[發明專利]用于太陽能模塊和半導體器件的焊接支承座

無效

• 申請號: 200980128101.4
• 申請日: 2009-07-16
• 公開（公告）號: CN102099925A
• 公開（公告）日: 2011-06-15
• 發明（設計）人: H.馮坎佩;B.梅德;G.格里斯;C.維爾;J.羅薩
• 申請（專利權）人: 肖特太陽能股份公司
• 主分類號: H01L31/02
• 分類號: H01L31/02;H01L31/05;H01L31/0224;H01L31/0392;H01L31/075;H01L31/18
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 張濤;盧江

背景技術

本發明涉及一種焊接連接，該焊接連接處于半導體器件的外表面與優選為帶狀的連接器之間、尤其是處于太陽能電池的背部接觸部與連接器——如串行連接器——之間。另外，本發明涉及一種用于將連接器與半導體器件的外表面相連接、尤其是將串行連接器與太陽能電池的背部接觸部相連接的方法，其中半導體器件通過粘接層與基板連接。

背景技術

連接器與非晶硅薄層太陽能電池之間的已知焊接連接的特征在于對焊接點的不可再現的粘接。

對于薄層太陽能電池來說，研究常常得出撕裂圖（Abrissbild），其中非晶硅層與TCO粘接層（Transparent?Conductive?Oxide（透明導電氧化物））剝離。但是可能猜測到錯誤的解釋，即非晶硅層在TCO層上的粘接強度在如此高的程度上不均勻。因此，不應將相應的撕裂圖歸因于差的不均勻的層粘接，而是應該歸因于層的剝落，其中所述剝落由本質上抗彎曲性更強的焊接點引起，使得撕力集中在撕裂位置邊緣處的非常小的區域上，從而非常小的力就能導致高的表面力。

WO-A-2006/128203涉及一種電連接元件，該電連接元件由具有結構化表面的導電體和導電涂層構成。相應的連接元件可以用于對太陽能電池進行接線。為此，具有可焊接涂層的連接元件被焊接到太陽能電池上。

DE-A-36?12?269的主題是一種用于將連接導體安裝在光伏太陽能電池的連接接觸部上的方法。

US-A-2007/0085201涉及一種在扁平導體技術中具有垂直電流路徑的功率半導體組件。連接元件通過導電膜與功率半導體芯片連接，此外該導電膜將連接元件與內部扁平導體以導電方式連接。

發明內容

本發明所基于的任務在于，改進焊接連接以及用于產生該焊接連接的方法，使得作用于連接器的拉力不至于導致半導體器件與基板或存在于基板與半導體器件之間粘接層脫離。

根據本發明，該任務由開頭提到類型的焊接連接通過如下方式來解決：由可焊接材料構成并且通過接觸面A與外表面接觸的支承座從半導體器件的外表面出發，連接器在遵循與外表面的間隔a（其中a????????????????????????????????????????????????10μm）的情況下被焊接在所述支承座中或所述支承座上，和/或支承面同半導體器件的外表面之間的接觸面的邊緣與連接器進入到支承座的入口或它們之間的接觸起始部之間的間隔b為b50μm。在此，間隔b是指：接觸面的邊緣與入口或接觸起始部至少相距具有半徑b的圓的圓心的間隔；因為拔出力（Abzugskraft）原則上可以分布在任意的徑向上。

由此，作用于連接器的撕力被均勻地分布到大的面上。

如果半導體器件在中間層上的粘接強度為20N/mm²，則當支承座具有40mm²的面積時可以產生400N的理論撕力，以便使半導體器件從基板、如粘接層脫離。但是在實現該撕力以前，在太陽能電池的情況下，所使用的常規連接器撕裂。典型的大小處于60N至100N之間。但是與之相關的考慮的前提條件是，支承座保持粘接在外表面上、即不脫落。

尤其是規定：連接器在其與支承座連接的區域中始終遵循間隔a，該間隔a應當為20μm至500μm之間、尤其是100μm至200μm之間。與此無關聯地，應當至少在如下區域中遵循間隔a：在所述區域中，連接器在邊緣區域中與支承座連接或者連接器被浸入到支承座中或者連接器與支承座的接觸起始部延伸。后者尤其是適用于連接器被焊接到支承座上這一情況。

間隔b應當尤其是大于100μm、尤其是處于300μm至3mm之間。

此外，本發明規定：支承座被設計為均勻的，其中優選地可以給定10μm至500μm、優選處于100μm至200μm之間的范圍內的厚度。在此應當注意，在連接器及其周圍的區域中，支承座的厚度不被超過。否則所存在的風險是，在層系統處、即在支承座與半導體器件、尤其是太陽能電池之間的區域中出現剝落。

通過遵循連接器本身（即沒有可能的焊劑、如錫層等）與半導體器件的上面施加有支承座的外表面之間的間隔a，可以保證，在出現作用于連接器的高拉力的情況下，剝落被轉移到支承座中，也就是說，剝落不在外表面處進行，而是在連接器與支承座之間的接觸區域中進行、即在連接器與可焊接材料——如導電膠、燒結的導電膏或焊劑材料——之間進行。下面可以整體上簡化地討論焊劑或焊接材料。