焊接装置的制作方法

本实用新型涉及一种焊接装置，尤其涉及一种接合太阳能电池单元与电极部的焊接装置。

背景技术：

目前，人类主要从石油、煤炭、核能、天然气等获得大部分的能量，这种化石及核能能源被预测将在不远的将来枯竭。

因此，世界各国正在加紧研发可再生的新能源，其中太阳能发电因为能够在阳光照耀的任何地方获得电，不同于其他发电方式，完全无公害，因此更加受到关注。

为了实现太阳能发电，需要将太阳能转换为电能的半导体器件，其被称为太阳能电池。

通常，仅通过单位太阳能电池只能产生约0.5V的最大电压，因此，需要将单位太阳能电池串联连接来使用。如此将单位太阳能电池连接而进行组件化的组件称作太阳能电池组件。

太阳能电池组件的制造过程可分为电池测试(cell test)工序、搭接(tabbing)工序、敷层(lay-up)工序、层压(lamination)工序、组件测试(module test)工序。

第一，在电池测试工序中，对具有各种电气特性的太阳能电池单元进行测试后，进行区分，以具有相似电气特性的电池单元进行分类，第二，在搭接工序中，利用线材(wire)或带状线(ribbon)等电极部将多个电池单元串联连接。

第三，在敷层工序中，将连成一列的电池单元排列为希望形状后，层叠低铁钢化玻璃、乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA，ethylene vinyl acetate)、背板(back sheet)等。第四，在层压工序中，对经过敷层工序而具有太阳能电池组件的形状的部件在高温下进行真空压制，从而使其具有耐久性及防水性。最后，在组件测试工序中，对完成的太阳能电池组件进行是否正常工作的测试。

在此，就利用电极部对多个电池单元进行连接的搭接工序而言，其作为太阳能电池组件的制造工序中最核心的工序，如果电极部与电池单元没有正常接合，则太阳能电池组件整体的性能及质量会降低。

大体观察搭接工序的话，对卷轴(reel)所供给的多个电极部进行切割后，使得电极部的一侧部以搭挂方式安装于电池单元，在电极部的另一侧部再次安装并层叠电池单元，如此反复进行的同时，暴露于高温环境下。在高温环境下，电极部焊接(soldering)于电池单元，通过电极部使得多个电池单元得到电连接。

但是，现有的焊接电池单元与电极部的焊接装置的问题在于，加热成将电极部焊接于电池单元时，电极部结构上发生热变形等，加热效率降低。另外，现有的焊接装置的问题在于，用于使电极部与电池单元接合的结合剂渗入向电池单元按压电极部的部分，电极部附着于向电池单元按压电极部的部分。因此，需要改善这样的问题。

本实用新型的背景技术公开于韩国登记专利公报第10-1058399号。

技术实现要素：

(所要解决的技术问题)

本实用新型是为了改善上述问题而提出的，提供一种能够防止移动主体部和按压部的热变形并且提高装置的耐久性及焊接质量的焊接装置。

(解决技术问题的手段)

根据本实用新型一实施例的焊接装置包括：移送部，移送电池单元和电极部；加热部，加热所述电池单元或所述电极部；移动主体部，以能够移动的方式设置于框架部，并位于照射区域的外部，所述照射区域是从所述加热部产生的热量向所述电池单元或所述电极部传递的路径；以及按压部，结合于所述移动主体部，随着所述移动主体部的移动按压所述电池单元或所述电极部。

一实施例中，所述加热部具备红外线(IR，infrared ray)加热器。

一实施例中，所述照射区域为通过虚拟直线连接所述加热部与所述电池单元所形成的区域。

一实施例中，所述移动主体部具备一对，并结合于所述按压部的两侧。

一实施例中，所述移动主体部包括：支承主体，结合有所述按压部；移动主体，以能够移动的方式设置于所述框架部，并与所述支承主体结合；以及主体冷却部，设置于所述支承主体，冷却所述支承主体。

一实施例中，所述支承主体以所述照射区域为基准对称。

一实施例中，在所述支承主体上，以能够拆卸的方式结合有所述按压部。

一实施例中，所述移动主体以能够滑移的方式结合于形成在所述框架部上的导向件。

一实施例中，所述主体冷却部包括：冷却管部，设置于所述支承主体，引导流体的移动；以及流体供给部，向所述冷却管部供给流体。

一实施例中，所述按压部包括：按压支承部，结合于所述移动主体部，并与所述移动主体部连动；以及焊接按压部，结合于所述按压支承部，并随着所述按压支承部的移动与所述电极部相接触从而向所述电池单元侧按压所述电极部。

一实施例中，所述按压支承部具备多个，并以彼此分离的方式配置。

一实施例中，所述按压支承部沿所述电极部的长度方向延伸。

一实施例中，所述焊接按压部包括：按压壳体部，设置于所述按压支承部；按压接触部，以能够移动的方式插入于所述按压壳体部，并向所述电池单元侧按压所述电极部；以及接触弹性部，收纳于所述按压壳体部中，并弹性支承所述按压接触部。

一实施例中，所述按压壳体部包括：按压壳体主体，结合于所述按压支承部，并与所述按压接触部分离，以供在与所述按压接触部之间设置所述接触弹性部；接触部引导部，从所述按压壳体主体向所述按压接触部侧延伸，并以能够移动的方式插入有所述按压接触部，引导所述按压接触部的移动；以及按压支承结合部，与所述按压壳体主体连接，并结合于所述按压支承部。

一实施例中，所述按压接触部包括：接触部主体，以能够移动的方式结合于所述按压壳体部；以及电极按压部，与所述接触部主体连接，并随着所述移动主体部的移动与所述电极部相接触，向所述电池单元侧按压所述电极部。

一实施例中，所述接触部主体包括：按压轴，与所述按压壳体主体分离，并在与所述按压壳体主体之间收纳有所述接触弹性部；以及弹性部支承部，连接所述按压轴与所述电极按压部，并以所述按压轴一侧端部的直径比所述按压轴的直径大的方式形成，并且与所述接触弹性部相接触。

一实施例中，所述电极按压部包括：接触主体结合部，结合于所述接触部主体；以及电极接触部，结合于所述接触主体结合部，并与所述电极部相接触而向所述电池单元侧按压所述电极部，并且包含密度比结合所述电极部与所述电池单元的结合剂的密度大的材料。

一实施例中，所述电极接触部以能够拆卸的方式结合于所述接触主体结合部。

一实施例中，所述焊接按压部还包括隔热部，该隔热部结合于所述按压壳体部，并包含隔热材料，隔断从所述加热部产生的热能向所述按压壳体部传递。

(实用新型的技术效果)

根据一实施例的焊接装置，移动主体部位于加热部的照射区域的外部，因此能够防止移动主体部热变形，防止移动主体部导致的热隔断，从而提高焊接效率。

另外，一实施例中，移动主体部从两侧支承按压部，因此能够稳定地运行按压部，从而提高焊接质量。

另外，一实施例中，通过流体冷却移动主体部，因此能够防止移动主体部热变形，提高装置的耐久性。

另外，一实施例中，按压壳体主体与按压接触部分离设置，因此能够维持收纳于按压壳体主体的内侧的接触弹性部的弹力，防止装置热变形。

另外，电极接触部的密度比焊料(solder)等结合剂的密度大，因此能够防止结合剂渗入电极接触部，从而在焊接过程中防止电极部与电池单元的接合不良。

附图说明

图1为简略示出本实用新型的一实施例的焊接装置的主视图。

图2为示出本实用新型的一实施例的移动主体部和按压部的立体图。

图3为示出本实用的新型一实施例的移动主体部和按压部的剖面立体图。

图4为示出本实用新型的一实施例的移动主体部和按压部的俯视图。

图5为示出本实用新型的一实施例的移动主体部的立体图。

图6为示出本实用新型的一实施例的移动主体部的截面图。

图7为示出本实用新型的一实施例的按压部的侧视图。

图8为示出本实用新型的一实施例的焊接按压部结合于按压支承部上的状态的截面图。

图9为示出本实用新型的一实施例的焊接按压部的立体图。

附图标记说明

1：焊接装置，10：电池单元，30：电极部，50：框架部，51：导向件，100：移送部，110：滑轮部，130：传送带部，200：加热部，300：移动主体部，310：支承主体，330：移动主体，350：主体冷却部，351：冷却管部，353：流体供给部，400：按压部，410：按压支承部，430：焊接按压部，431：按压壳体部，4311：按压壳体主体，4313：接触部引导部，4315：按压支承结合部，433：按压接触部，4331：接触部主体，4332：按压轴，4333：弹性部支承部，4335：电极按压部，4336：接触主体结合部，4337：电极接触部，435：接触弹性部，437：隔热部，H：照射区域

具体实施方式

以下，参照附图，对本实用新型的焊接装置的一实施例进行说明。附图中所示出的线的粗细或构成要素的大小等有时为了说明上的明确性和便利性而夸大示出。

此外，后述的术语是考虑到本实用新型中的功能而定义的，其根据使用者、运用者的意图或惯例的不同而有时不同。因此，对这种术语的定义应以本说明书的全部内容为基础来确定。

图1为简略示出本实用新型的一实施例的焊接装置的主视图。参照图1，一实施例的焊接装置1包括移送部100、加热部200、移动主体部300及按压部400。焊接装置1进行加热按压而焊接电池单元10与电极部30。

移送部100向预先设定的方向移送电池单元10和电极部30。一实施例的移送部100包括滑轮部110及传送带部130。移送部100向一方向移送安放于以环状轨道方式旋转的传送带部130上的电池单元10和电极部30。

安放于传送带部130的电池单元10和电极部30以层叠状态向加热部200的下侧移送并位于加热部200的下侧(参照图1)。当这样的电池单元10和电极部30在被按压部400按压并固定的状态下，被加热部200加热时，涂覆于电极部30的结合剂受热而熔化的同时电池单元10与电极部30接合。此处，结合剂可例举使电池单元10与电极部30接合的焊料等。若希望提高电池单元10与电极部30之间的接合力，则可以将作为涂覆于电池单元10或电极部30的接合辅助剂的助焊剂(flux)等也用作结合剂。

一实施例中，电池单元10例示为太阳能电池用电池单元10。通过电极部30使多个电池单元10得到电连接。一实施例中，电极部30例示为包含导体而形成的线材或带状线。电极部30将多个电池单元10进行电连接。

加热部200加热电池单元10或电极部30，从而接合电池单元10与电极部30。一实施例的加热部200例示为红外线(IR，infrared ray)加热器。加热部200在与电池单元10、电极部30分离的状态下加热电池单元10或电极部30，以使涂覆于电极部30的铅或锡等结合剂熔化的方式接合电极部30与电池单元10。

一实施例中，加热部200以螺栓连接(bolting)、焊接(welding)等方式结合于框架部50上。加热部200位于移送部100的上侧，与移送部100分离，向下侧照射红外线等从而加热电池单元10或电极部30。

图2为示出本实用新型的一实施例的移动主体部和按压部的立体图，图3为示出本实用新型的一实施例的移动主体部和按压部的剖面立体图，图4为示出本实用新型的一实施例的移动主体部和按压部的俯视图，图5为示出本实用新型的一实施例的移动主体部的立体图。

参照2至图5，一实施例的移动主体部300以能够移动的方式设置于框架部50上，并且位于形成于加热部200的下侧的照射区域H的外部。

此处，照射区域H是指从加热部200产生的热量传递至电池单元10(或焊接电池单元10与电极部30所需的加热区域)的路径。这样的照射区域H可图示为用虚拟直线连接位于焊接位置(例如，加热部200的正下方位置)的电池单元10(或焊接电池单元10与电极部30所需的加热区域)与加热部200所形成的区域。

一实施例的移动主体部300位于照射区域H的外部，因此防止移动主体部300被加热部200加热。因此，能够防止在焊接电池单元10与电极部30时移动主体部300发生扭曲、热损伤等，进而能够增加传递至电池单元10或电极部30的热传递量，从而提高焊接效率。一实施例中，移动主体部300包括支承主体310、移动主体330及主体冷却部350。

支承主体310与按压部400结合。一实施例的支承主体310以照射区域H为基准对称形成，在照射区域H的外侧支承按压部400的两侧。

一实施例的支承主体310支承按压部400的两侧，因此能够牢固地支承按压部400，能够防止按压部400发生垂落、位移等，从而提高焊接的精准度。

另外，在一实施例的支承主体310上，以螺栓连接等方式可拆卸地结合有按压部400，因此容易替换及管理按压部400。

移动主体330以可移动的方式设置于框架部50。移动主体330上结合有支承主体310，移动主体330使支承主体310往复移动。一实施例中，移动主体330被电动机等驱动而移动。移动主体330以可滑移的方式结合于沿上下方向形成在框架部50上的导向件51，从而移动(参照图1)。

图6为示出本实用新型的一实施例的移动主体部的截面图。图6的(a)为示出移动主体部300的截面的图，图6的(b)为示出流体在主体冷却部350中移动的状态的图。

参照图6，主体冷却部350设置于支承主体310上。主体冷却部350冷却支承主体310，防止支承主体310热变形。一实施例中，主体冷却部350包括冷却管部351及流体供给部353。

冷却管部351设置于支承主体310的内部，引导流体向支承主体310的内侧移动，从而使支承主体310能够与流体进行热交换而冷却。

流体供给部353将空气等流体供给至冷却管部351。流体供给部353通过与向冷却管部351的内侧移动的流体进行的热交换，使支承主体310能够冷却，从而防止支承主体310由于过热而发生热变形等。

图7为示出本实用新型的一实施例的按压部的侧视图，图8为示出本实用新型的一实施例的焊接按压部结合于按压支承部上的状态的截面图，图9为示出本实用新型的一实施例的焊接按压部的立体图。

参照图7至图9，按压部400结合于移动主体部300上，随着移动主体部300的移动而移动，按压电池单元10或电极部30。一实施例中，按压部400包括按压支承部410及焊接按压部430。

按压支承部410结合于移动主体部300上，随着移动主体部300的移动而连动，从而移动。一实施例的按压支承部410具备多个，并且相互分离配置。

因此，从加热部200产生的热能量能够经由按压支承部410之间而到达电池单元10或电极部30，从而电池单元10或电极部30能够被加热。

一实施例中，按压支承部410沿电极部30的长度方向长长地形成。按压支承部410上沿按压支承部410的长度方向结合有多个焊接按压部430。按压支承部410能够按压电极部30的长度方向上的电极部30的多个位置，从而能够使例示为线材或带状线的电极部30贴紧固定于电池单元10上。

焊接按压部430结合于按压支承部410上，随着按压支承部410的移动与电极部30相接触，从而向电池单元10侧按压电极部30。一实施例中，焊接按压部430包括按压壳体部431、按压接触部433及接触弹性部435。

按压壳体部431设置于按压支承部410上。一实施例的按压壳体部431采用导热率低的材料，例如导热率是铁的约1/5的不锈钢(如，SUS304)，从而能够防止外部的热量传递至设置于内侧的接触弹性部435。一实施例中，按压壳体部431包括按压壳体主体4311、接触部引导部4313及按压支承结合部4315。

按压壳体主体4311插入于按压支承部410。按压壳体主体4311与按压接触部433分离，以便在与按压接触部433之间设置接触弹性部435。一实施例中，按压壳体主体4311包含金属材料，形成为大致圆筒形状。按压壳体主体4311的内侧收纳有按压接触部433。

接触部引导部4313自按压壳体主体4311延伸，以可移动的方式插入有按压接触部433，从而引导按压接触部433的移动。

一实施例中，接触部引导部4313形成为大致环形形状，形成于内侧的孔中插入有按压接触部433。接触部引导部4313防止按压接触部433晃动，使按压接触部433能够沿按压壳体主体4311的长度方向移动。

按压支承结合部4315与按压壳体主体4311连接，结合于按压支承部410上。一实施例中，按压支承结合部4315以外周面的直径比按压壳体主体4311大的方式形成。按压支承结合部4315的外周面上形成螺纹，按压支承结合部4315螺纹结合于按压支承部410上。

按压接触部433以可移动的方式插入于按压壳体部431，向电池单元10侧按压电极部30。一实施例中，按压接触部433包括接触部主体4331及电极按压部4335。

接触部主体4331以可移动的方式结合于按压壳体部431上。一实施例中，接触部主体4331包括按压轴4332及弹性部支承部4333。

按压轴4332与按压壳体主体4311分离设置。按压轴4332与按压壳体主体4311之间收纳有接触弹性部435。

弹性部支承部4333连接按压轴4332与电极按压部4335。弹性部支承部4333以连接于按压轴4332的端部的直径比按压轴4332的直径大的方式形成，从而弹性部支承部4333与接触弹性部435的下端部相接触并支承接触弹性部435的下端部。

电极按压部4335与接触部主体4331连接。电极按压部4335随着移动主体部300的移动与电极部300相接触，从而向电池单元10侧按压电极部30。一实施例中，电极按压部4335包括接触主体结合部4336及电极接触部4337。

接触主体结合部4336与接触部主体4331结合。一实施例中，接触主体结合部4336包含金属材料，与接触部主体4331形成为一体。

电极接触部4337结合于接触主体结合部4336。电极接触部4337与电极部30相接触，向电池单元10侧按压电极部30。电极接触部4337包含密度比涂覆于电极部30的结合剂的密度大的材料。

例如，在结合剂例示为焊料的情况下，焊料的成分可根据电极部30或电池单元10的材料、形状等而不同，而一实施例的电极接触部4337包含密度比包含于结合剂的材料中密度最大的材料的密度大的材料。例如，结合剂的成分中铅的密度最大情况下，电极接触部4337包含密度比铅大的材料。

另外，包含于结合剂的材料中密度最大的材料为锡的情况下，电极接触部4337包含密度比锡大材料。这样的电极接触部4337能够防止结合剂渗入电极接触部4337。

一实施例中，电极接触部4337采用烧制碳化物粉末制成的硬质合金(cemented carbide)，从而能够防止结合剂渗入电极接触部4337。另外，一实施例中，电极接触部4337可示例为，将碳化钨(WC)作为主材料，烧结钴(Co)的烧结合金(sintered alloy)。

一实施例的电极接触部4337以可拆卸的方式结合于接触主体结合部4336上。使得在电极接触部4337暴露于高温、高压导致变形、变性的情况下，能够只更换电极接触部4337而无需更换整个电极按压部4335，从而减少电极按压部4335的维持费用，容易进行修理及更换。

接触弹性部435收纳于按压壳体部431中，弹性支承按压接触部433。一实施例中，接触弹性部435例示为盘簧，接触弹性部435的内侧收纳有按压轴4332。

一实施例的接触弹性部435中，一端部与按压壳体部431相接触，另一端部与按压接触部433相接触，从而弹性支承按压接触部433。按压接触部433按压电极部30时，接触弹性部435防止按压接触部433与电极部30的冲击导致按压接触部433及电极部30破损。

一实施例的焊接按压部430还包括隔热部437。隔热部437结合于按压壳体部431上，包含隔热材料。隔热部437隔断从加热部200产生的热量向按压壳体部431传递。

以下，说明本实用新型的一实施例的焊接装置1的工作原理及效果。

通过电池单元转移装置及电极转移装置分别移动至传送带部130上的电池单元10及电极部30以层叠于传送带部130上的状态向加热部200的下侧移动。电池单元10和电极部30位于加热部200的下侧时，移动主体部300向下侧移动，结合于移动主体部300的按压部400按压并固定电极部30和电池单元10。

按压部400上设置有接触弹性部435，因此能够通过接触弹性部435缓冲在按压部400按压电极部30或电池单元10时产生的冲击能量等，从而防止按压部400等破损。

通过按压部400固定电极部30和电池单元10的位置后，从加热部200产生热能，从而加热电极部30和电池单元10。

一实施例中，支承按压部400的移动主体部300位于形成在加热部200与电池单元10之间的照射区域H的外侧，因此能够防止加热部200导致移动主体部300发生腐蚀、表面热氧化、扭曲等。

另外，在移动主体部300上形成有主体冷却部350，利用温度传感器等测量移动主体部300的温度，在移动主体部300的温度在设定温度以上的情况下，启动主体冷却部350，从而能够自动防止移动主体部300的温度上升至设定温度以上。

另外，一实施例的按压部400包括多个按压支承部410。多个按压支承部410彼此分离设置，支承焊接按压部430，因此从加热部200产生的热量能够经由多个按压支承部410之间而传递至电池单元10和电极部30。

因此，一实施例的焊接装置1中，从加热部200产生并传递至电极部30及电池单元10的热能的量增加，从而缩短焊接时间，提高能量效率。

另外，一实施例的焊接按压部430中，与电极部30或电池单元10相接触的按压接触部433，具体而言电极接触部4337包含比结合剂的密度大材料，因此能够防止结合剂渗入电极接触部4337，从而防止电极接触部4337与电极部30粘合。

如上所述，根据一实施例的焊接装置1，移动主体部300位于加热部200的照射区域H的外部，因此能够防止移动主体部300热变形，防止移动主体部300导致的隔热而提高焊接效率。

另外，根据一实施例的焊接装置1，移动主体部300从两侧支承按压部400，因此能够稳定地运行按压部400，从而提高焊接质量。

另外，根据一实施例的焊接装置1，通过流体冷却移动主体部300，因此能够防止移动主体部300热变形，提高装置的耐久性。

另外，根据一实施例的焊接装置1，按压壳体主体4311与按压接触部433分离设置，因此能够维持收纳于按压壳体主体4311的内侧的接触弹性部435的弹力，防止装置热变形。

另外，根据一实施例的焊接装置1，电极接触部4337的密度比结合剂的密度大，因此能够防止结合剂渗入电极接触部4337，从而在焊接过程中防止电极部30与电池单元10的接合不良。

应理解为，本实用新型虽然参照附图所示的实施例进行了说明，但是这只是示例性的，该技术所属领域中具有通常知识的人员根据此可进行多种变形及等同的其他实施例。由此，本实用新型的技术保护范围应通过权利要求书来确定。