[发明专利]电力触头的热压焊接

说明书

技术领域

本发明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，本发明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。

背景技术

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℃，或者对于无铅过程而言更高。如果相对于220℃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。

发明内容

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，发明人为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℃到120℃的范围中。在一些实施例中，第二温度在215℃到245℃的范围中。在一个实施例中，第二温度热源被设置为大约330℃，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℃到170℃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。