[发明专利]超声波焊接方法及超声波焊接装置

说明书

本发明涉及一种超声波焊接方法及超声波焊接装置，其目的在于能够对被焊接部分中不含有Ag、铅或混入量被削减的电极等进行焊接。本发明具有下述步骤：预备加热步骤，将在任意部分涂布有不含有Ag、Cu、Pb的膏并经烧结后的基板或该基板上的膏部分，预备加热至低于焊料熔融温度的第一指定温度；以及超声波焊接步骤，在前述预备加热步骤中已预备加热至第一指定温度的前述基板的膏部分，通过将抵接的烙铁尖端部分调整至第二指定温度的状态，使前述烙铁尖端部分抵接于前述膏部分，或在抵接于前述膏部分的同时进行移动，对该膏部分进行焊接；该第二指定温度是在施加超声波的状态下所供给的焊料产生熔融，且低于未施加超声波时焊料会熔融的温度。

技术领域

本发明涉及对在基板上的涂布膏并经烧结后的部分进行焊接的超声波焊接方法及超声波焊接装置。

背景技术

以往，利用可再生能源之一的太阳电池，是以20世纪的主角的半导体技术作为基础而进行其开发。其为影响人类生存的全球性水准的重要开发。该开发课题不仅是将太阳光转换成为电能的效率，亦一边面对削减制造成本及无公害的课题一边进展。实现这些的着手进行，削减或不使用在电极所使用的银(Ag)和铅(pb)的使用量特别重要。

通常，太阳电池的构造，如图16(a)的平面图及图16(b)的剖面图所示，由以下的各要素所构成：N型/P型的硅基板43，是将太阳光能源转换成为电能；氮化硅膜45，具有防止硅基板43的表面反射的机能且为绝缘体薄膜；指状电极(finger electrode)42，取出在硅基板43中所产生的电子；汇流排电极(bus bar electrode)41，以指状电极42收集所取出的电子；及引出导线47，将收集至汇流排电极41的电子取出至外部。

其中，在汇流排电极(汇流电极，bus electrode)41及指状电极42使用银(银膏)及铅(铅玻璃)，优选为将不使用银或削减银的使用量，更甚者，将铅(铅玻璃)的使用量削减或不使用，使其形成为低成本且无公害。

特别是，为了烧结形成上述电极(汇流排电极41、指状电极42)，以往使用银膏(或一部分铜膏)，该银膏中，由于含有银成分(粉末)、玻璃成分(铅玻璃)、有机材料成分、有机溶剂成分、树脂成分，故期望将其中前两者的银成分(粉末)以及玻璃成分(铅玻璃)不使用，而改由替代物替换(例如替换为NTA玻璃(于后述说明))，再于此经网版印刷并烧结而形成的电极(没有Ag、Cu、Pb)焊接引出导线等。

发明内容

[发明所欲解决的课题]

为了烧结而形成构成上述例如太阳电池的电极(汇流排电极41及指状电极42等)，不使用以往的银膏中的银成分(粉末)以及玻璃成分(铅玻璃)，改由替代物(例如NTA玻璃)置换，其中，由不使用或削减银、铅的NTA膏(日本特愿第2015-191857号)经烧结而形成的电极部分中，由于没有Ag等(或仅有些微Ag)，发生不能进行以往的焊接法的情形。

期望有解决此情形，而在没有或仅有些微Ag等的部分(电极等)进行焊接。

[解决课题的手段]

本发明人们，发现可在由膏中使用100％后述的NTA玻璃(钒酸盐玻璃)，并且在由不含有或仅混入些微的Ag及玻璃(铅玻璃)的膏(以下称为膏)经烧结而作成的汇流电极等上进行焊接的方法。也发现通过该方法进行焊接的太阳电池相较于使用以往的银膏的情形，可作成具有较优异特性的太阳电池(于后述说明)。于该NTA膏经烧结的部分(电极等)焊接的手法不限定于上述的太阳电池的汇流电极等，是在网版印刷等中作成电极等时也可使用的焊接手法。

本发明根据这些发现，可以在由不使用或仅混入些微银、且铅(铅玻璃)的使用量削减或不使用的膏(例如NTA膏)经烧结而作成的例如太阳电池的汇流电极(汇流排电极)上进行后述的超声波焊接，以于表面上焊接焊料(也就是镀覆焊料)、以及引出导线等，使得如以往的安装成为可能，此结果，能够对于被焊接部分中不含有Ag及铅或混入量经削减的电极进行焊接。