(57)【要約】【課題】端子ボックスの放熱機構などを変更することなく、従来と同様の小型のもので、高出力電流を流し得るバイパスダイオードを安価に提供する。【解決手段】リードフレーム（２）のベース部（３）の全域に銅材の放熱板７を半田固着し、この放熱板７上にダイオードチップ（８）を固着するとともに、前記ベース部（３）に一体的に形成されたリード端子（４ａ）と他の一方のリード端子（４ｂ）を連結部（５ｂ）で連結したまま、もう一方のリード端子（４ｃ）との連結部（５ｃ）、及び前記リード端子（４ａ）のリード部（４ａ２）を切除する構成とし、ダイオードチップ（３）の上面と前記他の一方のリード端子（４ｃ）の接続端子部（６ｃ）とをワイヤー（１０）で接続する【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
リードフレームにダイオードチップを搭載するベース部と外部接続のための３つのリード端子を備え、前記ベース部にダイオードチップを装着するようにしたバイパスダイードにおいて、
前記リードフレームの前記ベース部に一体的に形成されたリード端子と他の一方のリード端子を連結したまま、もう一方の他のリード端子との連結を切除する構成とし、
前記ダイオードチップを少なくとも側辺が前記ベース部の端縁に至る程の大きさにして前記ベース部に固着するとともに、前記ダイオードチップの上面と前記もう一方の他のリード端子の接続端子部とをワイヤー接続してなることを特徴とするバイパスダイーオード。
【請求項２】
前記ベース部と、前記ダイオードチップの底面の間に、高放熱性の導電部材を設けてなることを特徴とする請求項１記載のバイパスダイーオード。
【請求項３】
前記導電部材は、前記リードフレームの前記ベース部と同一の広さに設定されたものであることを特徴とする請求項２記載のバイパスダイーオード。
【請求項４】
前記導電部材は、前記ダイオードチップと同一の広さに設定されたものであることを特徴とする請求項２又は請求項３記載のバイパスダイーオード。
【請求項５】
前記ダイオードチップは、メサ型のガラスパッシベーションダイオードチップであることを特徴とする請求項１、請求項２、請求項３又は請求項４記載のバイパスダイーオード。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は，太陽電池用の、特に高出力の太陽電池に適するバイパスダイードに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に太陽電池は、複数の太陽電池セルＢＳ１、・・・、ＢＳＮが直列に接続されており、各電池セルＢＳ１、・・・ＢＳＮに太陽光が当たると各太陽電池セルＢＳ１、・・・、ＢＳＮは、それぞれ当たった太陽光エネルギーを電気量に変換し、発生した電気量に応じた電流を負荷Ｚに供給する。もし、この場合、いずれかの太陽電池セルに光が当たらず電気量を発生しない場合は、その太陽電池セルで通電が途切れ、負荷Ｚに電力が供給されない。
【０００３】
そのため、いずれかの太陽電池セルに太陽光が照射されない場合でも負荷Ｚに電力が供給されるように、図７に示すように、各電池セルＢＳ１、・・・、ＢＳＮに、それぞれバイパスダイオードＤ１、・・・、ＤＮを並列に接続し、光の当たらない太陽電池セルがある場合に、その太陽電池セルの代わりに並列接続されたバイパスダイオードに電流を流し、光りが当らない太陽電池セルがある場合でも負荷Ｚに電流が流れるようにしている。
【０００４】
近年、この種の太陽電池装置において、各電池セルが大出力電流を流し得るようになるにしたがい、バイパスダイオードも大電流化が要請されるに至っている。そこで、バイパスダイオードにも大電流が流されると、大電流が流れることによりバイパスダイオードに高熱が発生する。この発生した高熱を放熱させる得るバイパスダイオードとして、チップのアノード電極、カソード極を放熱板を介して端子ボックス内で端子に接続し、放熱板を介して放熱するようにしたバイパスダイオードや（例えば特許文献１参照）、チップダイオードはベアチップダイオードであり、このベアチップダイオードのアノード電極とカソード電極を一対の接続端子に直接的に接続したバイパスダイオード（例えば特許文献２参照）が開示されている。
【０００５】
また、太陽電池セルのバイパスダイオードとして、従来、図８に示すものが使用されている。ここで示すバイパスダイオード２０は、リードフレーム２１のベース部２２に、例えば正方形状のダイードチップ２３のＮ極面を半田付けする一方、ベース部２２の空領域２２ａとリード端子２４ｂの接続端子２５ｂをリード線２６で接続するとともに、ダイオードチップ２３のＰ極面とリード端子２４ｃの接続端子２５ｃとをリード線２７で接続している。
【０００６】
なお、このバイパスダイオード２０の製作前のリードフレーム２１の形状は、図９に示しており、図８のバイパスダイオード２０のリードフレーム２１は、図９のリードフレーム２１のベース部２２にダイオードチップ２３を実装したものから、接続端子２５ｂとベース部２２の空き領域２２ａ、接続端子２５ｃとダイオードチップ２３のＰ電極を、それぞれリード線２６、２７で接続し、さらに、リード端子２４ａと２４ｂの連結部２５ｂ、リード端子２４ａ、リード端子２４ａとリード端子２４ｃの連結部２５ｃを破線の箇所で切除したものである。
【０００７】
この種の小型のバイパスダイオードとして業界で、型ＴＯ―２２０という素子がよく流通しており、さらに、これより大型なものとしてＴＯ―３Ｐという素子が使用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００３−３０３９８８号公報
【特許文献２】特開２００４−２８２１０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
近年、前記したように、太陽電池には大電流を出力するものが増加して来ており、そのため、大電流を出力する太陽電池装置の端子ボックスに組み込まれるバイパスダイオードも大電流に耐え得るものが必要になって来ている。
【００１０】
例えば、前記従来の小型ダイオード素子である型ＴＯ―２２０において、通常は９Ａ程度の通電予定で使用されるものの、最高３５Ａ程度まで流し得るようになっている。その限りにおいては、現在使用しているバイパスダイオードを高出力用に、そのまま３５Ａ通電で使用することが可能である。
【００１１】
しかし、前記型ＴＯー２２０の素子で、３５Ａの通電を行うと、その大電流通電のため高熱を発生し、９Ａで通電していた場合よりは、冷却手段を大きくする必要が生じる。そのため従来の前記小型バイパスダイオードに３５Ａ程度の大電流を流す場合は、装着する端子ボックスを従来のものより高温放熱できる新たな端子ボックスに代える必要がある。このため、高出力の太陽電池装置を製作するとなると、高温放熱を考慮した新たな端子ボックスを用意する必要があり、その分、従来よりも高コスト化を招くという問題がある。
【００１２】
他方、高出力の太陽電池に対応して、大電流を流し得る他のダイオードとして、型ＴＯ―２２０に比べて大型で大電流を流し得る型ＴＯ−３Ｐを使用することも考えられるが、型ＴＯ―３Ｐの素子は、型ＴＯ―２２０に比べてはるかに高価である上、今までＴＯ―２２０を装着していた端子ボックスとは異なる端子ボックスを製作せねばならず、端子ボックスもはるかに高コスト化を招くという問題がある。
【００１３】
本発明は、前記問題点に着目してなされたものであって、高出力太陽電池セルに応じて、高電流を流し得る、しかも端子ボックスの放熱機構その他の構造を特に変更することなく、従来と同様の小型のもので対応し得る、安価で高出力化を実現できるバイパスダイオードを提供することを目的とする。    
【課題を解決するための手段】
【００１４】
前記目的を達成するために本発明のバイパスダイオードは、リードフレームに、ダイオードチップを搭載するベース部と、外部接続のための３つのリード端子とを備え、前記ベース部にダイオードチップを装着するようにしたバイパスダイードにおいて、前記リードフレームの前記ベース部に一体的に形成されたリード端子と他の一方のリード端子を連結したまま、もう一方のリード端子との連結を切除する構成とし、前記ダイオードチップを少なくとも側辺が前記ベース部の端縁に至る程の大きさにして前記ベース部に固着するとともに、前記ダイオードチップの上面と前記他の一方のリード端子の接続端子部とをワイヤー接続してなることを特徴とする。
本発明において、より具体的な構成として、前記ベース部と、前記ダイオードチップの底面の間に、高放熱性の導電部材を設けてもよい。このような構成とするのは、ダイオードチップで発生した熱を高放熱性の導電材を通して、より放熱し易くするためである。
又、その場合、前記電導部財は、前記リードフレームの前記ベース部と同一の広さに設定することが望ましい。これにより、さらに放熱を効率良く行うことが出来る。
又、前記電導部財は、前記ダイオードチップと同一の広さに設定するようにしてもよい。これにより、放熱をより効率良く行うことが出来る。
又、本発明において、前記ダイオードチップは、メサ型のガラスパッシベーションダイオードチップを用いることが望ましい。これにより、通常のＰＮ接合ダイオードチップでは、長方形状とすると折れ易いが、ガラスパッシベーションダイオードチップでは長方形にした場合でも、ガラス層による保護で強度が大であるので、外部から歪力が加えられても破壊されないバイパスダイオードが得られる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明（請求項１記載の発明）によれば，リードフレームのベース部に一体的に形成されたリード端子と他の一方のリード端子を連結したまま、もう一方のリード端子との連結を切除する構成とし、かつ、ダイオードチップを少なくとも側辺が前記ベース部の端縁に至る程の大きさに延設して前記ベース部に固着するとともに、前記ダイオードチップの上面と前記他の一方のリード端子の接続端子部とをワイヤー接続する構成とすることにより，ダイオードチップを従来の小型のバイパスダイオードのダイオードチップより大きなものを使用できるので、従来の同程度の小型バイパスダイオードより放熱性が良く、より高電流に耐え得ることができ、しかも、リード端子は従来の小型のバイパスダイオードと同様のものなので、端子ボックスを新たに製作する必要がないので、コストアップを必要とせず、高出力用のバイパスダイオードを提供することができる。
【００１６】
請求項２記載の発明によれば、より放熱性の高いバイパスダイオードを得ることが出来る。
【００１７】
請求項３記載の発明によれば、より効率の良い、放熱性の高いバイパスダイオードを得ることが出来る。
【００１８】
請求項４記載の発明によれば、放熱をより効率良く行えるバイパスダイオードを提供で出来る。
【００１９】
請求項５記載の発明によれば、外部よりの力に強いバイパスダイードを得ることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】この発明の一実施形態に係るバイパスダイオードの樹脂封止前の平面図である。
【図２】同実施形態に係るバイパスダイオードの各構成部品を説明するための図であって、リードフレームの平面図（ａ）、放熱板の平面図（ｂ）、同放熱板の側面図（ｃ）、ダイオードチップの平面図（ｄ）である。
【図３】同実施形態に係るバイパスダイオードのリード端子切除後を示す平面図である。
【図４】同実施形態に係るバイパスダイオードの作製方法を説明するための分解斜視図である。
【図５】この発明の他の実施形態に係るバイパスダイードを説明するための分解斜視図である。
【図６】この発明の上記実施形態に係るバイパスダイオードに使用されるメサ型のガラスパッシベーションダイオードチップを示す断面図である。
【図７】太陽電池の太陽電池セル及びバイパスダイオードの一般的な接続を説明するための回路図である。
【図８】従来、よく使用されている小型バイパスダイオードの平面図である。
【図９】同従来の小型バイパスダイオードを説明するためのリードフレームのベース部にダイオードチップを搭載した場合の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下，添付した図面を参照して，本発明を具体化した実施の形態により，この発明をさらに詳細に説明する。
【００２２】
図１は、本発明の一実施形態に係る太陽電池用のバイパスダイオードを示す平面図である。このバイパスダイード１は、リードフレーム２を有する。このリードフレーム２は、図２の（ａ）に示すように、ベース部３と、このベース部３より、一体的に延設される第１のリード端子４ａと、この第１のリード端子４ａに連結部５ｂで連結される第２のリード端子４ｂと、同じく第１のリード端子４ａに連結部５ｃで連結される第３のリード端子４ｃと、を備えている。第２と第３のリード端子４ｂ，４ｃは、それぞれベース部３の端辺３ａより離隔したリード線接続用の接続端子６ｂ、６ｃを有する。
【００２３】
図１、図２に示すリードフレーム２は、図９に示す従来のバイパスダイオードのリ−ドフレーム２１と同様のものであり、本実施形態の固有のリード端子とする切除前のものである。ベース部３の上面に銅製の放熱板７が半田付けされている。この放熱板７は、ベース部３と同面積の広さを持つものであり、図２の（ｂ）、（ｃ）に示すように、縦（６．０ｍｍ）×横（７．７ｍｍ）、厚さ（０．３５ｍｍ）の長方形状であり、この放熱板７を設けたことが、この実施形態バイパスダイードの特徴一つである。
放熱板７の上面に、ダイオードチップ８が、Ｎ層を下に、Ｐ層を上にして半田付けされている。このダイオードチップ８は、平面視長方形のメサ型のガラスパッシベーションチップを使用している。このガラスパッシベーションチップ８は、図６に示すように、Ｐ層１３と、アノード電極１４と、Ｎ層１５と、カソード電極１６と、側面にＰ−Ｎ接合面に亘って設けられたガラス層１７と、から構成されている。ダイオードチップ８のＰ層１３上面のアノード電極１４とリード端子４ｃの接続端子６ｃがワイヤー１０によって接続されている。
放熱板７の上面にダイオードチップ８を固着することにより、ダイオードチップ８の面積を従来のダイオードに比べて大とし、大電流を流すことが可能であり、その放熱板７によってダイオードチップ８で発生する高熱を放熱でき、端子ボックスの構造を変更することなく、バイパスダイオード１に大電流を流すことが出来る。
ここでは、ダイオードチップ８は、図２の（ｄ）に示すように縦（５．０ｍｍ）×（６．０ｏｒ６．５ｍｍ）の大きさの長方形状をしており、上記放熱板７より少し、面積を小さくしているが、それでも図９に示す従来のものよりは、十分に広く設定している。このダイオードチップ８は、必要に応じ、放熱板７と同面積の広さとしても良い。
この実施形態バイパスダイオード１は、最終的には、図１に示す状態でリードフレーム２の第１のリード端子４ａと第３のリード端子４ｃの間の連結部５ｃと、第１のリード端子４ａの破線部でリード端子先端４ａ２とを切除し、第３図に示すものとする。このように、ベース部３に一体的に連結される第１のリード端子４ａと第３のリード端子４ｃの連結部５ｃ、及びリード端子部４ａ２以降を切除するとともに、第２のリード端子４ｂとの連結部５ｂを残しておき、ダイオードチップ８のＮ層（カソード電極）を第１のリード端子４ａ、連結部５ｂを経て第２のリード端子４ｂにより外部接続するようにしたことも、この実施形態バイパスダイードの特徴の一つである。
このように構成することで、ダイードチップ８のカソードを、ベース部３、第１のリード端子４ａを経て第２のリード端子４ｂに接続することにより、外部接続はリード端子４ｂ、４ｃで従来のものと変わりなく、それでいて、ベース部３に空域を設ける必要がなく、その分ベース部３領域全体にダイオードチップ８を大きくして使用できるので、従来より大電流を流し得るバイパスダイードが得られる。
【００２４】
次に、この実施形態バイパスダイオードを製作する方法を、図４を参照して説明する。図４において、説明を簡略するために、１個のリードフレーム２のみを示している。このリードフレーム２のベース部３に、放熱板７をリフロー炉に入れ半田付けする。次に、放熱板７の上面にダイオードチップ８を半田付けする。続いて、ダイオードチップ８のアノード１４と接続端子６ｃをワイヤー１０で接続し、さらにダイオードチップ８の部分１１を樹脂封止する（図１参照）。最後に、連結部５ｃを切除するとともに、第１のリード端子４ａの先端部４ａ２を切除する。
【００２５】
なお、上記実施形態において、ダイオードチップ８として、ガラスパッシベーションダイーオドを使用しているが、これに代えてＰ層とＮ層からなるＰＮ接合ダイオードを使用しても良い。
以上説明した実施形態は、本発明において、好ましい実施形態であるが、他の実施形態として、図５に示す場合を説明する。この実施形態に係るバイパスダイオード１は、図１の場合と同様のリードフレーム２を備えるが、図１に示すものとは、相違しベース部３に放熱板を備えず、ダイオードチップ１８のＮ層の電極を直接ベース部３に半田付けしたものである。また、ダイオードチップ１８は、ＰＮ接合ダイオードを使用している。この実施形態において、ダイオードチップ１８は、ＰＮ接合ダイオードに代えて、メサ型ガラスパッシベーションチップを用いても良いこと言うまでもない。
【符号の説明】
【００２６】
１                バイパスダイオード
２                リードフレーム
３                ベース部
４ａ              第１のリード端子
４ｂ              第２のリード端子
４ｃ              第３のリード端子
５ｂ、５ｃ        連結部
６ｂ、６ｃ        接続端子
７                放熱板
８、１８          ダイオードチップ
９、１４          Ｐ電極（アノード電極）
１０              ワイヤー
１１              樹脂封止部
１３              Ｐ層  
１５              Ｎ層
１６              Ｎ電極（カソード電極）
１７              ガラス層          
【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】
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