柔性印刷电路接合结构和接合方法以及聚光型光伏模块的制作方法

文档序号:10661959
柔性印刷电路接合结构和接合方法以及聚光型光伏模块的制作方法
【专利摘要】本发明涉及柔性印刷电路接合结构和接合方法以及聚光型光伏模块。所述接合结构包括:接线盒,被配置为将装置的内部电路和外部导体彼此连接;金属电极,其在所述接线盒中并且被接合到所述外部导体;以及细片状的柔性印刷电路,所述柔性印刷电路形成所述内部电路并且具有将被接合到所述金属电极上的端部。所述金属电极具有将以重叠的方式被接合到所述端部上的接合部,并且确保所述接合部在被重叠在所述端部上之前的处在自由且单独的状态下的所述接合部具有的在该接合部和与该接合部相对的表面之间的间隙比所述端部(包括焊料)的厚度大,并且当所述接合部被按压时,所述接合部具有朝向所述相对的表面侧的可移动性。
【专利说明】
柔性印刷电路接合结构和接合方法以及聚光型光伏模块
技术领域
[0001]本发明涉及一种用于柔性印刷电路的接合结构和接合方法,并且涉及例如包括这样的接合结构的聚光型光伏模块。
【背景技术】
[0002]聚光型光伏(CPV)基于使由透镜聚焦的太阳光入射到由具有高发电效率的小尺寸化合物半导体组成的发电元件(太阳能电池)上的结构。可以通过将大量这样的基础结构垂直和水平地设置来形成一个模块。作为将被设置在宽区域之上的发电元件的衬底,例如,已经提出了将发电元件等间隔地安装的长衬底(例如,参见专利文献I的图5)。在这种情况下,两个邻近的长衬底通过配线耦合材料彼此连接。
[0003]作为这样的长衬底,可以使用柔性印刷电路(FPC)(参见专利文献2)。
[0004]发电元件的输出例如通过模块内电路连接从模块中取出,在模块内电路连接中,一定数量的发电元件在衬底上彼此串联连接,或这样串联连接的发电元件进一步地彼此并联连接。为了最终将模块中衬底的输出提取到外部,例如必需将衬底连接到设置到模块壳体上的连接器。为了提供这样的连接,使用电缆(例如,参见专利文献3的图6),或使用将衬底和壳体耦合到一起的特殊连接器(例如,参见专利文献3的图1)。
[0005]引用列表
[0006]专利文献I:日本专利N0.5214005
[0007]专利文献2:日本特许专利公开N0.2013-80760
[0008]专利文献3:日本特许专利公开N0.2013-145707

【发明内容】

[0009]技术问题
[0010]然而,如果使用电缆提供模块中的连接,则在连接步骤中会耗费时间。另一方面,如果使用特殊连接器,则可以减少连接步骤所需的时间,但是会增加产品成本。在这两种情况中,连接步骤的自动化会变得困难。
[0011]针对这些传统的问题,本发明的目的是,在装置中使用柔性印刷电路的前提下,提供一种接合结构/接合方法,其能够实现将柔性印刷电路的端部连接到外部导体上的简单可靠的作业,还优选能够更好地实现自动化作业。
[0012]问题的解决方案
[0013]〈柔性印刷电路接合结构〉
[0014]根据本发明的一种柔性印刷电路接合结构,包括:接线盒,被配置为将装置的内部电路和外部导体彼此连接;金属电极,其在所述接线盒中并且被接合到所述外部导体;以及细片状柔性印刷电路,所述柔性印刷电路形成所述内部电路并且具有将被接合到所述金属电极上的端部。在所述柔性印刷电路接合结构中,所述金属电极具有将以重叠的方式被接合到所述端部上的接合部,并且确保在被重叠在所述端部上之前的处在自由且单独的状态下的所述接合部具有的在该接合部和与该接合部相对的表面之间的间隙比所述端部的厚度大,并且当所述接合部被按压时,所述接合部具有朝向所述相对的表面侧的可移动性。
[0015]〈聚光型光伏模块〉
[0016]根据本发明的一种聚光型光伏模块,包括:聚光部,其中每个聚焦太阳光的聚光透镜被布置为矩阵形状;壳体,其被配置为支撑所述聚光部;柔性印刷电路,其被布置在所述壳体的底面上;发电元件,其被布置在所述柔性印刷电路上以与各个聚光透镜的聚光位置相对应;接线盒,其被形成在所述壳体的底面的一部分中,以便相对于所述底面而被凹进,所述接线盒具有连接到其上的用于收集所述发电元件的输出和用于将所述收集的输出提供到外面的外部导体;金属电极,其在所述接线盒中并且被接合到所述外部导体;以及细片状柔性印刷电路,所述柔性印刷电路形成所述内部电路并且具有将被接合到所述金属电极上的端部。在所述聚光型光伏模块中,所述金属电极具有将以重叠的方式被接合到所述端部上的接合部,并且确保在被重叠在所述端部上之前的处在自由且单独的状态下的所述接合部具有的在该接合部和与该接合部相对的表面之间的间隙比所述端部的厚度大,并且当所述接合部被按压时,所述接合部具有朝向所述相对的表面侧的可移动性。
[0017]〈柔性印刷电路接合方法〉
[0018]根据本发明的一种柔性印刷电路接合方法,其中,在用于将装置的内部电路和外部导体彼此连接的接线盒中,将被接合到所述外部导体上的金属电极连接到形成所述内部电路的细片状柔性印刷电路的端部,该方法包括:建立这样的状态,其中确保将以重叠的方式被接合到所述端部上的所述金属电极的接合部在所述接合部的自由且单独的状态下具有在所述接合部和与所述接合部相对的表面之间的预定间隙、并且当所述接合部被按压时具有朝向所述相对的表面侧的可移动性;将具有比所述间隙的尺寸小的厚度的所述端部插入所述间隙;以及,在利用抵靠所述接合部按压的焊机电极将所述接合部和所述端部彼此紧密地附接的状态下,通过对其执行局部加热将所述接合部和所述端部彼此接合。
[0019]〔本发明的有利效果〕
[0020]根据本发明,能够使柔性印刷电路的端部连接到外部导体的作业变得容易且可靠,还优选地有利于实现自动化作业。
【附图说明】
[0021 ]图1是示出聚光型光伏装置的一个示例的透视图;
[0022]图2是示出聚光型光伏装置的一个示例的放大图的(局部切割)透视图;
[0023]图3是更详细地示出图2中示出的壳体的底面的平面图;
[0024]图4不出壳体的后表面;
[0025]图5是示出在根据第一实施例的柔性印刷电路接合结构(接合方法)中的在完成状态下的接线盒的透视图;
[0026]图6是示出图5中示出的接线盒的部分的分解透视图;
[0027]图7是示出将柔性印刷电路的端部接合到金属电极的(第一)步骤的透视图;
[0028]图8是示出将柔性印刷电路的端部接合到金属电极的(第二)步骤的透视图;
[0029]图9是示出将柔性印刷电路的端部接合到金属电极的步骤(完成状态)的透视图;
[0030]图10是示出在根据第二实施例的柔性印刷电路接合结构(接合方法)中的在完成状态下的接线盒的透视图;
[0031]图11是示出图10中示出的接线盒的部分的分解透视图;
[0032]图12示出用于示出在第二实施例中将柔性印刷电路的端部接合到金属电极的步骤((a)示出第一步骤,(b)示出第二步骤)的横截面图;
[0033]图13是示出在第二实施例中将柔性印刷电路的端部接合到金属电极的步骤(完成状态)的横截面图;以及
[0034]图14示出用于解释由两种类型的焊机执行焊接的缩略图的横截面图,其中,(a)示出脉冲加热焊机,(b)示出电阻焊机。
【具体实施方式】
[0035]〔实施例的概述〕
[0036]本发明实施例的概述至少包括以下部分。
[0037](I) 一种柔性印刷电路接合结构,包括:接线盒,其被配置为将装置的内部电路和外部导体彼此连接;金属电极,其在所述接线盒中并且被接合到所述外部导体;以及细片状柔性印刷电路,所述柔性印刷电路形成所述内部电路并且具有将被接合到所述金属电极上的端部。在所述柔性印刷电路接合结构中,所述金属电极具有将以重叠的方式被接合到所述端部上的接合部,并且确保在被重叠在所述端部上之前的处在自由且单独的状态下的所述接合部具有的在该接合部和与该接合部相对的表面之间的间隙比所述端部的厚度大,并且当所述接合部被按压时,所述接合部具有朝向所述相对的表面侧的可移动性。
[0038]在此柔性印刷电路接合结构中,确保金属电极的接合部在接合到端部之前的自由且单独的状态下在接合部及其相对的表面之间,具有比端部的厚度大的间隙。由于存在此间隙,所以不升高金属电极的接合部,就可以将柔性印刷电路的端部容易地插入到接合部及其相对的表面之间。因此,根据此接合结构,用于提供该接合的元件能够被容易且可靠地加以布置,进一步地,通过焊接步骤,能够容易且快速地将接合部和端部接合到一起。也就是,使柔性印刷电路的端部连接到外部导体的作业变得容易且可靠,还有利于实现自动化作业。
[0039](2)在根据(I)所述的接合结构中,所述接合部由所述的一部分来形成以便具有所述间隙,所述的除了所述一部分以外的基部被假定为所述相对的表面。
[0040]在这种情况下,接合部可以以简单的方式形成,例如通过将金属电极的部分稍微升起并弯曲的作业而形成,从而确保所述必需的间隙。
[0041](3)在根据(2)所述的接合结构中,所述接合部具有允许所述接合部接近所述相对的表面的弹性。
[0042]在这种情况下,能够实现这样的接合结构,其中例如在焊机电极被按压抵靠在接合部上时,该接合部弯曲为以可靠的方式紧密地附接到端部。
[0043](4)根据(I)所述的接合结构可以被配置为,将一对所述接合部设置在所述金属电极中,存在一对所述柔性印刷电路,并且所述一对所述柔性印刷电路的端部被分别接合到所述一对接合部。
[0044]在这种情况下,两端部分别被插入为接合到它们相对应的接合部。因此,例如,在单个接线盒中,可以将两个并联的电路连接到外部导体。
[0045](5)根据(4)所述的接合结构可以被配置为,使得所述接线盒具有形成在其中的突起部,所述金属电极通过形成在所述金属电极的中心部中的凹进部来与所述突起部啮合,并且所述一对柔性印刷电路的所述端部从所述突起部的相对侧来朝向所述突起部。
[0046]在这种情况下,突起部有助于定位金属电极和定位该一对柔性印刷电路的端部。
[0047](6)根据(5)所述的接合结构可以被配置为,在被重叠在与每个接合部相对应的所述端部上之前的处在自由且单独的状态下的所述每个接合部被确保具有由于与所述突起部的啮合而产生的在所述接合部和所述相对的表面之间的所述间隙。
[0048]在这种情况下,不采用金属电极的特殊形状,通过使用与突起部的啮合,就可以确保用于插入端部的间隙。
[0049](7)在根据(I)至(6)中任何一项所述的接合结构中,优选地,所述接线盒被设置在所述装置的底面上,并且被形成为相对于所述底面而被凹进。
[0050]在这种情况下,在完成接合之后,容易使诸如硅树脂的绝缘材料流到接线盒中。在这种情况下的接线盒实现为绝缘材料模制框架。
[0051](8)同时,一种聚光型光伏模块,包括:聚光部,其中每个聚焦太阳光的聚光透镜被布置为矩阵形状;壳体,其被配置为支撑所述聚光部;柔性印刷电路,其被布置在所述壳体的底面上;发电元件,其被布置在所述柔性印刷电路上以与各个所述聚光透镜的聚光位置相对应;接线盒,其被形成在所述壳体的底面的一部分中以便相对于所述底面而被凹进,所述接线盒具有连接到其上的用于收集所述发电元件的输出和用于将所收集的输出提供到外面的外部导体;金属电极,其位于所述接线盒中并且被接合到所述外部导体;以及细片状的柔性印刷电路,所述柔性印刷电路形成内部电路并且具有将被接合到所述金属电极的端部。在所述聚光型光伏模块中,所述金属电极具有将以重叠的方式被接合到所述端部的接合部,并且确保在被重叠在所述端部上之前的处在自由且单独的状态下的所述接合部具有的在该接合部和与该接合部相对的表面之间的间隙比所述端部的厚度大,并且当所述接合部被按压时,所述接合部具有朝向所述相对的表面侧的可移动性。
[0052]在此聚光型光伏模块中,确保金属电极的接合部在接合到端部之前的自由且单独的状态下在接合部及其相对的表面之间,具有比端部的厚度大的间隙。由于存在此间隙,所以不升高金属电极的接合部,就可以将柔性印刷电路的端部容易地插入到接合部及其相对的表面之间。因此,在具有这样的接合结构的聚光型光伏模块中,用于提供该接合的元件能够被容易且可靠地加以布置,进一步地,通过焊接步骤,能够容易且快速地将接合部和端部接合到一起。也就是,使柔性印刷电路的端部连接到外部导体的作业变得容易且可靠,还有利于实现自动化作业。
[0053](9)在根据(8)所述的聚光型光伏模块中,优选地,所述柔性印刷电路被布置为以便在所述底面上无缝地连续。
[0054]在这种情况下,由于在底面上没有柔性印刷电路的连接部,所以可以实现高可靠性的电连接。
[0055](10)根据本发明的一种柔性印刷电路接合方法,其中,在用于将装置的内部电路和外部导体彼此连接的接线盒中,将被接合到所述外部导体上的金属电极连接到形成所述内部电路的细片状柔性印刷电路的端部,该方法包括:建立这样的状态,其中确保将以重叠的方式被接合到所述端部上的所述金属电极的接合部在所述接合部的自由且单独的状态下具有在所述接合部和与所述接合部相对的表面之间的预定间隙、并且当所述接合部被按压时具有朝向所述相对的表面侧的可移动性;将具有比所述间隙的尺寸小的厚度的所述端部插入所述间隙;以及,在利用抵靠所述接合部按压的焊机电极将所述接合部和所述端部彼此紧密地附接的状态下,通过对其执行局部加热将所述接合部和所述端部彼此接合。
[0056]在此柔性印刷电路接合方法中,确保金属电极的接合部在接合到端部之前的自由且单独的状态下在接合部及其相对的表面之间,具有比端部的厚度大的间隙。由于存在此间隙,所以不升高金属电极的接合部,就可以将柔性印刷电路的端部容易地插入到接合部及其相对的表面之间。因此,根据此方法,通过焊接(脉冲焊接或电阻焊接),能够容易且快速地将接合部和端部接合到一起。也就是,使柔性印刷电路的端部连接到外部导体的作业变得容易且可靠,还有利于实现自动化作业。
[0057]〔实施例的细节〕
[0058]〈〈采用柔性印刷电路接合结构/接合方法的装置的一个示例》
[0059]在下文中,将参考附图详细描述本发明的实施例。首先,将描述假设聚光型光伏模块是采用作为本发明的一个实施例的柔性印刷电路接合结构/接合方法的一个示例时的聚光型光伏装置的结构。
[0060]图1是示出聚光型光伏装置的一个示例的透视图。在图1中,聚光型光伏装置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在其后表面上由该柱3a支撑。聚光型光伏面板I通过将大量的聚光型光伏模块IM垂直和水平地组装而形成。在此示例中,除了中心部以外,垂直和水平地组装62(长度上7 X宽度上9-1)个聚光型光伏模块1M。当一个聚光型光伏模块IM具有例如大约100W的额定输出时,整个聚光型光伏面板I则具有大约6kW的额定输出。
[0061]在聚光型光伏面板I的后表面侧上,设置驱动设备(未示出),并且通过操作此驱动设备,能够在方位角和仰角两个轴上驱动聚光型光伏面板I。相应地,通过使用步进电机(未示出),在方位角和仰角两者上,将聚光型光伏面板I驱动为总是朝向着太阳的方向。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,设置跟踪传感器4和日射强度计5。依赖于跟踪传感器4和根据时间计算的太阳的位置,安装位置的玮度,和经度,执行跟踪太阳的操作。
[0062]也就是,在每一次太阳移动预定角度时,驱动设备驱动聚光型光伏面板I该预定角度。太阳移动预定角度的情况可以由跟踪传感器4确定,或者可以由玮度、经度和时间确定。因此,也存在省略跟踪传感器4的情况。例如,预定角度是恒定值,但是该值可以根据太阳的玮度和时间而改变。此外,使用步进电机是一个示例,除了它以外,还可以使用能够执行精确操作的其它驱动源。
[0063]〈〈聚光型光伏模块的一个示例》
[0064]图2是示出聚光型光伏模块(在下文中,也简单地称为模块)1M的一个示例的放大图的(局部切割)透视图。在图2中,作为主要部件,模块IM包括形成为矩形容器形状且具有底面Ila的壳体11,设置为与底面Ila接触的柔性印刷电路12,和类似于盖的附接到壳体11的法兰部Ilb上的主聚光部13。壳体11由金属制成。每个柔性印刷电路12的输出端在正极侧和负极侧分开,并且分别被拉入设置在壳体11的后表面上以从其突出的接线盒14和15中。
[0065]主聚光部13是菲涅耳透镜阵列,并且通过将多个(例如,长度上14X宽度上10,总共140)作为聚焦太阳光的透镜元件的菲涅耳透镜13f布置为矩阵形状而形成。主聚光部13例如可以通过在作为基础材料的玻璃板的背面(内侧)上形成硅树脂膜而获得。每个菲涅耳透镜形成在此树脂膜上。
[0066]图3是更详细地示出图2中示出的壳体11的底面Ila的平面图。它作为一个示例示出了柔性印刷电路12的形状和排列。当然,由于柔性印刷电路12可以以各种方式成形和排列,所以这仅仅是一个示例。
[0067]在每个柔性印刷电路12上,等间隔地布置大量的发电元件(太阳能电池)16。每个发电元件16在其相应的菲涅耳透镜13f的光轴上,该光轴是当太阳光以O度的射入角入射到菲涅耳透镜13f上时所获得的。由菲涅耳透镜13f聚焦的光入射到其相应的发电元件16上。在一些情况下,每个发电元件16在其上配置有例如作为二次聚光部的球面透镜等,但是其细节不在此描述。
[0068]虽然未示出,但是在每个柔性印刷电路12上,设置有连接发电元件16的铜图案或旁路二极管。本示例中的柔性印刷电路12在安装发电元件16的部分上具有更大的宽度,在其他部分上具有较小的宽度。在图3的每个上部分和下部分中,柔性印刷电路12形成为一体件,因此被无缝地连续地布置。由于在底面Ila上没有连接部,所以可以实现高可靠性的电连接。如果在附图中的垂直方向限定为行,则将邻近的两行彼此连接的部分比设置发电元件16的部分细,并且通过利用该部分的薄度而从底面Ila稍微升起,因此不必紧密地附接到底面Ila上。
[0069]例如,相对于图3的上半部分,发电元件16被串联连接,并且在柔性印刷电路12的端部(正极侧的端部和负极侧的端部)中,例如,正极侧端部被拉入到接线盒14中,负极侧端部被拉入到接线盒15中。这也应用到图3的下半部分中。因此,在这个示例中,在具有70个发电元件16的上侧上的串联电路的输出和在具有70个发电元件16的下侧上的串联电路的输出彼此并联。在接线盒14和15中建立端部连接和并联连接。
[0070]图4示出壳体11的后表面。如上所述,接线盒14和15在后表面侧上突出,并且分别具有输出电缆17和18作为连接到其上的“外部导体”。作为外部导体,一般使用电缆,但是也可以使用绝缘的棒。
[0071 ]〈〈接合结构/接合方法的第一实施例》
[0072]接下来,将描述作为柔性印刷电路接合结构/接合方法的第一实施例。
[0073]图5是示出在完成状态下的接线盒14的透视图。此接线盒14示例为没有顶面的矩形平行六面体形状,但这仅仅是一个示例,实际上,接线盒14可以根据需要形成为各种形状。在此,图5仅仅示出最简单的形状中的一个。在其后表面侧上的预定位置处(图4),接线盒14固定到壳体11的底面11a。另一接线盒15具有相同的结构,因此将作为代表性示例详细地描述接线盒14。
[0074]图6是示出图5中示出的接线盒14的部分的分解透视图。
[0075]在图6中,接线盒14例如是由耐热树脂制成的模制品。在接线盒14的底面上,形成用于定位的突起部14a。例如,在附图中Z方向上的突起部14a的宽度根据Y方向(高度方向)上的高度的增加而减小,以便于金属电极19的安装。孔14b形成在接线盒14的一侧表面中,电缆17可以穿过该孔14b。
[0076]具有与突起部14a相对应的形状的凹进部19a形成在作为电导体(例如铜板)的金属电极19中。也就是,在通过凹进部19a避免撞击到突起部14a的同时,可以将金属电极19引导到突起部14a以与其啮合。在凹进部19a的两侧上,形成一对接合部19b。如图6所示,每个接合部19b通过将金属电极19的基部19c的前端部稍微升起(以形成升起部19d)以在-X方向上弯曲而形成。此形成方法可以通过弯曲作业以简单的方式来实现,因此适于生产。
[0077]然而,形成如图6所示的金属电极19的方法不限于此。例如,代替形成升起部19d,接合部19b可以经由确保间隙G的金属间隔件固定为金属电极的部分。也就是,除了假设为与接合部19b相对的部分以外,作为金属电极19的部分(该部分可以不必是同一金属电极19)的接合部19b形成为与基部19c具有间隔G就足够了。当接合部19b被沿着Y方向按压时,接合部19b在附图中的Y方向(准确地说,是-Y方向)上具有可移动性。
[0078]返回来参考图5,例如,电缆17焊接到金属电极19。每个柔性印刷电路12的端部12e被设置在其相应的接合部19b下,以电接合且物理地接合到接合部19b。在完成接合之后,接线盒14例如由硅树脂20填充。硅树脂20将金属电极19、每个柔性印刷电路12的端部12e和电缆17的相互接合位置绝缘并保护它们,并且将其整体固定。由于接线盒14形成为相对于壳体11的底面Ila凹进,所以在完成接合之后,硅树脂容易流到接线盒14中。也就是,接线盒14实现为硅树脂模制框架。
[0079]现在,将描述用于将接合部19b和柔性印刷电路12的端部12e接合的方法。
[0080]图14示出用于解释由两种类型的焊机执行焊接的缩略图的横截面图。首先,在图14的(a)中示出的是脉冲加热焊机。如图所示,焊机电极51是U形的。金属电极19(铜箔19x和镀Sn层19y)被设置在焊机电极51下,其上具有焊料21的端部12e被设置在金属电极19下。
[0081]在这种情况下,当使如由图14中示出的箭头指示的电流流入焊机电极51中时,焊机电极51产生热,并且热经由金属电极19被传送到焊料21。结果,相互接触的焊料21 (熔点:220至225°C)和镀Sn层19y(熔点:大约230°C)随之熔化以彼此焊接。
[0082]因此,脉冲加热焊机使得在使电流流入焊机电极51时产生的热量经由金属电极19被引导到焊料21,从而实现焊接接合。
[0083]同时,图14的(b)示出电阻焊机。如图所示,焊机电极52由两个电极组成。金属电极19(铜箔19x和镀Sn层19y)被设置在焊机电极52下,其上具有焊料21的端部12e被设置在金属电极19下。
[0084]在这种情况下,当使如图所示的箭头指示的电流流入焊机电极52中时,由于焊机电极52和镀Sn层19y之间的电阻而产生热。由此产生的热量经由金属电极19被传送到焊料21。结果,相互接触的焊料21和镀Sn层19y随之熔化以彼此焊接。
[0085]因此,电阻焊机使得在使电流从焊机电极52流到金属电极19时产生的热量经由金属电极19被引导到焊料21,从而实现焊接接合。
[0086]上述的脉冲加热焊接或电阻焊接能够通过局部加热实现容易且快速的焊接。因此,使柔性印刷电路12的端部12e接合到金属电极19以及将金属电极19电连接到电缆17的操作变得容易且可靠,还优选地实现自动化作业。
[0087]图7至图9是示出将柔性印刷电路12的端部12e接合到金属电极19的步骤的透视图。
[0088]首先,参考图7,考虑在将柔性印刷电路12的端部12e带入所示预定位置之前的状态。此时,确保金属电极19的接合部19b在自由且单独的状态下,在接合部19b及其相对的表面(即,与基部19c相同的平面)之间具有预定间隙G,并且在接合部19b被焊机电极51(或52,以下同样适用)按压时具有朝向相对的表面侧的可移动性。在这种情况下的可移动性取决于接合部19b的弹性。
[0089]其上具有固态焊料21的端部12e的厚度t(包括焊料21)比间隙G小(GH)。因此,具有比间隙G的尺寸小的厚度的端部12e(包括焊料21)可以容易地插入间隙G中,而不会抬高接合部19b。如图5所示,当端部12e将被插入到间隙G中时,端部12e被设置在接合部19b下且端部12e的前端表面抵靠在突起部14a上(图5)或位于突起部14a稍前一点时的位置是用于接合的预定位置。也就是,突起部14a有助于在插入端部12e时对端部12e的定位。
[0090]当端部12e位于预定位置时,焊机电极51随后降低以按压接合部19b,如图8所示。此时,接合部19b弯曲,从而实现接合部19b和端部12e被牢固地压靠彼此、同时两者之间夹着焊料的状态。也就是,能够实现以可靠的方式使接合部19b弹性弯曲以紧密地附接到端部12e的接合结构。
[0091]因此,能够通过在接合部19b和端部12e(包括焊料21)彼此紧密地附接、同时焊机电极51被按压抵靠在接合部19b的状态下执行局部加热,从而将接合部19b和端部12e彼此接合。
[0092]在完成焊接之后,当焊机电极51被拉出时,接合部19b由于其弹性返回到原始位置,如图9所示,而接合部19b却处于牢固地接合到端部12e的状态。
[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,两个并联的电路可以连接到单个接线盒14中的电缆17上。
[0094]〈〈概述(第一实施例)>>
[0095]在用于柔性印刷电路12的接合结构中,确保在接合到端部12e之前处于自由且单独的状态下的金属电极19的接合部19b在接合部19b及其相对的表面之间,具有比端部12e的厚度大的间隙G。由于存在此间隙G,所以不升高金属电极19的接合部19b,就可以将柔性印刷电路的端部12e容易地插入到接合部19b及其相对的表面之间。
[0096]根据如上所述的接合结构/接合方法,用于提供该接合的构件能够被容易且可靠地加以布置,进一步地,通过焊接步骤,能够容易且快速地将接合部和端部接合到一起。也就是,使柔性印刷电路的端部连接到外部导体的作业变得容易且可靠,还有利于实现自动化作业。
[0097]〈〈接合结构/接合方法的第二实施例》
[0098]接下来,将描述作为柔性印刷电路接合结构/接合方法的第二实施例。
[0099]图10是示出在完成状态下的接线盒14的透视图。此接线盒14示例为没有顶面的矩形平行六面体形状,但这仅仅是一个示例,实际上,接线盒14可以根据需要形成为各种形状。在此,图10仅仅示出最简单的形状中的一个。在其后表面侧上的预定位置上(图4),接线盒14固定到壳体11的底面11a。另一接线盒15具有相同的结构,因此将作为代表性示例详细地描述接线盒14。
[0100]图11是示出图10中示出的接线盒14的部分的分解透视图。
[0101]在图11中,接线盒14例如是由耐热树脂制成的模制品。在接线盒14的底面上,形成用于定位的突起部14a。例如,在附图中Z方向上的突起部14a的宽度根据Y方向(高度方向)上的高度的增加而减小,以便于金属电极19的安装。孔14b形成在接线盒14的一侧表面中,电缆17可以穿过该孔14b。
[0102]具有与突起部14a相对应的形状的凹进部19a形成在作为电导体(例如铜板)的金属电极19中。也就是,在借助于凹进部19a避免撞击到突起部14a的同时,可以将金属电极19引导到突起部14a以与其啮合。然而,凹进部19a的宽度(Z方向)比突起部14a的下部分中的宽度(Z方向)稍小。因此,防止金属电极19的下表面与接线盒14的底面14c整体接触,并且金属电极19处于从底面稍微分开的状态。金属电极19从底面分开的尺寸的作用与第一实施例中的间隙G类似。凹进部19a的相对侧用作接合部19b,其将分别与柔性印刷电路12的端部12e接合。
[0103]返回来参考图10,电缆17例如被焊接到金属电极19。每个柔性印刷电路12的端部12e被设置在其相应的接合部19b下,以电接合和物理地接合到接合部19b。在接合完成之后,接线盒14例如由硅树脂20填充。硅树脂20将金属电极19、每个柔性印刷电路12的端部12e和电缆17的相互接合位置绝缘并保护它们,并且将其整体固定。由于接线盒14形成为相对于壳体11的底面Ila凹进,所以在完成接合之后,硅树脂容易流到接线盒14中。在这种情况下的接线盒14实现为硅树脂模制框架。
[0104]图12至图13是示出在第二实施例中将柔性印刷电路12的端部12e接合到金属电极19的步骤的横截面图。
[0105]首先,在图12的(a)中,考虑将柔性印刷电路12的端部12e带到所示预定位置之前的状态。此时,确保金属电极19的接合部19b在自由且单独的状态下,在接合部19b和作为其相对的表面的底面14c之间具有预定间隙G,并且在接合部19b被焊机电极51(或52,以下同样适用)按压时具有朝向相对的表面侧的可移动性。在这种情况下的可移动性取决于金属电极19的将加宽凹进部19a的弹性变形或接合部19b的弹性变形。
[0106]其上具有固态焊料21的端部12e的厚度t(包括焊料21)比间隙G小(GH)。因此,具有比间隙G的尺寸小的厚度的端部12e(包括焊料21)可以容易地插入间隙G中,而不会抬高接合部19b。当端部12e将被插入到间隙G中时,端部12e被设置在接合部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稍前一点时的位置是用于接合的预定位置。也就是,突起部14a有助于在插入端部12e时对端部12e的定位。
[0107]当端部12e位于预定位置时,焊机电极51降低以按压接合部1%,如图12的(b)中所示。此时,尽管与突起部14a啮合或者凹进部19a(图11)被稍微加宽,但是接合部19b弯曲,从而实现接合部19b和端部12e被牢固地压靠彼此、同时两者之间夹着焊料21的状态。
[0108]因此,能够通过在接合部19b和端部12e(包括焊料21)彼此附接、同时焊机电极51被按压抵靠在接合部19b的状态下执行局部加热,从而将接合部19b和端部12e彼此接合。
[0109]在完成焊接之后,当焊机电极51被拉出时,接合部19b处于牢固地接合到端部12e的状态,如图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(第二实施例)>>
[0112]在用于柔性印刷电路12的接合结构中,确保在接合到端部12e之前处于自由且单独的状态下的金属电极19的接合部19b在接合部19b及其相对的表面(底面14c)之间,具有比端部12e的厚度大的间隙G。由于存在此间隙G,所以不需要升高金属电极19的接合部19b,就可以将柔性印刷电路的端部12e容易地插入到接合部19b及其相对的表面之间。与第一实施例不同地,没有采用金属电极19的特殊形状,通过使用与突起部14a啮合,就可以确保用于插入端部12e的间隙。
[0113]根据如上所述的接合结构/接合方法,用于提供该接合的构件能够被容易且可靠地加以布置,进一步地,通过焊接步骤,能够容易且快速地将接合部和端部接合到一起。也就是,使柔性印刷电路的端部连接到外部导体的作业变得容易且可靠,还优选地实现自动化作业。
[0114]〈〈其他》
[0115]在以上实施例中,已经在模块IM被假定为目标“装置”的情况下,描述了用于柔性印刷电路12的接合结构/接合方法。然而,接合结构/接合方法自身不依赖于聚光型光伏模块。因此,接合结构/接合方法也可以类似地应用于汽车中采用柔性印刷电路的各种类型的电气产品、电气设备、布线等。
[0116]应该注意,在此公开的实施例在所有的方面仅是示例性的,不应该认为是限制性的。本发明的范围由权利要求的范围限定,并且本发明的范围意在包括与权利要求的范围等同的含义和在范围内的所有变形。
[0117]参考标记列表
[0118]I聚光型光伏面板
[0119]IM聚光型光伏模块
[0120]3底座
[0121]3a柱
[0122]3b基座
[0123]4跟踪传感器
[0124]5日射强度计
[0125]11壳体
[0126]Ila底面
[0127]Ilb法兰部
[0128]12柔性印刷电路
[0129]12e端部
[0130]13主聚光部
[0131]13f菲涅耳透镜
[0132]14接线盒
[0133]14a突起部
[0134]14b孔
[0135]14c底面
[0136]15接线盒
[0137]16发电元件
[0138]17,18 电缆
[0139]19金属电极
[0140]19a凹进部
[0141]1%接合部
[0142]19c基部
[0143]19d升起部
[0144]19x铜箔
[0145]19y镀 Sn层
[0146]20硅树脂
[0147]51,52焊机电极
[0148]100聚光型光伏装置
【主权项】
1.一种柔性印刷电路接合结构,包括: 接线盒,其被配置为将装置的内部电路和外部导体彼此连接; 金属电极,其位于所述接线盒中并且被接合到所述外部导体;以及细片状的柔性印刷电路,所述柔性印刷电路形成所述内部电路并且具有将被接合到所述金属电极上的端部,其中, 所述金属电极具有将以重叠的方式被接合到所述端部的接合部,并且确保在被重叠在所述端部上之前的处在自由且单独的状态下的所述接合部具有的在该接合部和与该接合部相对的表面之间的间隙比所述端部的厚度大,并且当所述接合部被按压时,所述接合部具有朝向所述相对的表面侧的可移动性。2.根据权利要求1所述的柔性印刷电路接合结构,其中, 所述接合部由所述金属电极的一部分来形成以便具有所述间隙,所述金属电极的除了所述一部分以外的基部被假定为所述相对的表面。3.根据权利要求2所述的柔性印刷电路接合结构,其中, 所述接合部具有允许所述接合部接近所述相对的表面的弹性。4.根据权利要求1所述的柔性印刷电路接合结构,其中, 将一对所述接合部设置在所述金属电极中,存在一对所述柔性印刷电路,并且所述一对所述柔性印刷电路的端部被分别接合到所述一对接合部。5.根据权利要求4所述的柔性印刷电路接合结构,其中, 所述接线盒具有形成在其中的突起部,所述金属电极通过形成在所述金属电极的中心部中的凹进部来与所述突起部啮合,并且所述一对柔性印刷电路的所述端部从所述突起部的相对侧来朝向所述突起部。6.根据权利要求5所述的柔性印刷电路接合结构,其中, 在被重叠在与每个接合部相对应的所述端部上之前的处在自由且单独的状态下的所述每个接合部被确保具有由于与所述突起部的啮合而产生的在所述接合部和所述相对的表面之间的所述间隙。7.根据权利要求1所述的柔性印刷电路接合结构,其中, 所述接线盒被设置在所述装置的底面上,并且被形成为相对于所述底面而被凹进。8.—种聚光型光伏模块,包括: 聚光部,在所述聚光部中,每个聚焦太阳光的聚光透镜被布置为矩阵形状; 壳体,其被配置为支撑所述聚光部; 柔性印刷电路,其被布置在所述壳体的底面上; 发电元件,其被布置在所述柔性印刷电路上以与各个所述聚光透镜的聚光位置相对应; 接线盒,其被形成在所述壳体的底面的一部分中以便相对于所述底面而被凹进,所述接线盒具有连接到其上的用于收集所述发电元件的输出和用于将所收集的输出提供到外面的外部导体; 金属电极,其位于所述接线盒中并且被接合到所述外部导体;以及细片状的柔性印刷电路,所述柔性印刷电路形成内部电路并且具有将被接合到所述金属电极的端部,其中, 所述金属电极具有将以重叠的方式被接合到所述端部的接合部,并且确保在被重叠在所述端部上之前的处在自由且单独的状态下的所述接合部具有的在该接合部和与该接合部相对的表面之间的间隙比所述端部的厚度大,并且当所述接合部被按压时,所述接合部具有朝向所述相对的表面侧的可移动性。9.根据权利要求8所述的聚光型光伏模块,其中, 所述柔性印刷电路被布置为以便在所述底面上无缝地连续。10.—种柔性印刷电路接合方法,其中,在用于将装置的内部电路和外部导体彼此连接的接线盒中,将要被接合到所述外部导体的金属电极连接到形成所述内部电路的细片状的柔性印刷电路的端部,该方法包括: 建立这样的状态,其中:确保所述金属电极的将以重叠的方式被接合到所述端部的接合部在所述接合部处于自由且单独的状态下在所述接合部和与所述接合部相对的表面之间具有预定的间隙,并且当所述接合部被按压时,所述接合部具有朝向所述相对的表面侧的可移动性; 将具有比所述间隙的尺寸小的厚度的所述端部插入所述间隙之中;以及, 在利用抵靠所述接合部来被按压的焊机电极将所述接合部和所述端部彼此紧贴附接的状态下,通过在所述接合部和所述端部上面执行局部加热来将所述接合部和所述端部彼此接合。
【文档编号】H05K3/32GK106028675SQ201610169285
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年3月23日
【发明人】永井阳, 永井阳一, 岩崎孝, 安彦义哉, 鸟谷和正, 齐藤健司
【申请人】住友电气工业株式会社
再多了解一些
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1