(57)【要約】【課題】本発明は、簡易な設備及び工程により、基板クラックを検出する方法を提供するものである。【解決手段】本発明の基板クラック検査方法は、（１）基板に振動を与えることにより音を発生させ、（２）発生した音を捉え、捉えた音について音響解析を行うことにより、パワースペクトルを求め、（３）所定の周波数領域のスペクトル強度に基づいて、基板クラックの有無を判断する工程を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
（１）基板に振動を与えることにより音を発生させ、（２）発生した音を捉え、捉えた音について音響解析を行うことにより、パワースペクトルを求め、（３）所定の周波数領域のスペクトル強度に基づいて、基板クラックの有無を判断する工程を備える基板クラック検査方法。
【請求項２】
（１）基板上の複数箇所に順次振動を与え、振動を与える度に、振動により発生した音を捉え、捉えた音について音響解析を行うことにより、パワースペクトルを求め、（２）得られた複数のパワースペクトルについて、所定の周波数領域のスペクトル強度の統計的な解析を行い、解析の結果に基づいて、基板クラックの有無を判断する工程を備える基板クラック検査方法。
【請求項３】
基板に振動を与える工程は、基板の所定の位置を支持し、弾性部材で基板を打撃することにより、基板に振動を与える工程である請求項１又は２に記載の基板クラック検査方法。
【請求項４】
基板に振動を与える工程は、基板の中央部分を支持し、基板の周辺部分に振動を与える工程である請求項１から３のいずれか１つに記載の基板クラック検査方法。
【請求項５】
基板の中央部分を支持する工程は、真空吸着パッドを用いて基板の中央部分を支持する工程である請求項４に記載の基板クラック検査方法。
【請求項６】
音響解析は、オクターブ解析である請求項１から５のいずれか１つに記載の基板クラック検査方法。
【請求項７】
所定の周波数領域は、７ＫＨｚ以上の高周波領域である請求項１から６のいずれか１つに記載の基板クラック検査方法。
【請求項８】
所定の周波数領域は、１０ＫＨｚ以上２０ＫＨｚ以下の可聴周波数領域である請求項１から７のいずれか１つに記載の基板クラック検査方法。
【請求項９】
（１）複数の太陽電池セルについて、請求項１から８の何れか１つに記載の基板クラック検査方法による検査を行い、基板クラックを有しない太陽電池セルを選別し、（２）選別した複数の太陽電池セルを電気的に接続してモジュール化する工程を備える太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項１０】
開閉可能な中空の密閉容器と、
中空の密閉容器を開閉する密閉容器開閉部と、
密閉容器内に設けられた基板を支持する基板支持部と、
密閉容器内に設けられ支持された基板に打撃を与える打撃部と、
密閉容器内に設けられ基板の打撃振動音を集音する集音部と、
集音部が集音した打撃振動音について音響解析を行い、得られたパワースペクトルに基づいて基板クラックの有無を判断する音響解析部とを備える基板クラック検査装置。
【請求項１１】
検査する基板を密閉容器に対して搬入・搬出する搬送部と、
搬出された基板を収容する基板収容部と、
音響解析部の判断結果に基づいて搬送部を制御し、基板クラックの有無により基板を仕分けて基板収容部に収容させる制御部とをさらに備える請求項１０に記載の基板クラック検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板クラック検査方法、基板クラック検査装置、及び太陽電池モジュールの製造方法に関し、より詳しくは、基板に振動を与えることにより発生させた音を解析することにより、基板クラックを検査する方法、その方法に適した装置、及びその方法により選別した太陽電池セルを用いた太陽電池モジュールの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池は、一般に以下の方法により製造される。まず、シリコンインゴットをスライスすることにより得られるシリコンウェハに、ｐｎ接合及び一対の電極を形成することにより太陽電池セルを製造する。次に、インターコネクタを用いて複数枚の太陽電池セルを電気的に接続することにより、配列状太陽電池セル（配列セル）を得る。次に、強化ガラス、封止樹脂、配列セル、封止樹脂、バックフィルムの順に積層する。そして、隣接する配列セルどうしの結線と、電力取出用端子線の取り付けとを行った後に封止処理を行う。封止処理が完了すると、電力取出用端子線への端子ボックスの取り付けとフレームの取り付けとを行うことで、太陽電池モジュールが完成する。完成した太陽電池モジュールは、ソーラーシミュレータを用いて出力特性の検査が行われた後に、工場出荷される。
【０００３】
太陽電池セルのセル材料であるシリコンウェハ内部には、その生産時に、マイクロクラックと呼ばれる微小なひび、すなわち内部割れが発生することがある。内部割れを有する太陽電池セルは、太陽電池モジュールの製造工程中に割れる場合がある。太陽電池セルが割れた場合、割れセルの除去および別の太陽電池セルを搭載するという補修工程を行う必要がある。このような新たな作業の追加によって、太陽電池モジュールの生産性が低下する。また、前記マイクロクラックのある太陽電池セルが割れずに搭載され、太陽電池モジュールとして完成しても、マイクロクラックのある太陽電池セルは発電性能が不足しており、完成した太陽電池モジュールは、全体としての発電出力低下等の問題が発生する。
【０００４】
従来のマイクロクラックを検出する方法としては、所定の処理の際に基板が受ける応力と実質的に同じ応力を基板に予め加え、その基板にさらに別の衝撃を加え、発生音から損傷の有無を検出する方法が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００２−３４３９８９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、従来の方法によると、基板に応力を加える装置が必要であるため、製造設備が複雑になり、また、生産効率が低下するという問題がある。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、簡易な設備及び工程により、基板クラックを検出する方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の基板クラック検査方法は、（１）基板に振動を与えることにより音を発生させ、（２）発生した音を捉え、捉えた音について音響解析を行うことにより、パワースペクトルを求め、（３）所定の周波数領域のスペクトル強度に基づいて、基板クラックの有無を判断する工程を備える。
【０００８】
発明者は、クラックを有する基板について、上記の方法によりパワースペクトルを求めると、基板クラックの存在を示す所定の周波数領域において、スペクトルの強度が大きくなることを見出し、本発明を完成させた。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、簡易な設備及び工程により、基板クラックを検出することができる。
【００１０】
また、本発明の方法は、シリコンインゴットをスライスすることにより得られるシリコンウェハに対して使用することができ、この場合、太陽電池セルを製造する前に、基板クラックを有する基板を製造工程から除去することができ、生産効率を向上させることができる。
【００１１】
また、本発明の方法は、太陽電池セルに対して使用することができ、この場合、基板クラックを有する太陽電池セルをモジュール製造工程から除去することができる。これにより、太陽電池モジュール製造工程において発生する割れを未然に防ぐことができ、同工程における歩留まり低下・稼動率低下に大きく貢献することができる。また、割れセルの除去および別の太陽電池セルを搭載するという補修工程の無駄を省くことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の第１の実施形態に係る基板クラック検査方法は、（１）基板に振動を与えることにより音を発生させ、（２）発生した音を捉え、捉えた音について音響解析を行うことにより、パワースペクトルを求め、（３）所定の周波数領域のスペクトル強度に基づいて、基板クラックの有無を判断する工程を備える。
【００１３】
まず、上記（１）の工程、すなわち、基板に振動を与えることにより音を発生させる工程について説明する。
【００１４】
基板には、Ｓｉ、Ｇｅなどの元素半導体基板、ＧａＡｓ、ＧａＮ、ＧａＰ、ＩｎＰ、ＺｎＯ、ＺｎＳｅなどの化合物半導体基板、ガラス基板などを用いることができる。具体的には、例えば、大きさが１２６ｍｍ角程度、厚さは２００μ〜３００μ程度のシリコン多結晶又は単結晶基板を用いることができる。
【００１５】
また、基板には、基板に不純物をドーピングしてｐｎ接合を形成したもの、さらに電極を形成したもの、その他所望の薄膜を形成したもの、及び所望の加工を行ったものも含まれる。シリコン太陽電池の場合、シリコンインゴットをスライスすることにより得られるシリコンウェハも、シリコンウェハにｐｎ接合及び電極を形成することにより得られる太陽電池セルも含まれる。
【００１６】
基板に振動を与える方法としては、基板の所定の位置を支持し、弾性部材で基板を打撃することにより、基板に振動を与える方法を用いることが好ましい。「弾性部材」には、合成ゴム、ウレタンゴム、シリコンゴムなどを用いることができる。また、弾性部材は、先端が球面に近い曲面形状を有していることが好ましい。この方法によると、基板へ打撃を加えることによる新たな割れの発生を防止するとともに、打撃の際に発生する衝突音を軽減することができる。
【００１７】
また、弾性部材にはショア４０〜６０程度の硬さのものを用いることが好ましい。これより低くても高くても特徴音抽出が困難となる傾向があるからである。
【００１８】
また、基板の中央部分を支持し、基板の周辺部分に振動を与えることが好ましい。また、基板の支持は、真空吸着パッドを用いて行うことが好ましい。さらに、１つの真空吸着パッドを用い、その大きさは、ウェハサイズに対し、その５〜１０％程度の面積を有するものを用いることが好ましい。真空吸着パッドの材質としては、合成ゴム系のショア４０〜６０程度のものが好ましい。支持する箇所は１箇所であることが望ましい。なぜなら、複数箇所で保持すると打撃時の特徴音の出力が困難になるからである。
【００１９】
次に、上記（２）の工程、すなわち、発生した音を捉え、捉えた音について音響解析を行うことにより、パワースペクトルを求める工程について説明する。
【００２０】
発生した音は、例えば、マイクロフォンなど、音波を電気信号に変換する素子を用いて捉えることができる。また、２０Ｈｚ〜２０ＫＨｚにおいてフラットな周波数特性を持つマイクロフォンを用いることが好ましい。
【００２１】
音響解析には、ＦＦＴ解析、オクターブ解析などが含まれる。「パワースペクトルを求める」とは、捉えた音についてフーリエ変換を行うことにより、その音についてのパワースペクトルを求めることをいう。パワースペクトルは、各サンプル周波数帯域のスペクトル強度を示す。
【００２２】
次に、上記（３）の工程、すなわち、所定の周波数領域のスペクトル強度に基づいて、基板クラックの有無を判断する工程について説明する。
【００２３】
基板クラックとは、基板の内部・表面などに形成されたひび、割れ、又は欠けなどをいう。所定の周波数領域とは、基板クラックの有無によりスペクトル強度に差異が生じる周波数領域をいう。従って、この周波数領域を予め実験などによって明らかにし、その周波数領域のスペクトル強度を比較することにより、基板クラックの存在の有無が判断される。
【００２４】
発明者は、基板クラックを有する基板については、７ＫＨｚ以上の高周波領域で、スペクトル強度が強くなることを見出した。これにより、７ＫＨｚ以上の高周波領域のスペクトル強度に基づいて基板クラックの有無を判断することが可能となった。
【００２５】
また、１０ＫＨｚ以上２０ＫＨｚ以下の可聴周波数領域のスペクトル強度に基づいて基板クラックの有無を判断することが好ましい。この領域のスペクトル強度を用いる場合、市販の安価なマイクロフォンを使用でき、装置コストを下げることができる。
【００２６】
本発明の第２の実施形態に係る基板クラック検査方法は、（１）基板上の複数箇所に順次振動を与え、振動を与える度に、振動により発生した音を捉え、捉えた音について音響解析を行うことにより、パワースペクトルを求め、（２）得られた複数のパワースペクトルについて、所定の周波数領域のスペクトル強度の統計的な解析を行い、解析の結果に基づいて、基板クラックの有無を判断する工程を備える。
【００２７】
まず、上記（１）の工程、すなわち、基板上の複数箇所に順次振動を与え、振動を与える度に、振動により発生した音を捉え、捉えた音について音響解析を行うことにより、パワースペクトルを求める工程について説明する。
【００２８】
第２の実施形態では、基板上の複数箇所に順次振動を与え、振動を与える度に、パワースペクトルを求める。これにより、基板上の複数箇所のそれぞれについてのパワースペクトルが得られる。
【００２９】
１箇所のみに振動を与えた場合には、基板クラックの位置と振動を与える位置との関係により、基板クラックを検出できない場合もあるが、複数箇所に振動を与えることにより、基板クラックの位置と振動を与える位置の関係によらず、精度よく基板クラックを検出することができる。
【００３０】
また、各パワースペクトルは、基板クラックの位置、大きさを反映するため、複数のパワースペクトルを解析することにより、基板クラックの位置、大きさについて、より高精度な情報を得ることができ、基板クラックの発生原因の特定などに役立てることができる。
【００３１】
振動を与える個所は、基板の周辺部に均等に配置されることが好ましい。また、この際に、基板の中央部分が、好ましくは、真空吸着パッドを用いて、支持されることが好ましい。具体的には、例えば、図１中の×印で示すように、基板１の角４点および辺中央部４点に振動を与えることができる。
【００３２】
次に、上記（２）の工程、すなわち、得られた複数のパワースペクトルについて、所定の周波数領域のスペクトル強度の統計的な解析を行い、解析の結果に基づいて、基板クラックの有無を判断する工程について説明する。
【００３３】
統計的な解析とは、例えば、複数のパワースペクトルのうち、所定の周波数領域のスペクトル強度が所定の閾値以上であるものを計数し、その結果に基づいて基板クラックの有無を判断することをいう。
【００３４】
具体的には、例えば、基板上の８箇所についてパワースペクトルを求め、そのうちの１箇所でも所定の周波数領域のスペクトル強度が所定の閾値以上である場合に、基板クラックが存在すると判断することもでき、また、種々の要因による検出エラーなどを考慮して、例えば、４箇所以上で所定の周波数領域のスペクトル強度が所定の閾値以上である場合に、基板クラックが存在すると判断してもよい。また、各パワースペクトルの所定の周波数領域のスペクトル強度を互いに比較し、その結果を総合的に判断して、基板クラックの有無について判断してもよい。いずれにしても、複数のパワースペクトルについて統計的な解析を行うことにより、１つのパワースペクトルを用いた場合よりも精度よく基板クラックの有無を判断することができる。
【００３５】
第２の実施形態に関して、その他の事項については、第１の実施形態と共通しており、第１の実施形態についての説明が当てはまる。
【００３６】
本発明は別の観点から見ると、（１）複数の太陽電池セルについて、上記の基板クラック検査方法による検査を行い、基板クラックを有しない太陽電池セルを選別し、（２）選別した複数の太陽電池セルを電気的に接続してモジュール化する工程を備える太陽電池モジュールの製造方法を提供するものである。
【００３７】
太陽電池セルには、多結晶、単結晶シリコンなどの元素半導体、ＧａＡｓなどの化合物半導体などを用いて形成されたものが含まれる。
【００３８】
「電気的に接続」とは、インターコネクタなどの導電部材を用いて、複数の太陽電池セルを相互に例えば直列に接続することをいう。また、導電部材を用いずに、複数の太陽電池セルを相互に直接接続することも含まれる。
【００３９】
「モジュール化する」には、複数の太陽電池セルを電気的に接続して、配列セルを形成することをいうが、さらに、強化ガラス、封止樹脂、配列セル、封止樹脂、バックフィルムの順に積層し、隣接する配列セル間の結線と、電力取出用端子線の取り付けとを行った後に封止処理を行い、電力取出用端子線への端子ボックスの取り付けとフレームの取り付けとを行うことも含まれる。
【００４０】
複数の太陽電池セルについて、上記の基板クラック検査方法による検査を行い、基板クラックを有する太陽電池セルをモジュール化工程に投入しないことにより、モジュール化工程でのセル割れを未然に防止することができ、生産性を向上させることができる。
【００４１】
本発明は別の観点から見ると、開閉可能な中空の密閉容器と、中空の密閉容器を開閉する密閉容器開閉部と、密閉容器内に設けられた基板を支持する基板支持部と、密閉容器内に設けられ支持された基板に打撃を与える打撃部と、密閉容器内に設けられ基板の打撃振動音を集音する集音部と、集音部が集音した打撃振動音について音響解析を行い、得られたパワースペクトルに基づいて基板クラックの有無を判断する音響解析部とを備える基板クラック検査装置を提供するものである。
【００４２】
本発明の基板クラック検査装置では、密閉容器内で基板が打撃され、その打撃振動音が集音されるので、容器外部の騒音の影響を受けることなく、精度の良い検査が可能である。
【００４３】
開閉可能な中空の密閉容器は、例えば、上下に分離可能な２つの容器からなり、密閉容器開閉部によって分離することにより、開閉するように構成することができる。また、開閉可能な中空の密閉容器は、１つの密閉容器に１又は複数箇所のドア、又はシャッターなどの開閉手段を有するように構成することもできる。この場合、１つの開閉個所から搬入された基板が、同一の開閉個所から搬出されてもよく、別の開閉個所から搬出されてもよい。
【００４４】
密閉容器は、グラスウールのような市販されている適当な遮音材を用いて形成することができる。また、開閉のために分割されている部分には遮音性合成ゴムのような封止材によりノイズ侵入対策を施すことが好ましい。
【００４５】
密閉容器開閉部には、油圧シリンダ、電動モータなどを駆動源とする開閉機構を用いることができる。
【００４６】
基板支持部には、真空吸着部材、例えば、真空吸着パッドを用いることが好ましい。これは、打撃部による過度な衝撃を吸収することができ、支持部の応力集中による基板の割れを防止することができるからである。真空吸着パッドは、後述する搬送部からの基板の受け取りを容易にするために、真空吸着パッドを上下移動させるシリンダなどを介して、密閉容器内に設置されることが好ましい。
【００４７】
打撃部は、密閉容器内に取り付けられ、モータや油圧シリンダによる駆動力やバネの弾性力など用いて基板を打撃する。打撃部は、ショア４０〜６０程度の合成ゴムを用いて形成されることが好ましい。
【００４８】
基板の複数箇所に打撃を与えるために、複数の打撃部が設けられていてもよく、また、基板を回転させる手段及び／又は基板を水平に移動させる手段が設けられ、基板を回転させること、基板を水平に移動させること、及び／又はこれらの組み合わせにより、基板の複数箇所を打撃するようにしてもよい。
【００４９】
集音部には、音波を電気信号に変換する素子を用いることができ、例えば、マイクロフォンを用いることをできる。マイクロフォンには、２０Ｈｚ〜２０ＫＨｚにおいてフラットな周波数特性を持つものを用いることが好ましい
【００５０】
音響解析部には、マイクロコンピュータを用いて、打撃振動音についてフーリエ変換を行い、得られたパワースペクトルに基づいて基板クラックの有無を判断するプログラムを有するものを用いることができる。
【００５１】
また、検査する基板を密閉容器に対して搬入・搬出する搬送部と、搬出された基板を収容する基板収容部と、音響解析部の判断結果に基づいて搬送部を制御し、基板クラックの有無により基板を仕分けて基板収容部に収容させる制御部とをさらに備えてもよい。
【００５２】
搬送部としては、ベルトコンベア方式・ウォーキングビーム方式・ピックアップ方式などによるものを用いることができる。ピックアップ方式では、可動アームの先端部に、真空吸着パッドを備え、基板を支持することが好ましい。また、真空吸着パッドは、基板のピックアップを容易にするために、真空吸着パッドを上下に移動させるシリンダなどを介して可動アームに取り付けられることが好ましい。
【００５３】
基板収容部は、基板を収容する容器であってもよく、基板を載置する台であってもよい。基板収容部は、複数の区分に分けられ、基板クラックの有無により、基板を各区分に仕分けるように構成されることが好ましい。
【００５４】
本発明の基板クラック検査装置によると、検査済みの基板が、基板クラックの有無により仕分けられて、基板収容部に収容される。この装置構成により、割れの生じたセルは再検査または排除の工程に回し、割れのないセルのみ太陽電池モジュールの製造工程に供給することができる。
【実施例１】
【００５５】
本発明の実施例１に係る基板クラックの検査法方法について図２（ａ）、（ｂ）を用いて説明する。
【００５６】
検査対象として、図２（ａ）に示す、大きさが１２６ｍｍ角、厚さが２００μ〜３００μ程度の太陽電池セル１１を用いる（以下、「基板」という）。基板１１は、φ３０〜４０ｍｍの丸型シリコン真空吸着パッド１３によりその中央付近が吸着保持される。
【００５７】
打撃装置については、打撃の瞬間においてウェハとの衝突音のみを発生させることが望ましく、そのような機構を用いる必要がある。打撃ハンマをウェハ表面まで下降させることよって衝突させ、発生する音を採取する。
【００５８】
実施例１では、打撃は、図２（ｂ）に示すような機構を用いて実現する。基板打撃部１７ａは、打撃ハンマ支持棒１７ｂに接続され、打撃ハンマ支持棒１７ｂは、打撃ハンマ支持軸Ａ及びばね１７ｃによって支持されている。またばね１７ｃは固定端Ｂによって保持されているため基板打撃部１７は直線状に保持される。ばね力により保持された状態からカム機構（図示しない）により打撃ハンマ支持棒１７ｂのばね側部位を矢印Ｃの方向に動作させることにより、打撃ハンマ支持棒１７ｂは、打撃ハンマ支持軸Ａを中心に回転し、基板打撃部１７ａは、矢印Ｄの方向へ移動する。その後、カム機構が打撃ハンマ支持棒１７ｂを開放すると、バネ１７ｃの復元力により、基板打撃部１７ａは、ウェハ方向の力を受け、ウェハ１１を打撃する。基板打撃部１７ａは、その後、減衰をともなう振幅運動を行う。このときに衝突音が発生する。
【００５９】
この機構を用いて、次の要領でクラックの有無を判断する。まず、真空吸着パッド１３に吸着された面の反対側から、基板１１に対する静荷重が８０ｇ程度となる強さで基板１１を打撃することにより、基板１１に振動を与える。基板打撃部１７ａには、ショア４０〜６０程度であって、球面に近い曲面形状を有する合成ゴムの固まりを取り付けている。
【００６０】
打撃により発生した音は、２０Ｈｚ〜２０ＫＨｚにおいてフラットな周波数特性を有するマイクロフォン１９を用いて捉える。捉えた音について、オクターブ解析を行い、パワースペクトルを求める。
【００６１】
ここでは、図２（ａ）中の×印で示すように、基板の角４点および辺中央部４点の計８つの打撃点を打撃し、打撃点ごとに、オクターブ解析を行い、パワースペクトルを求める。
【００６２】
図３、４に上記方法によるオクターブ解析の結果を示す。図３は、基板クラックを有しない基板（正常基板）についてのパワースペクトルを示し、図４は、基板クラックを有する基板（異常基板）についてのパワースペクトルを示す。いずれの図にも、８つの打撃点からそれぞれ得られた８つのパワースペクトルを示す。
【００６３】
周波数が８ｋＨｚ以上の領域では、図３に示す全てのパワースペクトルのスペクトル強度は−８０〜−９０ｄＢの範囲で安定しているのに対し、図４に示すパワースペクトルのスペクトル強度は、−６０〜−９０ｄＢとばらついている。
【００６４】
これらの違いより基板クラックの有無を判断する。判断にあたっては、オクターブ解析された８ｋＨＺ、１０ｋＨｚ、１２．５ｋＨｚ、１６ｋＨｚ、２０ｋＨｚにおける各閾値を例えば、−７５ｄＢ、−７５ｄＢ、−８０ｄＢ、−８０ｄＢ、−８５ｄＢと設定する。正常基板で閾値を超過している打撃点は皆無であるが、異常基板で閾値を超過している打撃点は７個存在する。閾値を超過している打撃点数もスクリーニング判断規準に加えることにより微妙な判定に対する判定幅をより広く持つことができる。
【００６５】
図４からも分かるように、打撃位置によっては８ｋＨｚ、１０ｋＨｚ、１２．５ｋＨｚ、１６ｋＨｚ、２０ｋＨｚにおいて全て−８０ｄＢ以下となってしまう打撃点が存在し、異常基板であるのにもかかわらず正常基板であると判断しかねない可能性がある。従って、複数点の打撃を行うことで判定精度が向上することが分かる。
【実施例２】
【００６６】
図５は、本発明の実施例２に係る基板クラック検査装置を示す。図６は、その制御装置のブロック図を示す。図５に示すように、基板クラック検査装置３０は、上容器３１ａと下容器３１ｂからなる開閉可能な中空の密閉容器３１と、上容器３１ａを開閉する油圧シリンダ３３とを備える。密閉容器３１内には密閉容器３１内に設けられた基板３４を支持する真空吸着パッド３５と、密閉容器３１内に設けられ支持された基板３４に打撃を与える打撃ハンマ３６と、基板３４の打撃振動音を集音するマイクロフォン３７とが設けられる。
【００６７】
図６に示すように制御装置は、マイクロフォン３７が集音した打撃振動音について音響解析を行い、得られたパワースペクトルに基づいて基板クラックの有無を判断する音響解析部３９と、油圧シリンダ３３と、真空吸着パッド３５を作動する真空装置３５ａと、打撃ハンマを駆動する打撃ハンマ駆動機構３６ａと、制御部４１とを備え、制御部４１は、音響解析部３９、油圧シリンダ３３、真空装置３５ａ、及び打撃ハンマ駆動機構３６ａを制御する。
【００６８】
ここで、密閉容器３１は、遮音材であるグラスウールを用いて形成される。音響解析部３９と制御部４１はマイクロコンピュータを用いて一体的に形成される。真空装置３５ａには、市販の真空ポンプを用いている。また、上容器３０ａと下容器３０ｂとに分割されている部分に合成ゴムパッキン３２を設けることにより外部からのノイズ音の侵入対策を施している。打撃ハンマ駆動機構３６ａには、実施例１において図２を用いて説明したものと同様の機構を用いる。
【００６９】
この装置を用いて密閉容器３１の効果についての検査を行った。その結果を図７、８に示す。
【００７０】
図７は、密閉容器３１を開いた状態で基板クラックの有無についての検査を行った結果を示す。曲線６１は製造ラインの現場音の一例であり、各周波数域において−６０ｄｂ程度になっている。もちろん突発的な音の発生があることや、場所によっては大きく異なることが多くある。曲線６２は製造ライン内で正常ウェハを打撃した時の様子の一例、曲線６３は製造ライン内で異常ウェハを打撃した時の様子の一例であり８K〜２０KHzにおける音圧差が小さくなってしまう。すなわち正常と異常の判別が困難な傾向となる。さらには突発的な音による影響や、場所による影響をうけるため、判別は困難となる。
【００７１】
図８は、密閉容器３１を閉じた状態で基板クラックの有無についての検査を行った結果を示す。曲線７１は遮音材によって囲まれた内部での環境音データの一例であり、曲線７２は遮音材によって囲まれた内部での正常ウェハを打撃した時の様子の一例、曲線７３は遮音材によって囲まれた内部での異常ウェハを打撃した時の様子の一例であり、製造ライン環境下で打撃を実施したときに比べて、８K〜２０KHｚ付近における音圧差が大きくなっている。このようなことから、本発明ではこのような環境ノイズに影響されない装置を提供することができる。
【実施例３】
【００７２】
図９は、本発明の実施例３に係る基板クラック検査装置４２を示す。図１０は、その制御装置のブロック図を示す。本発明の実施例３に係る基板クラック検査装置４２は、本発明の実施例２に係る基板クラック検査装置３０において、検査する基板３４を密閉容器３１に対して搬入・搬出する可動アームユニット４３と、搬出された基板３４を収容する基板収容台４６とをさらに備える。図１０に示す制御装置では、制御部４１が可動アーム駆動部４５をさらに制御し、後述するように、検査済みの基板３４を基板クラックの有無により正常基板４７と異常基板４９とに仕分けて基板収容台４６に収容するようになっている。その他の構成は、実施例２と同様である。
【００７３】
図９に示すように、可動アームユニット４３は、軸４３ａと、軸４３ａに水平方向に回転可能に取り付けられた可動アーム４３ｂと可動アーム４３ｂに水平方向に移動可能に取り付けられた可動アームヘッド４４とを備える。可動アーム４３ｂは、軸４３ａを中心に回転し、密閉容器３１の内外に移動する。可動アームヘッド４４は、可動アーム４３ｂの長手方向に沿って、自由に移動することができる。また、可動アームヘッド４４は、可動アーム４３ｂから順に取り付けられた油圧シリンダ４４ａと、真空装置４４ｂと、真空吸着パッド４４ｃとを備える。可動アーム４３ｂ及び可動アームヘッド４４は、可動アーム駆動部４５により駆動される。
【００７４】
可動アームユニット４３は、可動アーム４３ｂの回転及び可動アームヘッド４４の水平移動を組み合わせることにより、密閉容器３１の外にある未検査基板を密閉容器３１に搬入し、検査済み基板３４を基板クラックの有無により正常基板４７と異常基板４９とに仕分けて基板収容台４６に収容する。
【００７５】
この装置構成により、割れの生じたセルは再検査または排除の工程に回し、割れのないセルのみ太陽電池モジュールの製造工程に供給することができる。
【００７６】
次に、前記基板クラック検査装置が適用される太陽電池モジュールの製造工程について説明する。図１１のフローチャートに示す一般的な製造工程において、はんだ付け工程を終了した時点で太陽電池セル（ウェハ）が完成され、ウェハはその後モジュール組み立て工程に移動する。この場合、梱包および搬送方法によっては破損およびマイクロクラックの進行等がおこるため、モジュール製造工程前に受け入れ検査を行う。本発明による方法と装置は、セル完成後で特性検査工程によって電気特性により仕分けられた後、前記受け入れ検査及びそれ以降のいかなる工程においても使用できる。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明に係る、基板上の打撃部の一例を示す平面図である。
【図２】本発明の実施例１に係る方法の概要を示す平面図と側面図である。
【図３】本発明に係る、基板クラックを有さない基板についてのパワースペクトルである。
【図４】本発明に係る、基板クラックを有する基板についてのパワースペクトルである。
【図５】本発明の実施例２に係る基板クラック検査装置の概要を示す斜視図である。
【図６】本発明の実施例２に係る基板クラック検査装置の制御装置のブロック図である。
【図７】本発明に係る、密閉容器を開いた状態で測定されたパワースペクトルである。
【図８】本発明に係る、密閉容器を閉じた状態で測定されたパワースペクトルである。
【図９】本発明の実施例３に係る基板クラック検査装置の概要を示す側面図である。
【図１０】本発明の実施例３に係る基板クラック検査装置の制御装置のブロック図である。
【図１１】本発明を適用する太陽電池製造工程の一例を示す。
【符号の説明】
【００７８】
１      基板
１１    基板
１３    シリコン真空吸着パッド
１７    基板打撃部
１７ａ  基板打撃部
１７ｂ  打撃ハンマ支持棒
１７ｃ  ばね
１９    マイクロフォン
３０    実施例２に係る基板クラック検査装置
３１    密閉容器
３３    油圧シリンダ
３４    基板
３５    真空吸着パッド
３５ａ  真空装置
３６    打撃ハンマ
３６ａ  打撃ハンマ駆動機構
３７    マイクロフォン
３９    音響解析部
４１    制御部
４２    実施例３に係る基板クラック検査装置
４３    可動アームユニット
４３ａ  軸
４３ｂ  可動アーム
４４    可動アームヘッド
４４ａ  油圧シリンダ
４４ｂ  真空装置
４４ｃ  真空吸着パッド
４５    可動アーム駆動部
４６    基板収容台
４７    正常基板
４９    異常基板
５１    真空吸着パッド
６１、７１  環境音についてのパワースペクトル
６２、７２  正常基板についてのパワースペクトル
６３、７３  異常基板についてのパワースペクトル
【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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【図１０】
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【図１１】
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