电力触头的热压焊接制造技术

一种太阳能电池模块包括焊接到基板的太阳能电池裸片。基板包括一个或多个电力触头。电力导体焊接到电力触头，从而将电力导体电耦合到太阳能电池裸片。预加热模块以第一持续时间在第一区域处将基板的第一侧加热到第一温度。然后，焊接热源以第二持续时间在第二温度下将电力导体焊接到在基板的第二区域处的电力触头。在电力导体处的最终焊接连接较不易导致冷焊接的缺陷。控制预加热模块的温度以促进在太阳能电池模块的制造中使用的RTV密封剂的固化。控制焊接热源的温度以避免RTV的烧损和降解。

【技术实现步骤摘要】
电力触头的热压焊接
本专利技术涉及在基板上的电力触头处将电子组件电耦合到电力导体的领域。更具 体而言，本专利技术涉及预加热基板以在对基板上的触点制造高温焊接接头时保护基板不受损 坏，并且在焊接回流过程期间避免太阳能电池和RTV粘合剂的过热。
技术介绍
太阳能电池模块包括焊接到基板的太阳能电池裸片，该基板具有终止在至少两个 电力触头的多个电迹线输出到基板的表面上。太阳能电池裸片壳体，术语为外罩，其用可固 化的密封剂耦合到基板，可固化的密封剂例如室温硫化(RTV)密封剂。通过热量的施加可 以加速密封剂的固化，但太多热量的施加会降低粘结强度并改变RTV密封剂的性能。同样， 过多的热量可以快速扩张RTV、挤压RTV、泄露RTV到外罩以外，除了 RTV的泄露之外这可以 导致电接触问题。在太阳能电池裸片壳体耦合到基板后，电力导体耦合到基板上的电力触头，从而 通过基板上的电力触头将太阳能电池裸片电耦合到电力导体。在焊接期间电力触头处的温 度对于锡/铅焊接过程可以高达220°C，或者对于无铅过程而言更高。如果相对于220°C的 焊接温度而言基板为冷的，则在电力触头处的最终焊接接头可以包括焊接“冷接头”，该冷 接头会经受破裂和折断。如果在电力触头处保持高的焊接温度足够长以克服冷接头，则会 有太多热量转移到基板，从而烧损和降解粘结太阳能电池裸片壳体至基板的RTV密封剂。 进一步地，过多热量施加到基板可以导致增加太阳能电池裸片和基板之间的焊接接头中的 焊接空隙的尺寸。为了解决这些问题，通过关于在RTV密封剂与基板接触时的温度效应和关于制造 电力导体到基板上的电力触头的高质量焊接接头所需要的温度来控制基板的温度是可取 的。
技术实现思路
为了避免电力导体到基板上的电力触头的焊接接头的缺陷并且避免耦合太阳能 电池裸片壳体到所述基板的RTV密封剂的熔化和回流，在所述基板的第一区域中以预定时 间周期将所述基板预加热到预定温度。预加热所述基板也是预加热所述基板上的电力触 头。通过将所述基板预加热到受控的温度，预加热后的基板将避免烧损将太阳能电池裸片 壳体耦合到所述基板的RTV密封剂。所述基板的加热由第一热源控制。将所述电力导体耦 合到所述电力触头的焊接接头的加热由第二热源控制，第二热源的术语为“热压头”。在焊 接到所述基板上的电力触头之前的所述基板的预加热还可以与焊接到基板的其他类型的 电子组件一起使用，特别是包括在焊接温度下可能烧损和降解的RTV密封剂的组件。本文描述的系统和方法可以并入减少太阳能电池裸片和基板之间的焊接接头中 的空隙的系统和方法，该系统和方法描述在与本申请同日递交的，专利技术人为Dason Cheung 和 Richard Loi，名称为 “VACUUM REFLOW VOIDING REWORK SYSTEM”，序列号为 xx/xxx，xxx的美国专利申请中，其通过引用整体结合于此，以用于各种目的。在第一方面中，一种将电力导体焊接到电力触头的方法，该方法在电子组件模块 上实行，该电子组件模块具有在基板的第一区域处焊接到基板的电子组件，并且具有在基 板的第二区域处的电力触头，该方法包括:以第一持续时间将基板的第一区域预加热到第 一温度，以及以第二持续时间在第二温度下将电力导体焊接到在基板的第二区域处的电力 触头。优选地，电子组件是太阳能电池裸片，并且电子组件模块包括太阳能电池模块。在一 些实施例中，第一温度为在第一持续时间期间在基板表面上90°C到120°C的范围中。在一 些实施例中，第二温度在215°C到245°C的范围中。在一个实施例中，第二温度热源被设置 为大约330°C，以在第二持续时间期间获得期望的温度范围。在优选的实施例中，第一持续 时间与第二持续时间重叠。优选地，该方法进一步包括:将第一温度增加到150°C到170°C 之间。在一个实施例中，该方法进一步包括:降低第一区域处的预加热温度，从而可控制地 冷却基板、电力触头、电力导体、以及电力触头和电力导体的焊接接头。第一区域为基板的 第一表面。将基板的第一区域预加热到第一温度导致电力触头的加热。在一些实施例中， 在第二温度下将电力导体焊接到在基板的第二区域处的电力触头，其包括:加热基板的第 二表面。在优选的实施例中，对第一温度和第一持续时间中的至少一个的选择促进电子组 件模块内的密封剂的固化。在另一个优选的实施例中，对第一温度和第一持续时间中的至 少一个的选择避免电子组件模块内的密封剂的熔化和回流。在第二方面中，一种用于将电力导体焊接到电子组件模块的电力触头的系统，该 电子组件模块包括在基板的第一区域处焊接到基板的电子组件，并且具有在基板的第二区 域处的电力触头，该系统包括:预加热源，其热耦合到基板，并被配置用于以第一持续时间 将基板的第一区域预加热到第一温度；以及焊接热源，其热耦合到电力导体和电力触头，并 且被配置用于以第二持续时间在第二温度下将电力导体焊接到在基板的第二区域处的电 力触头。在一些实施例中，预加热源生成在环境温度到150°C的范围中的温度。在一个实 施例中，预加热源包括多个独立可控制的加热模块。在一些实施例中，预加热源包括帕尔贴 (Peltier)热电冷却器。预加热源被配置用于加热在基板的第一侧上的基板的第一区域。 在一些实施例中，焊接热源生成在200°C到400°C的范围中的温度。在一些实施例中，焊接 热源被配置用于加热在基板的第二侧上的基板的第二区域。贯穿本公开内容，所引用的太阳能模块包括焊接到基板的太阳能电池裸片。本领 域内的技术人员将认识到，本公开一般应用于焊接到具有电力导体将焊接到的电力触头的 基板的组件，诸如二极管阵列。【附图说明】图1A示出了根据一些实施例组装在外罩中的太阳能电池模块。图1B为根据一些实施例组装在外罩中的太阳能电池模块的截面图。图2示出了根据一些实施例用于将多个电力导体焊接到太阳能电池模块的多个 电力触头的系统的侧截面视图。图3示出了根据一些实施例用于将电力导体焊接到太阳能电池模块的电力触头 的子系统的侧截面视图。图4示出了根据一些实施例将电力导体焊接到基板上的电力触头的方法的步骤。图5示出了根据一些实施例用于控制实施将多个电力导体焊接到基板上的多个 电力触头的方法的热压焊接系统的控制系统。【具体实施方式】在以下的附图的详细描述中，所描述的实施例旨在说明本权利要求的专利技术的特 征。相似的符号指代相似或相同的元件。图1A示出根据一些实施例安装的太阳能电池模块150，其包括组装在外罩125中 的太阳能电池模块100。导体140从两个相对侧的每一侧进入外罩125。每个导体140焊 接145到太阳能电池模块100上的触头。外罩125接收焊接到基板120的太阳能电池裸片 100，将太阳能电池裸片100电耦合到基板120的第一表面上的电迹线。电迹线终止在位于 基板120的第一表面上的电力触头145中。电力导体140通过如下描述的焊接过程电耦合 到电力触头145。图1B为根据一些实施例已安装的太阳能电池模块150的截面图。外罩125使用 室温硫化(RTV)密封剂(未示出)耦合到基板120。太阳能电池裸片100焊接到基板120 上。电力导体140焊接到基板120上的电力触头145。图2示出了根据一些实施例用于将电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种将电力导体焊接到电力触头的方法，所述方法在电子组件模块上实行，所述电子组件模块具有在基板的第一区域处焊接到所述基板的电子组件，并且具有在所述基板的第二区域处的电力触头，所述方法包括：a.以第一持续时间将所述基板的所述第一区域预加热到第一温度；并且b.以第二持续时间在第二温度下将所述电力导体焊接到在所述基板的所述第二区域处的所述电力触头。

【技术特征摘要】
2012.08.01 US 13/564,5421.一种将电力导体焊接到电力触头的方法，所述方法在电子组件模块上实行，所述电子组件模块具有在基板的第一区域处焊接到所述基板的电子组件，并且具有在所述基板的第二区域处的电力触头，所述方法包括: a.以第一持续时间将所述基板的所述第一区域预加热到第一温度；并且 b.以第二持续时间在第二温度下将所述电力导体焊接到在所述基板的所述第二区域处的所述电力触头。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述电子组件包括太阳能电池裸片，并且所述电子组件模块包括太阳能电池模块。3.根据权利要求1所述的方法，其中预加热的所述第一温度在90°C到120°C的范围中。4.根据权利要求1所述的方法，其中所述第二温度在215°C到245°C的范围中。5.根据权利要求4所述的方法，其中所述第二温度为大约330°C并且所述第二持续时间为大约10秒。6.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一持续时间与所述第二持续时间重叠。7.根据权利要求6所述的方法，进一步包括:在所述第一持续时间与所述第二持续时间重叠的至少部分时间期间，将所述第一温度增加到150°C到170°C之间。8.根据权利要求6所述的方法，进一步包括:降低所述第一区域处的温度，从而可控制地冷却所述基板、所述电力触头、所述电力导体、以及所述电力触头和所述电力导体的焊接接头。9.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一区域包括所述基板的第一表面。10.根据权利要求9所述的方法，其中将所述基板的所述第一区域预加热到第一温度导致所述电力触头的加热。11....

【专利技术属性】
技术研发人员：D·张，M·库尔瓦，R·洛伊，M·L·鲁伊斯，
申请(专利权)人：弗莱克斯电子有限责任公司，
类型：发明
国别省市：