(57)【要約】【課題】  薄型化された太陽電池セルを破損等させることなく封止するための樹脂フィルムと、その樹脂フィルムを用いた半導体モジュールの製造方法とを提供する。【解決手段】  フロントカバー２上にＥＶＡ樹脂からなる受光面側シート４が載置される。受光面側シート２には所定の寸法のスペーサ１２が配設されている。次に、受光面側シート２の上にインターコネクタ７で互いに電気的に接続された太陽電池セル６が載置される。次に、太陽電池セル６を覆うようにＥＶＡ樹脂からなる裏面側シート８が載置される。次に、裏面側シート８上にバックカバー１０が載置される。次に、ラミネート装置１４により、太陽電池セル６を挟み込んだ受光面側シート４および裏面側シート８に圧力と熱を加えて受光面側シート４および裏面側シート８を溶解させることで、太陽電池セル６がＥＶＡ樹脂９に封止される。【選択図】        図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透光性の第１絶縁基板と第２絶縁基板との間に配設されて所定の複数の半導体素子を封止するための樹脂フィルムであって、
半導体素子をそれぞれ一方の側と他方の側とから挟み込むための第１フィルム部材および第２フィルム部材と、
前記第１フィルム部材と前記第２フィルム部材との間に配設され、前記半導体素子と前記半導体素子との間に位置するスペーサと
を備えた、樹脂フィルム。
【請求項２】
前記スペーサは、少なくとも前記半導体素子の厚みに相当する厚さを有する、請求項１記載の樹脂フィルム。
【請求項３】
前記スペーサは、前記第１フィルム部材および前記第２フィルム部材のいずれかと同じ材料からなる、請求項１または２に記載の樹脂フィルム。
【請求項４】
前記スペーサは、前記第１フィルム部材および前記第２フィルム部材のいずれかに接着された、請求項１〜３のいずれかに記載の樹脂フィルム。
【請求項５】
前記スペーサは、前記第１フィルム部材および前記第２フィルム部材のいずれかに一体化された、請求項１〜３のいずれかに記載の樹脂フィルム。
【請求項６】
前記半導体素子として太陽電池セルが封止される、請求項１〜５のいずれかに記載の樹脂フィルム。
【請求項７】
前記スペーサにおいて前記太陽電池セルを互いに電気的に接続するインターコネクタと交差する部分では、切れ込み部が設けられた、請求項６記載の樹脂フィルム。
【請求項８】
透光性の第１絶縁基板と第２絶縁基板との間に複数の半導体素子を封止した半導体モジュールの製造方法であって、
透光性の第１絶縁基板上に第１フィルム部材を載置する工程と、
前記第１フィルム部材上に複数の半導体素子をそれぞれ所定の位置に配設する工程と、
隣接する前記半導体素子と前記半導体素子との間に対応する位置にスペーサを配設する工程と、
前記半導体素子を覆うように前記第１フィルム部材上に第２フィルム部材を載置する工程と、
前記第２フィルム部材上に第２絶縁基板を載置する工程と、
前記第１絶縁基板と前記第２絶縁基板との間に、前記第１フィルム部材、前記スペーサおよび前記第２フィルム部材を挟み込んだ状態で加圧加温することにより、前記第１フィルム部材および前記第２フィルム部材を溶解させて前記半導体素子を封止する工程と
を備えた、半導体モジュールの製造方法。
【請求項９】
前記スペーサを配設する工程は、前記第１フィルム部材および前記第２フィルム部材のいずれかにあらかじめスペーサを接着することによって行なわれる、請求項８記載の半導体モジュールの製造方法。
【請求項１０】
前記スペーサを配設する工程は、前記第１フィルム部材および前記第２フィルム部材として、前記第１フィルム部材および前記第２フィルム部材のいずれかにあらかじめスペーサが一体的に形成されたものを適用することによって行なわれる、請求項９記載の半導体モジュールの製造方法。
【請求項１１】
前記半導体素子として太陽電池セルが封止される、請求項８〜１０のいずれかに記載の半導体モジュールの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は樹脂フィルムおよびそれを用いた半導体モジュールの製造方法に関し、特に、太陽電池セルを封止するための樹脂フィルムと、その樹脂フィルムを用いた半導体モジュールの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池モジュールでは、透明なカバーとして太陽光線に対して透過率が高く、また、機械的強度に比較的優れているガラスを採用したスーパーストレートタイプモジュールと、ガラスの代わりに樹脂フィルムを採用したサブストレートタイプモジュールが主流となっている。近年、太陽電池市場の拡大とともに、コストダウンと原材料の低減を図る観点から太陽電池セルとして結晶系シリコンの太陽電池セルの薄型化が進められている。太陽電池モジュールは、その太陽電池セルを所定の接着樹脂シートに挟み込み、加圧処理を施して封止することによって製造される。
【０００３】
そのような従来の太陽電池モジュールの製造方法について具体的に説明する。まず、図１１に示すように、フロントカバー１０２上にＥＶＡ（Etylene Vinyl Acetate）樹脂からなる受光面側シート１０４が載置される。その受光面側シート１０４上に太陽電池セル１０６が載置される。太陽電池セル１０６はインターコネクタ（図示せず）によって互いに電気的に接続されている。その太陽電池セル１０６を覆うように、受光面側シート１０４上にＥＶＡ樹脂からなる裏面側シート１０８が載置される。その裏面側シート１０８上にバックカバー１１０が載置される。
【０００４】
次に、図１２に示すように、受光面側シート１０４と裏面側シート１０８との間に太陽電池セルを挟み込んだ状態で、所定のラミネート装置（図示せず）を用いてバックカバー１１０の上方から圧力を加えて加温処理が施される（ラミネート工程）。これにより、図１３に示すように、フロントカバー１０２とバックカバー１１０との間において、ＥＶＡ樹脂が溶解し、そのＥＶＡ樹脂１０９に太陽電池セル１０６が封止される。このようにして、太陽電池モジュール１０１が製造される。なお、このような製造方法を開示した文献の一つとしてたとえば特許文献１がある。
【特許文献１】実開昭６３−５１４７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の製造方法では次のような問題点があった。太陽電池モジュールの歩留まりを上げるには、太陽電池セルを加工中に破損させないことが要求される。ところが、上述したように、太陽電池セル１０６においては薄型化が進められていることで、特に、圧力を加えて太陽電池セル１０６を封止するラミネート工程において、太陽電池セル１０６にその圧力が直接作用して、太陽電池セル１０６が割れてしまうことがあった。そのため、太陽電池モジュールの歩留まり向上を阻害する要因の一つとなった。
【０００６】
本発明は上記問題点を解決するためになされたものであり、一つの目的は、薄型化された太陽電池セルを破損等させることなく封止するための樹脂フィルムを提供することであり、他の目的は、そのような樹脂フィルムを用いた半導体モジュールの製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る樹脂フィルムは、透光性の第１絶縁基板と第２絶縁基板との間に配設されて所定の複数の半導体素子を封止するための樹脂フィルムであって、第１フィルム部材および第２フィルム部材とスペーサとを備えている。第１フィルム部材および第２フィルム部材は、半導体素子をそれぞれ一方の側と他方の側とから挟み込む。スペーサは第１フィルム部材と第２フィルム部材との間に配設され、半導体素子と半導体素子との間に位置する。
【０００８】
この構成によれば、半導体素子を樹脂に封止する際に、第１フィルム部材と第２フィルム部材との間にスペーサを介在させた状態で圧力が加えられる。これにより、第１フィルム部材または第２フィルム部材に作用する圧力が、まずは、スペーサによって受けられることになり、この圧力が直接に半導体素子に作用することが軽減される。その結果、そのようなスペーサがなく圧力が半導体素子に直接作用する場合と比べると、半導体素子が割れたり破損したりするのを抑制して半導体素子を封止することができる。
【０００９】
第１フィルム部材または第２フィルム部材に作用する圧力を半導体素子に直接作用させないためには、スペーサは、少なくとも半導体素子の厚みに相当する厚さを有していることが好ましい。
【００１０】
そのスペーサとしては、第１フィルム部材および第２フィルム部材のいずれかと同じ材料からなることが好ましい。
【００１１】
また、製造工程を簡便にするために、そのスペーサは、第１フィルム部材および第２フィルム部材のいずれかに接着されていたり、あるいは、第１フィルム部材および第２フィルム部材のいずれかに一体化されていることが好ましい。
【００１２】
そして、半導体素子としては太陽電池セルが封止されることが好ましく、この場合には、軽量化を図るために薄型化された太陽電池セルを割ったりあるいは損傷等を与えることなく半導体モジュールを製造することができる。
【００１３】
また、太陽電池セルの場合には、太陽電池セルを電気的に接続するインターコネクタがスペーサに接触するのを阻止するために、スペーサにおいてインターコネクタと交差する部分では、切れ込み部が設けられていることが好ましい。
【００１４】
本発明に係る半導体モジュールの製造方法は、透光性の第１絶縁基板と第２絶縁基板との間に所定の複数の半導体素子を封止する半導体モジュールの製造方法であって以下の工程を備えている。第１絶縁基板上に第１フィルム部材を載置する。その第１フィルム部材上に複数の半導体素子をそれぞれ所定の位置に配設する。隣接する半導体素子と半導体素子との間に対応する位置にスペーサを配設する。半導体素子を覆うように第１フィルム部材上に第２フィルム部材を載置する。その第２フィルム部材上に第２絶縁基板を載置する。第１絶縁基板と第２絶縁基板との間に、第１フィルム部材、スペーサおよび第２フィルム部材を挟み込んだ状態で加圧加温することにより、第１フィルム部材と第２フィルム部材を溶解させて半導体素子を封止する。
【００１５】
この製造方法によれば、半導体素子を第１フィルム部材と第２フィルム部材との間に封止する際に、第１フィルム部材と第２フィルム部材との間にスペーサを介在させた状態で圧力が加えられることで、第１フィルム部材または第２フィルム部材に作用する圧力が、まずは、スペーサによって受けられることになり、この圧力が直接に半導体素子に作用することが軽減される。その結果、半導体素子が割れたり破損したりするのを抑制することができる。
【００１６】
そのスペーサを配設する工程は、工程を簡便にするために、第１フィルム部材および第２フィルム部材のいずれかにあらかじめスペーサを接着することによって行なわれるか、あるいは、第１フィルム部材および第２フィルム部材として、第１フィル部材および第２フィルム部材のいずれかにあらかじめスペーサが一体的に形成されたものを適用することによって行なわれることが好ましい。
【００１７】
また、半導体素子として太陽電池セルが封止される場合には、軽量化を図るために薄型化された太陽電池セルを割ったりあるいは損傷等を与えることなく半導体モジュールを製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明の実施の形態に係る太陽電池モジュールの製造方法について説明する。まず、図１に示すように、透光性のフロントカバー２上にＥＶＡ樹脂からなる受光面側シート４が載置される。受光面側シート４における太陽電池セルが載置される側の面には、たとえば、この場合、後述するように、太陽電池セルのサイズに基づいて所定の寸法の格子状あるいは「田」の字状にスペーサ１２が配設されている。スペーサ１２において、太陽電池セルを電気的に接続するインターコネクタと交差する部分では、インターコネクタとの干渉を防止するために切れ込み部としての凹部１２ａが形成されている。
【００１９】
次に、図２に示すように、スペーサ１２によって仕切られた受光面側シート２の上に、インターコネクタ７で互いに電気的に接続された太陽電池セル６が載置される。一つの太陽電池セル６の一辺の寸法は、たとえば１２５ｍｍとされ、厚みは約２００μｍとされる。また、隣接する太陽電池セル６の間隔はたとえば約１０ｍｍとされる。この太陽電池セル６の寸法関係に基づいて、スペーサ１２の幅はたとえば約７ｍｍとされる。また、スペーサ１２の厚さは太陽電池セル６の厚みよりも厚く、たとえば約０．４ｍｍとされる。
【００２０】
次に、図３に示すように、載置された太陽電池セル６を覆うようにＥＶＡ樹脂からなる裏面側シート８が受光面側シート４上に載置されて、図４に示すように、受光面側シート２と裏面側シート８との間にスペーサ１２を介在させて形成される隙間（空間）に、太陽電池セル６が挟み込まれた状態になる。次に、図５に示すように、裏面側シート８上に絶縁性のバックカバー１０が載置される。次に、ＥＶＡ樹脂を溶解させて太陽電池セル６を封止するために、図６に示すように、太陽電池セル６を挟み込んだ受光面側シート４および裏面側シート８が、所定のラミネート装置１４内に投入されてステージ１４ａ上に載置される。
【００２１】
次に、ラミネート装置１４の上部に設けられたプレス部１４ｂが下降し、たとえば温度約１２０℃のもとで太陽電池セル６を挟み込んだ受光面側シート４および裏面側シート８に圧力が加えられる。加温されて圧力が加えられることで、受光面側シート４および裏面側シート８が溶解し、図７に示すように、太陽電池セル６がＥＶＡ樹脂９によって封止される。このようにして太陽電池モジュール１が製造される。
【００２２】
上述した太陽電池モジュールの製造方法では、太陽電池セル６をＥＶＡ樹脂に封止する際に、受光面側シート２と裏面側シート８との間にスペーサ１２を介在させた状態で圧力が加えられる。これにより、裏面側シート８に作用する圧力が、まずは、スペーサ１２によって直接受けられることになり、この圧力が直接に太陽電池セル６に作用することが軽減される。その結果、そのようなスペーサがなく圧力が太陽電池セルに直接作用する場合と比べると、太陽電池セル６が割れたり破損したりすることが抑制されて、太陽電池モジュールの歩留まり低下を防止することができる。
【００２３】
なお、上述した実施の形態では、受光面側シート２と裏面側シート８との間に介在させるスペーサとして、受光面側シート２にスペーサ１２が配設されている場合を例に挙げて説明した。このスペーサ１２としては、スペーサ１２が受光面側シート２の表面にあらかじめ接着された態様のものでもよいし、受光面側シート２にスペーサ１２が一体的に形成された態様のものでもよい。あるいは、スペーサ１２を、受光面側シート２にはではなく裏面側シート８に設けるようにしてもよい。このようにすることで、作業の効率化を図ることができる。
【００２４】
また、スペーサ１２のパターン形状としては、図１に示される格子状のパターン形状の他に、たとえば、図８に示すように、格子状のパターン形状においてスペーサが交差する部分を除いたパターン形状であってもよく、圧力を加える際にその圧力が太陽電池セル６へ直接作用しないようなパターンであればよい。
【００２５】
さらに、インターコネクタ７とスペーサ１２が交差する部分では、スペーサ１２に凹部１２ａを設けた態様とする他に、たとえば、図９に示すように、切れ込み部として当該部分にはスペーサを設けないパターン形状としてもよい。この場合には、図１０に示すように、太陽電池セル６が受光面側シート４と裏面側シート８との間に挟み込まれた状態でも、インターコネクタ７がスペーサ１２に確実に接触することがなくなって、太陽電池セル６の割れ等の抑制に寄与することができる。
【００２６】
また、上述した製造方法では、樹脂として、ＥＶＡ樹脂からなる受光面側シート４、スペーサ１２および裏面側シート８を例に挙げて説明したが、ＥＶＡ樹脂に限られるものではなく、太陽電池セルを封止しうる樹脂を適用することができる。さらに、半導体素子として太陽電池セルを例に挙げたが、太陽電池セルの他に、たとえば、比較的薄い基板に形成された、ダイオード、非接触書き込み読み出しが可能なメモリなどの半導体メモリ、あるいは、キャパシタ等の半導体素子を樹脂によって封止する場合にも、このシートおよびスペーサを含む一連の樹脂フィルムを適用することができる。
【００２７】
なお、今回開示された実施の形態は例示に過ぎず、これに制限されるものではない。本発明は上記で説明した範囲ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施の形態に係る太陽電池モジュールの製造方法の一工程を示す断面斜視図である。
【図２】同実施の形態において、図１に示す工程の後に行われる工程を示す断面斜視図である。
【図３】同実施の形態において、図２に示す工程の後に行われる工程を示す断面斜視図である。
【図４】同実施の形態において、図３に示す工程の後に行われる工程を示す断面斜視図である。
【図５】同実施の形態において、図４に示す工程の後に行われる工程を示す断面斜視図である。
【図６】同実施の形態において、図５に示す工程の後に行われる工程を示す断面図である。
【図７】同実施の形態において、図６に示す工程の後に行われる工程を示す断面図である。
【図８】同実施の形態において、スペーサの変形例を示す断面斜視図である。
【図９】同実施の形態において、スペーサの他の変形例を示す断面斜視図である。
【図１０】同実施の形態において、図９に示すスペーサにおいて太陽電池セルを載置した状態を示す断面斜視図である。
【図１１】従来の太陽電池モジュールの製造方法の一工程を示す断面斜視図である。
【図１２】図１１に示す工程の後に行われる工程を示す断面図である。
【図１３】図１２に示す工程の後に行われる工程を示す断面図である。
【符号の説明】
【００２９】
１  太陽電池モジュール、２  フロントカバー、４  受光面側シート、６  太陽電池セル、７  インターコネクタ、８  裏面側シート、９  ＥＶＡ樹脂、１０  バックカバー、１２  スペーサ、１２ａ  凹部、１４  ラミネート装置、１４ａ  ステージ部、１４ｂ  プレス部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2006156873.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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