(jìn)部來(lái)與所述突起部嚙合,并且所述一對(duì)柔性印刷電路的所述端部從所述突起部的相對(duì)側(cè)來(lái)朝向所述突起部。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的柔性印刷電路接合結(jié)構(gòu),其中, 在被重疊在與每個(gè)接合部相對(duì)應(yīng)的所述端部上之前的處在自由且單獨(dú)的狀態(tài)下的所述每個(gè)接合部被確保具有由于與所述突起部的嚙合而產(chǎn)生的在所述接合部和所述相對(duì)的表面之間的所述間隙。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柔性印刷電路接合結(jié)構(gòu),其中, 所述接線盒被設(shè)置在所述裝置的底面上,并且被形成為相對(duì)于所述底面而被凹進(jìn)。8.—種聚光型光伏模塊,包括: 聚光部,在所述聚光部中,每個(gè)聚焦太陽(yáng)光的聚光透鏡被布置為矩陣形狀; 殼體,其被配置為支撐所述聚光部; 柔性印刷電路,其被布置在所述殼體的底面上; 發(fā)電元件,其被布置在所述柔性印刷電路上以與各個(gè)所述聚光透鏡的聚光位置相對(duì)應(yīng); 接線盒,其被形成在所述殼體的底面的一部分中以便相對(duì)于所述底面而被凹進(jìn),所述接線盒具有連接到其上的用于收集所述發(fā)電元件的輸出和用于將所收集的輸出提供到外面的外部導(dǎo)體; 金屬電極,其位于所述接線盒中并且被接合到所述外部導(dǎo)體;以及細(xì)片狀的柔性印刷電路,所述柔性印刷電路形成內(nèi)部電路并且具有將被接合到所述金屬電極的端部,其中, 所述金屬電極具有將以重疊的方式被接合到所述端部的接合部,并且確保在被重疊在所述端部上之前的處在自由且單獨(dú)的狀態(tài)下的所述接合部具有的在該接合部和與該接合部相對(duì)的表面之間的間隙比所述端部的厚度大,并且當(dāng)所述接合部被按壓時(shí),所述接合部具有朝向所述相對(duì)的表面?zhèn)鹊目梢苿?dòng)性。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的聚光型光伏模塊,其中, 所述柔性印刷電路被布置為以便在所述底面上無(wú)縫地連續(xù)。10.—種柔性印刷電路接合方法,其中,在用于將裝置的內(nèi)部電路和外部導(dǎo)體彼此連接的接線盒中,將要被接合到所述外部導(dǎo)體的金屬電極連接到形成所述內(nèi)部電路的細(xì)片狀的柔性印刷電路的端部,該方法包括: 建立這樣的狀態(tài),其中:確保所述金屬電極的將以重疊的方式被接合到所述端部的接合部在所述接合部處于自由且單獨(dú)的狀態(tài)下在所述接合部和與所述接合部相對(duì)的表面之間具有預(yù)定的間隙,并且當(dāng)所述接合部被按壓時(shí),所述接合部具有朝向所述相對(duì)的表面?zhèn)鹊目梢苿?dòng)性; 將具有比所述間隙的尺寸小的厚度的所述端部插入所述間隙之中;以及, 在利用抵靠所述接合部來(lái)被按壓的焊機(jī)電極將所述接合部和所述端部彼此緊貼附接的狀態(tài)下,通過(guò)在所述接合部和所述端部上面執(zhí)行局部加熱來(lái)將所述接合部和所述端部彼此接合。
【文檔編號(hào)】H05K3/32GK106028675SQ201610169285
【公開日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年3月23日
【發(fā)明人】永井陽(yáng), 永井陽(yáng)一, 巖崎孝, 安彥義哉, 鳥谷和正, 齊藤健司
【申請(qǐng)人】住友電氣工業(yè)株式會(huì)社