用于太陽能電池模塊的端子盒的制作方法

專利名稱：用于太陽能電池模塊的端子盒的制作方法
技術領域：
本發明涉及用于太陽能電池模塊的端子盒。
背景技術：
專利文獻I公開了過去的用于太陽能電池模塊的端子盒。該端子盒構成為具有多個端子板、與對應的兩個端子板連接的反向負載時旁路用的ニ極管以及收納這些ニ極管和端子板的框體。在各端子板和ニ極管被收納在框體內后，注入有機硅樹脂。并且，在有機硅樹脂固化后，向框體罩上護罩。現有技術文獻專利文獻 專利文獻I :日本專利第3498945號公報

發明內容
可是，在上述的情況下，在ニ極管產生的熱量在有機硅樹脂及護罩中傳遞，然后釋放到大氣中。但是，如果這樣ニ極管的周圍被有機硅樹脂和護罩雙重地樹脂密封，則存在熱量容易蓄積在有機硅樹脂內的情況。因此，源自框體的散熱不充分，在最差的情況下有可能對ニ極管的整流功能產生障礙。本發明就是基于上述情況而完成的，其目的在于，提供一種散熱性能良好的用于太陽能電池模塊的端子盒。本發明提供一種用于太陽能電池模塊的端子盒，被安裝于太陽能電池板，所述用于太陽能電池模塊的端子盒的特征在于，具有多個端子板；反向負載時旁路用的ニ極管，與所述各端子板中對應的兩個端子板連接；一次樹脂層，覆蓋所述ニ極管的周圍，而且附著于所述ニ極管；以及二次樹脂層，由與所述一次樹脂層不同的樹脂構成，不覆蓋所述ニ極管的周圍。由于ニ極管的周圍被覆有一次樹脂層，二次樹脂層不覆蓋ニ極管的周圍，因而在ニ極管產生的熱量通過一次樹脂層釋放到大氣中。因此，作為向大氣中的散熱路徑，樹脂層不是雙重的，因而熱量不易蓄積，散熱性能良好。并且，能夠利用二次樹脂層彌補一次樹脂層不能提供的功能。本發明的用于太陽能電池模塊的端子盒也可以附加如下結構。(I)覆蓋ニ極管的周圍的一次樹脂層露出于大氣中。這樣，在ニ極管產生的熱量迅速從一次樹脂層向大氣中釋放。(2) 一次樹脂層具有沿著ニ極管的外形的凸狀的被覆部。這種被覆部由于厚度較薄，因而在ニ極管產生的熱量更迅速地從一次樹脂層向大氣中釋放。(3) ニ極管由裸芯片和導體片構成，該裸芯片具有整流功能，并且被支撐于兩個端子板中的ー個端子板上，該導體片被架設連接于裸芯片和另ー個端子板。由于ニ極管未利用樹脂進行封裝，因而ニ極管的發熱直接傳遞到一次樹脂層，散熱性能更加良好。
(4)與二次樹脂層相比，一次樹脂層耐熱性高，而且具有與ニ極管的膨脹系數更接近的膨脹系數。這樣，即使在ニ極管處于高熱狀態時也能夠散熱，并且能夠降低由于熱膨脹而施加給ニ極管的負載。另ー方面，對于不強烈要求這種特性的二次樹脂層，能夠利用比一次樹脂層低廉的材料。(5) —次樹脂層包含玻璃纖維。由此，能夠提高一次樹脂層的強度。(6) 二次樹脂層利用耐氣候性高于一次樹脂層的樹脂構成。由此，即使是暴露于大氣中，也能夠抑制劣化的進展。(7)端子板具有用于連接來自太陽能電池板的導線的導線連接部，導線連接部被 配置為面向筒狀的包圍部的開口內部，包圍部僅由二次樹脂層構成。這樣，散熱要求低的導線連接部的周圍被二次樹脂層包圍，在散熱要求高的ニ極管被覆有一次樹脂層。因此，一次樹脂層和二次樹脂層分別被適當地分配于必要部位。(8)在導線與導線連接部連接后，向包圍部內注入由絕緣樹脂構成的密封部件而使其固化。密封部件被注入包圍部內，不注入于ニ極管側，因而能夠減少其注入量。(9)在向包圍部內注入由絕緣樹脂構成的密封部件而使其固化后，將護罩嵌裝于包圍部的開ロ端部并且進行封蓋。護罩被嵌裝于包圍部，不嵌裝于ニ極管側，因而能夠實現緊湊結構。


圖I是在本發明的實施方式I中連接了線纜的用于太陽能電池模塊的端子盒的俯視圖。圖2是使用樹脂部覆蓋各端子板之前的ニ極管模塊的俯視圖。圖3是沿圖2中的A-A線的剖視圖。圖4是ニ極管模塊的俯視圖。圖5是用于太陽能電池模塊的端子盒的俯視圖。圖6是沿圖5中的B-B線的剖視圖。圖7是用于說明ニ極管的散熱路徑的示意圖。
具體實施例方式<實施方式1>根據圖I 圖7來說明本發明的實施方式I。實施方式I的用于太陽能電池模塊的端子盒(以下簡稱為端子盒10)被安裝于太陽能電池板100(參照圖7)的背面側，該太陽能電池板100配置有相互串聯連接的多個太陽能電池單元，端子盒10具有多個端子板21、在對應的兩個端子板21之間架設的反向負載時旁路用的ニ極管22、和覆蓋各端子板21及ニ極管22的周圍的一次樹脂層23。并且，該端子盒10是將ニ極管模塊20作為中間部件進行一次成形，然后進行二次成形而完成的。端子板21形成為將導電性的金屬板剪斷等而得的帯狀，如圖2所示沿寬度方向橫向排列配置了四個。在各端子板21的前端部形成有導線連接部24，導線連接部24通過錫焊與來自太陽能電池單元組的未圖示的導線連接。在導線連接部24開ロ形成有用于插入導線的橫長的連接孔25。
各端子板21中位于寬度方向兩端的兩個端子板21被作為線纜連接端子21A，線纜連接端子21A分別與用于從太陽能電池單元組取出電動勢的正側和負側的兩個線纜90連接。在線纜連接端子21A的前端部中與導線連接部24相鄰的位置，形成有向寬度方向兩端外方突出的一對線纜連接部26。在線纜連接部26的中間部形成有向前方呈臺階狀而偏移的彎曲部27。并且，在兩個線纜連接部26的前端部形成有開ロ圓筒狀的圓筒部28。在圓筒部28立起形成ー對圓筒片29 (參照圖9)，兩個圓筒片29被卷繞于線纜90的末端部的芯線部91上，由此線纜連接端子21A被鉚接連接于線纜90。ニ極管22由扁平的裸芯片22A和與裸芯片22A連接的金屬板狀的導體片22B構成，ニ極管自身不用樹脂進行封裝。裸芯片22A是將P側區域(正極區域)和N側區域(負極區域)進行層壓而形成的，被直接放置于端子板21的表面的寬度方向大致中央部。裸芯片22A的底面通過錫焊與端子板21的表面連接。在本實施方式 中，裸芯片22A被支撐于四個端子板21中圖示的右側的三個端子板21上。導體片22B如圖3所示形成為從一端朝向另一端沿寬度方向延伸的細長狀態，其寬度方向一端部通過錫焊與裸芯片22A的頂面(極性與裸芯片22A的底面不同)連接，其寬度方向另一端部通過錫焊與和支撐裸芯片22A的端子板21相鄰的端子板21連接。SP，導體片22B被架設于相互鄰接的端子板21之間，整體上是在四個端子板21之間配置了三個。其中，各端子板21兼具在裸芯片22A發熱時釋放該熱量的散熱板的功能。在各端子板21中，在支撐裸芯片22A的部分與具有導線連接部24和線纜連接部26的部分之間形成有臺階31，以臺階31為邊界，支撐裸芯片22A的部分的散熱面積擴大。另外，不支撐裸芯片22A的圖示左側的線纜連接端子21A由于散熱要求低，因而其面積小于另ー個端子板
21。由此，實現空間效率的提高。ニ極管模塊20如圖4所示除上述的各端子板21及各ニ極管22之外，還具有以覆蓋各ニ極管22周圍的方式進行模塑被覆的一次樹脂層23。換言之，ニ極管模塊20形成為各ニ極管22與各端子板21 —起被一次樹脂層23樹脂封裝的狀態。一次樹脂層23不形成于各端子板21的前端部，而是被覆于各端子板21中除前端部之外的部分的整體上。由此，導線連接部24和線纜連接部26被露出配置于ニ極管模塊
20。并且，一次樹脂層23在俯視觀察時呈矩形的扁平板面狀，在正反兩面薄薄地被覆于各端子板21中從臺階31的正前方位置到后方的部分。這種一次樹脂層23具有如下作用將各端子板21之間保持為預定間隔，同時避免過大的應力作用于各端子板21與各ニ極管22之間，而且對各端子板21和各ニ極管22進行絕緣被覆。—次樹脂層23被配置為使其表面露出于大氣中。并且,在一次樹脂層23的表面形成有被覆部32，被覆部32呈沿著ニ極管22的外形的凸狀外形。被覆部32形成為在一次樹脂層23的前后方向大致中央部沿著寬度方向的大致總體寬度呈直線狀延伸的狀態。包括被覆部32在內的一次樹脂層23的厚度，從端子板21的表面一直到ニ極管22的表面都被設為大致固定的厚度(參照圖6)。并且，在一次樹脂層23的表面形成有位于被覆部32前方的爪狀的突條部33。突條部33形成為沿著寬度方向的大致總體寬度呈直線狀延伸的狀態。另外，在一次樹脂層23的表面，在突條部33前方的前端部形成有橫長狹縫狀的凹槽34。凹槽34形成為沿著寬度方向的大致總體寬度呈直線狀延伸的狀態，各端子板21的表面通過凹槽34而露出。一次樹脂層23利用聚苯硫醚(下面稱為PPS)等耐熱性良好的熱塑性樹脂構成。并且，一次樹脂層23包含玻璃纖維，由此實現耐熱性的提高。下面，對端子盒10進行說明，端子盒10除上述的ニ極管模塊20之外，還具有由ニ次樹脂層41構成的包圍部42。另外，包圍部42包括與一次樹脂層23的前端部連接成一體的平板狀的連接部43 ;在連接部43的前方以包圍各導線連接部24和兩個線纜連接部26的周圍的方式而立起的筒狀的筒部44。即，二次樹脂層41不覆蓋各ニ極管22的周圍，而且構成端子盒10的前端部。在本實施方式中，利用一次樹脂層23和二次樹脂層41構成樹脂部50。連接部43如圖6所示薄薄地被覆于一次樹脂層23的前端部的表面上，其后端與突條部33緊密粘接，并且配置為使其表面與突條部33的突端大致為相同高度。在進行ニ次樹脂層41的成形吋，利用突條部33來阻擋熔融樹脂。
二次樹脂層41利用耐氣候性及機械性質優于一次樹脂層23的聚苯醚(下面稱為PPE)等熱塑性樹脂構成。二次樹脂層41不包含玻璃纖維。構成一次樹脂層23的PPS的線膨脹系數小于構成二次樹脂層41的PPE，而且具有與構成各端子板21和各ニ極管22的導體片22B的銅合金等金屬更接近的線膨脹系數。筒部44具有超過ニ極管模塊20的整體寬度的、在俯視觀察時呈橫長圓形的開ロ部45，并且配置為使各導線連接部24和兩個線纜連接部26面向該開ロ部45內部。筒部44的后部的根處部分進入凹槽34內，由此二次樹脂層41被緊密地粘接于一次樹脂層23上。如圖5所示，在筒部44的寬度方向兩端部的外表面形成有圓筒狀的線纜插入部46。在線纜插入部46內形成有沿寬度方向貫通的插入孔47，用于插入線纜90。線纜90形成為從筒部44的插入孔47向寬度方向兩端外方引出。并且，在線纜插入部46的外周面上沿著全周形成有環狀槽48，還嵌裝著橡膠栓80(參照圖I)。橡膠栓80填埋插入孔47與線纜90之間的間隙，由此起到阻止水進入筒部44內的作用。筒部44的開ロ部45的寬度方向兩端側的底面部被封堵板49封堵，在封堵板49上裝載著兩個線纜連接端子21A的圓筒部28。在封堵板49的與圓筒部28對應的位置形成有開ロ的夾具孔61。在筒部44的開ロ部45的上端，沿著全周形成有臺階狀的支撐部62，能夠在支撐部62支撐護罩(未圖示)的周緣部。下面，對本實施方式的ニ極管模塊20及端子盒10的制造方法等進行說明。首先，通過錫焊將ニ極管22與各端子板21連接(參照圖2)。此時，可以利用載體將兩個端子板21之間連接成一體，以便各端子板21與各ニ極管22的連接部位不會受到過大的應力。這種載體能夠在成形一次樹脂層23后通過剪斷而去除。然后，將上述的各端子板21和各ニ極管22已成為一體的部件設置在一次成形用的模具(未圖示)內，向該模具內注射填充熔融樹脂。由此，在除導線連接部24和線纜連接部26之外的各端子板21的部分以及各ニ極管22的周圍被覆了薄薄的熔融樹脂，在熔融樹脂固化后，形成了一次樹脂層23。如此制造ニ極管模塊20 (參照圖4)。然后，將ニ極管模塊20設置在二次成形用的模具(未圖示)內，向該模具內注射填充熔融樹脂。在熔融樹脂固化后，在一次樹脂層23的前端部，以包圍導線連接部24和線纜連接部26的周圍的方式，形成與該前端部為一體的作為二次樹脂層41的包圍部42。如此制造端子部10 (參照圖5和圖6)。然后，將線纜90從兩側外方插入到線纜插入部46的插入孔47中。在將線纜90的芯線部91支撐于圓筒部28的狀態下，從下方將鉚接夾具(未圖示)插入夾具孔61中，通過操作該鉚接夾具對圓筒片29實施彎曲加工，由此將線纜90連接固定于線纜連接部26。并且，將預先貫通線纜90的橡膠栓80拉起到線纜插入部46側，將橡膠栓80嵌裝于線纜插入部46的外周面(參照圖I)。此時，橡膠栓80的內周部進入線纜插入部46的環狀槽48中，由此提高橡膠栓80與線纜插入部46的緊密粘接性。然后，利用粘接劑等將端子盒10的底面安裝于太陽能電池板100的背面。在安裝的過程中，將導線引入筒部44的開ロ部45內并經過連接孔25，通過錫焊將導線的前端部與對應的端子板21的導線連接部24連接。然后，向筒部44內注入填充由有機硅樹脂等絕緣樹脂構成的密封部件，在密封部件固化后，將護罩嵌裝于支撐部62，進行筒部44的封蓋。如此，完成端子盒10向太陽能電池板100的安裝。可是，ニ極管22在使用時達到高溫，因而由于自身的熱量而受到損傷，有可能對整流功能產生障礙。然而，根據本實施方式，如圖7簡要示出的那樣，在ニ極管22產生的熱·量通過各端子板21迅速從一次樹脂層23的底面向太陽能電池板100 —側釋放，同時從ー次樹脂層23的頂面迅速向大氣ー側釋放，因而避免熱量在ニ極管模塊20 (端子盒10)內部蓄積。而且，在ニ極管22的周圍被覆有被覆部32，由于該被覆部32具有沿著ニ極管22的外形的外形，因而能夠將被覆部32的厚度抑制為極小厚度，散熱性能格外提高。并且，導線連接部24和線纜連接部26被露出配置于ニ極管模塊20，因而在成形ニ極管模塊20后，能夠順利進行導線的連接作業和線纜90的連接作業。并且，各端子板21橫向排列成一列地進行配置，并且與和位于排列方向兩端的線纜連接端子21A的導線連接部24相鄰的線纜連接部26連接成一體，因而ニ極管模塊20被分割成為被一次樹脂層23模塑被覆的區域和具有導線連接部24及線纜連接部26的區域這兩部分，成形性能良好。并且，各端子板21是通過注射成形而與一次樹脂層23成為一體的注射成形品，因而容易成形，并且能夠將一次樹脂層23在各端子板21上的被覆量調整為微小量。并且，筒狀的包圍部42是之后形成于ニ極管模塊20的前端部的，因而能夠容易從ニ極管模塊20制造端子盒10。另外，向筒部44的開ロ部45內注入絕緣性的密封部件，在筒部44上以覆蓋密封部件的方式罩上護罩，因而能夠僅在筒部44內部將密封部件的注入量抑制為少量程度。另外，根據本實施方式，樹脂部50具有與一次樹脂層23不同的二次樹脂層41，因而能夠利用二次樹脂層41彌補一次樹脂層23不能提供的功能。并且，ニ極管22自身利用裸芯片22A和導體片22B構成，不利用樹脂進行封裝，因而ニ極管22的發熱直接傳遞到一次樹脂層23，散熱性能更加良好。并且，與二次樹脂層41相比，一次樹脂層23耐熱性高，而且具有與ニ極管22的膨脹系數更加接近的膨脹系數，因而即使在ニ極管22處于高熱狀態時也能夠散熱，并且能夠降低由于熱膨脹而施加給ニ極管22的負載。另ー方面，對于不強烈要求這種特性的二次樹脂層41，能夠利用比一次樹脂層23低廉的材料。并且，各端子板21具有導線連接部24，導線連接部24被配置為面向筒部44的開ロ部45內部，包括筒部44的包圍部42僅構成于二次樹脂層41，因而散熱要求低的導線連接部24的周圍被二次樹脂層41包圍，在散熱要求高的ニ極管22被覆有一次樹脂層23。因此，一次樹脂層23和二次樹脂層41分別被適當地分配于必要部位。〈其它實施方式〉本發明不限于根據上述記述及附圖而說明的實施方式，例如下述的實施方式也包含于本發明的技術范圍內。 (I)也可以是只有ニ極管的周圍被樹脂部被覆的結構。(2)也可以是，線纜連接部形成于線纜連接端子中的形成有導線連接部的ー側的相反側的前端部。(3)也可以是，使用環氧樹脂、不飽和聚酯樹脂等熱固性樹脂取代PPS。(4)作為ニ極管，也可以采用對裸芯片和導體片進行了樹脂封裝的封裝ニ極管。(5)也可以是，各端子板僅構成于兩個線纜連接端子，在兩個線纜連接端子之間僅架設形成一個ニ極管。標號說明10用于太陽能電池模塊的端子盒(端子盒);20 ニ極管模塊；21端子板；22 ニ極管；23 一次樹脂層；24導線連接部；26線纜連接部；41 二次樹脂層；42包圍部；45 開ロ部；50樹脂部；90 線纜；100太陽能電池板。
權利要求
1.一種用于太陽能電池模塊的端子盒，被安裝于太陽能電池板，所述用于太陽能電池模塊的端子盒的特征在于，具有 多個端子板； 反向負載時旁路用的ニ極管，與所述各端子板中對應的兩個端子板連接； 一次樹脂層，覆蓋所述ニ極管的周圍，而且附著于所述ニ極管；以及 二次樹脂層，由與所述一次樹脂層不同的樹脂構成，不覆蓋所述ニ極管的周圍。
2.根據權利要求I所述的用于太陽能電池模塊的端子盒，其特征在于，覆蓋所述ニ極管的周圍的所述一次樹脂層露出于大氣中。
3.根據權利要求2所述的用于太陽能電池模塊的端子盒，其特征在于，所述一次樹脂層具有沿著所述ニ極管的外形的凸狀的被覆部。
4.根據權利要求I所述的用于太陽能電池模塊的端子盒，其特征在于，所述ニ極管由裸芯片和導體片構成，該裸芯片具有整流功能并且被支撐于所述兩個端子板中的ー個端子板上，該導體片被架設連接于所述裸芯片和另ー個端子板。
5.根據權利要求I所述的用于太陽能電池模塊的端子盒，其特征在于，與所述二次樹脂層相比，所述一次樹脂層耐熱性高而且具有與所述ニ極管的膨脹系數更接近的膨脹系數。
6.根據權利要求5所述的用于太陽能電池模塊的端子盒，其特征在于，所述一次樹脂層包含玻璃纖維。
7.根據權利要求5所述的用于太陽能電池模塊的端子盒，其特征在于，所述二次樹脂層利用耐氣候性高于所述一次樹脂層的樹脂構成。
8.根據權利要求I所述的用于太陽能電池模塊的端子盒，其特征在于，所述端子板具有用于連接來自太陽能電池板的導線的導線連接部，所述導線連接部被配置為面向筒狀的包圍部的開口內部，所述包圍部僅由所述二次樹脂層構成。
9.根據權利要求8所述的用于太陽能電池模塊的端子盒，其特征在于，在所述導線與所述導線連接部連接后，向所述包圍部內注入由絕緣樹脂構成的密封部件而使其固化。
10.根據權利要求9所述的用于太陽能電池模塊的端子盒，其特征在于，在向所述包圍部內注入由絕緣樹脂構成的密封部件而使其固化后，將護罩嵌裝于所述包圍部的開ロ端部并且進行封蓋。
全文摘要
本發明提供一種散熱性能良好的用于太陽能電池模塊的端子盒。端子盒(10)具有多個端子板(21)；反向負載時旁路用的二極管(22)，與各端子板(21)中對應的兩個端子板(21)連接；一次樹脂層(23)，覆蓋二極管(22)的周圍，而且附著于二極管(22)；以及二次樹脂層(41)，由與一次樹脂層(23)不同的樹脂構成，不覆蓋二極管(22)的周圍，而且附著于除二極管(22)之外的部分。
文檔編號H01L31/042GK102725860SQ20108004722
公開日2012年10月10日 申請日期2010年10月19日 優先權日2010年3月23日
發明者東小園誠, 吉川裕之 申請人:住友電裝株式會社