专利名称：层叠装置及层叠装置用热板的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种层叠装置用热板，其中，太阳能电池组件等的被加工物配置于热板上，热板将被加工物加热后，通过热板及按压部件对被加工物进行夹压、层叠。
背景技术：
到目前为止，一般使用层叠装置(Iaminator)来制造太阳能电池组件(参照专利文献1)。层叠装置具有上壳体和下壳体；上壳体中设置有可向下自由膨胀的层压片(diaphragm)，下壳体中设置有热板。在层叠太阳能电池组件时，首先，将太阳能电池组件中构成部件重叠后、搬运入上壳体与下壳体所形成的空间。随后，层叠装置使上壳体与下壳体所形成的空间成为真空状态，将太阳能电池组件设置于热板上，将构成部件加热后，向上壳体的内部导入空气。通过层压片及热板的夹压、层叠，将太阳能电池组件的各构成部件通过熔融了的填充材进行粘接。在现有的层叠装置中，专利文献1提供了使热板面内温度均一化的技术。专利文献1所记载的层叠装置中，虽然在其热板中设置了多个加热器和温度传感器，然而，为了使热板面内的温度维持均一，需要将加热器细分后设置在多个位置、同时还需要设置多个温度传感器进行控制，从而使热板的结构变复杂。在其实施方式中，提出了将加热管设置在热板的下面、从而均一加热被加工物。然而，将加热管设置在热板的下面，会导致加热管和热板内的加热器之间的热传输效率不良，从而不能充分发挥加热管的效果。另外，将加热管设置在热板的下面，安装热板时还需要设置额外空间。专利文献1 特开2008-47766号公报
实用新型内容鉴于上述问题，本实用新型的目的在于提供一种层叠装置用热板以及使用所述热板的层叠装置。所述热板在层叠加工中温度维持均一、从而使被加工物的内部温度均一。为了实现上述目的，第一实用新型的层叠装置用热板，所述层叠装置具有通过按压部件分隔开的上腔室及下腔室，被加工物承载于下腔室中设置的热板上，通过所述热板加热被加工物，使下腔室成为真空并向上腔室导入空气后，通过所述热板及所述按压部件对被加工物进行夹压、层叠。所述热板中，设置有多个的加热器或多组成对的加热器及加热管；且所述热板中，在承载于热板上的被加工物的搬运方向上至少3个位置，还设置有温度传感器；从而控制热板面内的温度，使其均一分布。根据第一实用新型，由于加热管设置在热板内、而且热板温度控制用的温度传感器设置在上述3个以上的位置，在层叠加工中，可以使热板内的温度维持均一，从而使被加工物的温度均一。另外，由于简化了使热板的温度维持均一而设置的温度传感器的数量以及配置等，使温度控制方法更容易实施。第二实用新型的层叠装置用热板，所述层叠装置具有通过按压部件分隔开的上腔室及下腔室，被加工物承载于下腔室中设置的热板上，通过所述热板加热被加工物，使下腔室成为真空并向上腔室导入空气后，通过所述热板及所述按压部件对被加工物进行夹压、 层叠。所述热板具有上层热板和下层热板的积层构造，所述上层热板中，设置有多个的加热器或多组成对的加热器及加热管；且所述上层热板中，在承载于所述上层热板上的被加工物的搬运方向上至少3个位置，还设置有温度传感器，所述下层热板中，在和上层热板中设置的加热器及加热管垂直的方向上设置有多个的加热器或多组成对的加热器及加热管；从而控制所述上层热板面内的温度，使其均一分布。根据第二实用新型，所述热板具有上层热板和下层热板的积层构造，加热管设置在上层热板和下层热板内、而且热板温度控制用的温度传感器设置在上层热板上的上述3 个以上的位置，因此在层叠加工中，和使用第一实用新型的热板相比、可以使热板内的温度更加均一，其结果可使被加工物的温度更加均一。另外，由于简化了使热板的温度维持均一而设置的温度传感器的数量以及配置等，使温度控制方法更容易实施。第三实用新型的层叠装置用热板，基于第二实用新型，其特征在于所述下层热板中，在承载于所述上层热板上的被加工物的搬运方向垂直的方向上至少3个位置还设置有温度传感器，从而控制所述上层热板面内的温度，使其均一分布。根据第三实用新型，和第二实用新型相比，第三实用新型的热板还在下层热板中的上述三个以上的位置上设置了温度控制用的温度传感器，因此在层叠加工中，和使用第二实用新型的热板相比、可以使热板内的温度更加均一，其结果可使被加工物的温度更加均一。第四实用新型的层叠装置用热板，基于第一至第三实用新型中任一项，其特征在于所述热板中各组的加热管及加热器呈直线状且平行配置。根据第四实用新型，由于热板内的加热管及加热器呈直线状且平行配置，结构简单，容易控制热板面内的温度、使其均一。第五实用新型的层叠装置，使用了第一至第四实用新型中任一项的层叠装置用热板。第五实用新型的层叠装置由于使用了第一至第四实用新型中任一项的热板，在层叠加工中，可以使热板内的温度维持均一。层叠加工后的被加工物内部无气泡残留，可提高被加工物的质量。
图1为表示被加工物太阳能电池组件的结构剖面图；图2为表示层叠装置的整体结构图；图3为表示层叠装置的层叠部的侧剖面图；图4为表示层叠加工时层叠部的侧剖面图；图5为表示实施方式1中热板的结构图；图6为详细表示实施方式2中热板的结构图；图7为详细表示实施方式1中热板的结构图；图8为表示实施方式3中温度传感器在下层热板中的配置图；图9为护套加热器的说明图。
具体实施方式
以下，参照附图，对本实用新型的层叠装置的具体实施方式
进行说明。首先，对层叠装置中进行层叠的被加工物10进行说明。图1为表示被用作为被加工物10的太阳能电池组件的结构剖面图，该太阳能电池组件由结晶系电池单元构成。如图所示，太阳能电池组件具有如下结构在透明的防护玻璃 11和背面材12之间，隔着填充材13、14夹有由多列太阳能电池串15和15并列连接后形成的矩阵体而形成的夹层构造。背面材12使用的是聚乙烯树脂等材料。填充材13、14使用的是EVA (乙烯-醋酸乙烯共聚物)树脂或PVB (聚乙烯醇缩丁醛)树脂等。太阳能电池串15是通过引线19连接电极16、17之间的作为结晶系电池单元的太阳能电池单元18而构成。被加工物10不仅可以是上述的太阳能电池组件，也可以是一般被称为薄膜式的太阳能电池组件。薄膜式太阳能电池组件的代表性结构例，是在透明的防护玻璃(Cover glass)上事先蒸镀由透明电极、半导体、背电极构成的发电元件。这样的薄膜式太阳能电池组件，使防护玻璃朝下配置，在防护玻璃上的发电元件上覆盖填充材，再在填充材上覆盖背面材。随后，通过真空加热、层叠，使薄膜式太阳能电池组件的构成部件粘接。换句话说，薄膜式太阳能电池组件，仅仅是将上述太阳能电池组件的结晶系电池单元替换为蒸镀的发电元件而已，就基本封闭结构而言，薄膜式太阳能电池组件与上述太阳能电池组件是相同的。图2为表示本实施方式中层叠装置100的整体结构图。层叠装置100具有上壳体110、下壳体120、和搬运被加工物10的搬送带130。搬送带130将被加工物10搬运到上壳体110和下壳体120之间的位置。在层叠装置100还设置有搬入用传送装置200，搬入用传送装置200将叠层前的被加工物10搬运到层叠装置 100。此外，层叠装置100还设置有搬出用传送装置300，该搬出用传送装置300将叠层后的被加工物10从层叠装置100搬出。搬入用传送装置200和搬出用传送装置300是连动设置的。被加工物10由搬入用传送装置200送交给搬送带130，再由搬送带130送交给搬出用传送装置300。层叠装置100设置有以气缸及活塞杆等构成的升降装置(未图示)。升降装置可将上壳体110维持在水平状态下、相对下壳体120进行升降。升降装置通过下降上壳体110， 密闭上壳体110和下壳体120的内部空间。下面对本实施方式中层叠装置100的层叠部101的结构进行具体说明。图3是层叠装置100中层叠被加工物10的层叠部101的侧剖面图。图4是层叠装置在叠层加工时的层叠部101的侧剖面图。上壳体110中形成有朝下方开口的空间。该空间中设置有将空间水平隔开的层压片(diaphragm) 112。层压片112由硅树脂系(silicone)的橡胶等耐热性的橡胶通过成形得到。如后所述，层压片112起到按压部件的作用，用来按压被加工物10。在上壳体110内部，形成有以层压片112隔开的空间(上腔室113)。在上壳体110的上面，设置有和上腔室113相连通的吸排气口 114。通过上腔室 113的吸排气口 114，可将上腔室113内部的空气真空排出使其成为真空状态、或将大气导入上腔室113内部。[0036]下壳体120中形成有向上方开口的空间(下腔室121)。该空间中设置有热板122 (平板状的加热器)。热板122通过在下壳体120的底面竖立设置的支撑部件被保持在水平状态。此时，被支撑着的热板122的表面与下腔室121的开口面大致在相同高度。在下壳体120的底部，设置有和下腔室121相连通的吸排气口 123。通过下腔室121的吸排气口 123，可将下腔室121内部的空气真空排出使其成为真空状态、或将大气导入到下腔室121内部。搬送带130设置在上壳体110和下壳体120之间且位于热板122的上方，移动自如。搬送带130从图2的搬入用传送装置200接收层叠前的被加工物10后、将其准确搬送到在层叠部101的中央位置，即热板122的中央部位。搬送带130还将层叠后的被加工物10送交给图2的搬出用传送装置300。在上壳体110和下壳体120之间且在搬送带130上方设置有剥离薄片140。在被加工物10的填充材13、14 (参照图1)熔融时，剥离薄片140防止填充材13、14附着到层压片112上。下面对本实施方式中层叠装置100的层叠工序进行具体说明。首先，如图3所示，搬送带130将被加工物10搬送到在层叠部101的中央位置。此外，也可以通过使下腔室121上升，或使配置在热板122中的可上下移动的保持销(未图示)等上升，将被加工物10保持在离开热板122上方一定距离的位置。其次，升降装置使上壳体110下降。如图4所示，上壳体110下降后，密闭上壳体110和下壳体120的内部空间。换而言之，在上壳体110和下壳体120的内部，上腔室113及下腔室121各自保持为密闭状态。层叠装置100，通过上壳体110的吸排气口 114真空排出上腔室113内部的空气使其成为真空状态。同样，层叠装置100，通过下壳体120的吸排气口 123真空排出下腔室121内部的空气使其成为真空状态(真空工序)。通过下腔室121的真空排气，将被加工物10中所含的气泡排出到被加工物10的外部。此时，如果被加工物10是通过热板122中的可上下移动的保持销(未图示)保持在离开热板122上方一定距离的位置时，大约在真空工序的后半部分，将保持销下降，使被加工物10载置于热板122上。通过后述温度控制装置的温度控制加热后的热板122加热被加工物10，从而加热被加工物10内部的填充材13、14。层叠装置100将下腔室121保持在真空状态下，通过上壳体110的吸排气口 114向上腔室113导入空气，从而在上腔室113和下腔室121之间产生气压差，使层压片112膨胀。如图4所示，层压片112被向下方压出(加压工序)。被向下方压出的层压片112和热板122夹压被加工物10、通过加热熔融的填充材13、14将各构成部件粘接在一起。本实施方式的层叠装置100，使填充材13、14完全熔融后来粘接各构成部件，即属于完全交联式的层叠装置。此时，有时会发生填充材13、14从防护玻璃11和背面材12之间外露的情况，而外露的填充材13、14可能会附着到剥离薄片140上。通过剥离薄片140的介在，可以防止外露的填充材13、14附着到层压片112上。因此，剥离薄片140防止着填充材13、14通过层压片112附着到进行层叠的被加工物10上。如果外露的填充材13、14附着到搬送带130上，可通过未图示的清除机构除去所附着的填充材13、14。[0047]层叠工序结束后，层叠装置100通过下壳体120的吸排气口 123向下腔室121导入空气。升降装置使上壳体110上升。如图3所示，上壳体110的上升，可使搬送带130发生移动。搬送带130，将层叠后的被加工物10送交到搬出用传送装置300。下面对本实施方式中的层叠装置100的热板122的结构进行说明。[实施方式1]首先，对实施方式1中的层叠装置用热板进行说明。图5为表示实施方式1中热板的结构图。图5中的热板20，等同于图3及图4中层叠装置100的热板122。图5 (a)为热板20的平面图；图5(b)为热板20的正面图；图5(c)为图5(b)中沿C-C线箭头的平视图。热板20，其总体尺寸形成为可以收纳在下壳体120内、且大于图5中二点链线所表示的太阳能电池组件10的尺寸。在本实施方式中，热板20的尺寸为宽度Wh约1500mm、进深Dh约1200mm。通过所述热板20加热的太阳能电池组件10的尺寸为进深d约1100mm、 宽度w约1400mm，平面视图为长方形。上述热板20的尺寸仅为参考，并非限定于所述尺寸。图5中，热板本体201由铝或铝合金等形成为板状，且具有可载置被加工物10的承载面SF。热板本体的材质也可使用不锈钢等钢铁类材料。为了埋设加热器203及加热管204，在热板本体201的进深方向上加工设置了收容沟208。在收容沟208内，平行配置有多个U字形加热器203。加热器也可选用护套加热器SH。如图9所示，护套加热器SH具有位于中心且形成为线圈状的镍铬合金线SH1、填充在镍铬合金线SHl周围的氧化镁等绝缘材SH2，以及包覆绝缘材SH2整个圆周的护套SH3(成为外周的外皮)。加热器203可以不是U字形、而是直线状的加热器。加热管204可采用现有技术的结构。加热管管内的工作液体是在饱和蒸气压的状态下被密封的，如果在加热管的长度方向有温度差，则从高温部位向低温部位产生蒸气对流。工作液体从高温部位带走蒸发热，而在低温部位赋予凝结热。在本实施方式中，加热管204埋设在U字形加热器203的大约中央位置、且与加热器203保持平行。埋设结构参照图5(b)中A部位放大图进行说明。加热器203及加热管 204经缓冲材205缓冲埋设在收容沟208内、用与热板本体201具有大致相同尺寸的背面板 206通过螺栓等和热板本体201固定在一起。因此，加热器的外周及加热管的外周和沟的底面紧密接触。加热器203和加热管204形成一组的加热部202，热板20内配置有多组加热部202。图5中，加热部202是用二点链线包围的区域；如图5 (c)所示，共配置了从202A 至202E共五组。热板20中可设置三个以上热电隅等的温度传感器207。在本实施方式中，温度传感器207A、207B以及207C分别设置在图5(a)中X记号的位置，即承载在热板20上的被加工物的搬运方向上的两端和中央位置。设置在两端位置的温度传感器为207A和207C， 设置在中央位置的温度传感器为207B。图中以两点链线包围的各加热部202中的加热器 203，全部与温度控制装置CL相连接。通过加热管的作用，各加热部202可产生均一温度。 温度传感器207的测定结果输入至温度控制装置CL、从而对各加热部的加热器所产生的发热量进行控制，可对热板的整体温度进行均一控制。根据本实施方式的热板，可将图5中的热板的整体温度偏差控制在士 1.5°C以内。与此相比，未使用加热管的现有技术的热板， 其温度偏差在士4°C以内。[0056]在本实施方式中，加热部202中的加热器及加热管全部是成对的；但也可以是部分的加热部仅由加热器构成。使热板面内的温度维持均一的功能，是通过加热器203、加热管204、温度传感器 207以及温度控制装置CL协调实现的。根据本实用新型，可以使作为被加工物的太阳能电池组件10的内部温度均一，充填物开始熔融的时间也大致相同。因此，热板的温度即使急速上升，也能控制温度使其均一，因此可容易缩短制造内部无气泡、品质优良的太阳能电池组件的时间。此外，为了使热板面内的温度维持均一，热板内设置的温度传感器只需要3个位置以上即可，从而可以简化其数量和设置，没有必要如同专利文献1所记载的那样在多个位置设置多个温度传感器。因此，可以更加简化温度控制装置的结构，以更便宜的价格提供
层叠装置。[实施方式2]下面，对实施方式2中的层叠装置用热板进行说明。本实施方式中的热板80具有如图6所示的结构。图6 (a)是热板80的平面图，图6(b)是热板80的正面图；图6 (c)是图6(b)中沿F箭头的平视图，图7(d)是图6(b)中沿C-C箭头的平视图，图7(e)是图6(b) 中沿E-E箭头的平视图。本实施方式的热板具有上层热板和下层热板的层叠结构。上层热板81等同于实施方式1中的热板。如图6 (b)中A部位放大图所示，加热器813和加热管814经缓冲材815 缓冲埋设在收容沟818内、用热板本体811的下面819替代实施方式1中的背面板206，通过螺栓等将下层热板82和上层热板81固定在一起。下层热板82中，在与上层热板81设置的多组(多个加热部)成对的加热器813和加热管814呈直角方向上，设置有多组成对的加热器823和加热管824。实施方式2中的加热部如图7(d)和图7(e)所示。在上层热板81中，共有812A、 812B、812C、812D以及812E五组加热部。在下层热板82中，共有822A、822B以及822C三组加热部。如图6(a)所示，各加热部中设置有温度传感器。在上层热板81中，设置有817A、 817B以及817C三个温度传感器。实施方式1中也是同样的。下层热板82中，没有设置温度传感器。在本实施方式中，加热部822中的加热器及加热管全部是成对的；但也可以是部分的加热部仅由加热器构成。如图6 (c)中下层热板82的B部位放大图所示，在热板本体821中，与上层热板的下面819接触的下层热板的上面拟9上设置有用于埋设加热器823和加热管824的收容沟 828。将加热器823和加热管拟4埋设在收容沟828内，通过上层热板81和螺栓等进行固定。将上层热板和下层热板进行固定时，最好能将收容沟中的缝隙用导热性能良好的缓冲材825等填充。图中以两点链线包围的各加热部812和822中的加热器813和823，全部与温度控制装置CL相连接。通过加热管的作用，各加热部822可产生均一温度。上层热板812中设置的温度传感器817的测定结果输入至温度控制装置CL、从而对各加热部的加热器所产生的发热量进行控制，可对热板的面内温度进行均一控制。根据本实施方式的热板，可将图6 中的热板面内的温度控制得比实施方式1中的热板更加均一。[0066][实施方式3]在实施方式2中，下层热板82中没有设置温度传感器；然而在本实施方式中，如图 8所示，也可以在下层热板中设置温度传感器。在本实施方式中的下层热板82中，在和实施方式1以及实施方式2呈直角的方向(即和被加工物呈直角的方向)上设置了温度传感器。除此之外，全部和实施方式2相同。在图8中，设置有温度传感器827A、827B、827C以及827D。温度传感器827A和827D设置在热板的两端、和被加工物呈直角方向，而温度传感器827B和827C设置在热板的中间部位。温度传感器827的测定结果输入至温度控制装置CL、从而对各加热部的加热器所产生的发热量进行控制，可对热板的面内温度进行均一控制。根据本实施方式的热板，可将热板面内的温度控制得比实施方式1和实施方式2中的热板更加均一。[实施方式4]实施方式1至实施方式3的说明中，热板20和热板80中埋设的加热器采用的是图9所示的护套加热器SH，然而并非局限于此；例如，加热器也可以采用未图示的热管等。 所述的热管由中空的管状部件和管状部件中流动的加热后油类等导热媒体构成。所述热管可以埋设到实施方式1至实施方式3的热板20和热板80中。将所述热管和温度控制装置CL相连接，利用温度控制装置CL对管状部件中流动的导热媒体进行温度调节，从而控制热板20和热板80的温度。热管中不仅可以使用已加热的导热媒体，也可以使用已冷却的导热媒体。利用温度控制装置CL对管状部件中流动的导热媒体进行温度调节，也可以控制热板20和热板80 的温度。本实用新型的热板，可以用于大约在真空工序的前半部分通过保持销将被加工物 10保持在离开热板上方一定距离的这类层叠装置中，然而并非局限于这种层叠装置；也可以用于从最初就将太阳能电池组件10承载于热板122上的层叠装置中。产业上的利用可能性实施方式1至实施方式4中的热板使用在层叠装置100中，有以下效果。如上所述，本实用新型的层叠装置用热板，其内部设置有加热管；另外，在被加工物的搬运方向上，热板中至少3个位置上设置有温度传感器，因此，可以使热板面内的温度维持均一，从而可以提供内部无气泡、品质优良的太阳能电池组件10。符号说明10 被加工物(太阳能电池组件)11 防护玻璃13、14:填充材100 层叠装置101 层叠部110:上壳体112:层压片113:上腔室120 下壳体121 下腔室[0086]122 热板20、80 热板201 热板本体202 加热部203 加热器204:加热管205 缓冲材206 背面板207 温度传感器208 收容沟2O9:安装面(下面)CL 温度控制装置SH 护套加热器SF :承载面。
权利要求1.一种层叠装置用热板，所述层叠装置具有通过按压部件分隔开的上腔室及下腔室， 被加工物承载于下腔室中设置的热板上，通过所述热板加热被加工物，使下腔室成为真空并向上腔室导入空气后，通过所述热板及所述按压部件对被加工物进行夹压、层叠，所述热板中，设置有多个的加热器或多组成对的加热器及加热管，且所述热板中，在承载于热板上的被加工物的搬运方向上至少3个位置还设置有温度传感器，从而控制热板面内的温度，使其均一分布。
2.一种层叠装置用热板，所述层叠装置具有通过按压部件分隔开的上腔室及下腔室， 被加工物承载于下腔室中设置的热板上，通过所述热板加热被加工物，使下腔室成为真空并向上腔室导入空气后，通过所述热板及所述按压部件对被加工物进行夹压、层叠，所述热板具有上层热板和下层热板的积层构造，所述上层热板中，设置有多个的加热器或多组成对的加热器及加热管，且所述上层热板中，在承载于所述上层热板上的被加工物的搬运方向上至少3个位置还设置有温度传感器，所述下层热板中，在和上层热板中设置的加热器及加热管垂直的方向上设置有多个的加热器或多组成对的加热器及加热管，从而控制所述上层热板面内的温度，使其均一分布。
3.根据权利要求2所述的层叠装置用热板，其特征在于所述下层热板中，在承载于所述上层热板上的被加工物的搬运方向垂直的方向上至少 3个位置还设置有温度传感器，从而控制所述上层热板面内的温度，使其均一分布。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的层叠装置用热板，其特征在于所述热板中各组的加热管及加热器呈直线状且平行配置。
5.一种层叠装置，使用了权利要求1至4中任一项所述的层叠装置用热板。
专利摘要本实用新型的目的在于提供一种层叠加工中可使热板面内温度维持均一的热板以及使用所述热板的层叠装置。用于具有通过按压部件分隔开的上腔室及下腔室，被加工物(10)承载于下腔室中设置的热板(20)上，通过热板(20)加热被加工物(10)，使下腔室成为真空并向上腔室导入空气后，通过热板(20)及按压部件对被加工物(10)进行夹压、层叠的层叠装置中的本实用新型的热板；热板(20)中设置有多个的加热器(203)或多组成对的加热器(203)及加热管(204)；此外，在承载于热板(20)上的被加工物的搬运方向上至少3个位置还设置有温度传感器(207)；而控制热板面内的温度，使其均一分布。
文档编号H01L21/67GK202332801SQ20112035251
公开日2012年7月11日 申请日期2011年9月20日 优先权日2011年6月30日
发明者中村真规, 筱田隆志 申请人:日清纺精密机器株式会社