DE102006058892A1

DE102006058892A1 - Verfahren und Einrichtung zum Herstellen einer Lötverbindung

Info

Publication number: DE102006058892A1
Application number: DE102006058892A
Authority: DE
Inventors: Jörg Zönnchen
Original assignee: Somont GmbH
Current assignee: Somont GmbH
Priority date: 2006-12-05
Filing date: 2006-12-05
Publication date: 2008-06-12

Abstract

Bei einem Verfahren zum Herstellen einer Lötverbindung zwischen zwei Elementen, nämlich zwischen einer Solarzelle und einem Leiterband werden ein beheizbarer Lötstempel und die beiden zu verbindenden Elemente, von denen eines verzinnt wird, zur Wärmeübertragung zueinander verfahren. Um dabei ein Verschmutzen des Lötstempels und dessen Folgen im Wesentlichen zu vermeiden, ist vorgesehen, dass zwischen den Lötstempel einerseits und die beiden zu verbindenden Elemente andererseits eine löttemperaturbeständige dünne Schutzschicht gebracht wird.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Einrichtung zum Herstellen einer Lötverbindung zwischen zwei Elementen, insbesondere zwischen einer Solarzelle und einem Leiterband, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 beziehungsweise dem des Anspruchs 7.
Beispielsweise bei der Herstellung von sogenannten Solarzellenstrings werden die Solarzellen mit Leiterbeziehungsweise Lötbändern versehen und über diese mit benachbarten Solarzellen lötend verbunden. Dabei erfolgt das lötende Anbringen der Leiter- beziehungsweise Lötbänder an den Solarzellen abwechselnd auf deren Ober- und Unterseite.
Bei derartigen Lötvorgängen, bei denen eines der beiden miteinander zu verlötenden Elemente, hier das Leiterbeziehungsweise Lötband ein Flussmittelbad durchläuft und verzinnt wird, besteht ein Problem darin, dass der Lötstempel verschmutzt und nach einiger Zeit einen derartigen Verschmutzungsgrad erreicht, der zu einer reduzierten Wärmeübertragung vom Lötstempel auf die zu verbindenden Elemente führt. Dies wiederum resultiert in einer mangelhaften Lötverbindung. Um dies zu vermeiden, muss der Lötstempel von Zeit zu Zeit gereinigt werden, was zu einer Unterbrechung des Arbeitsvorganges führt und darüber hinaus aufwändig ist.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, ein Verfahren und eine Einrichtung zum Herstellen einer Lötverbindung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem beziehungsweise bei der ein Verschmutzen des Lötstempels und dessen Folgen im Wesentlichen vermieden sind.
Zur Lösung dieser Aufgabe sind bei einem Verfahren und einer Einrichtung zum Herstellen einer Lötverbindung der eingangs genannten Art die im Anspruch 1 beziehungsweise die im Anspruch 7 angegebenen Merkmale vorgesehen.
Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen ist erreicht, dass der Lötstempel nicht mehr unmittelbar mit dem flussmittelbehafteten und verzinnten Element in Berührung kommt, so dass der Lötstempel als solcher so gut wie keiner Verschmutzung mehr unterliegt. Dies verhindert die zwischengefügte Schutzschicht, die auch während der Arbeitsvorgänge ganz oder bereichsweise ausgetauscht werden kann. Ein Anhalten der Produktion zur Lötstempelreinigung ist deshalb nicht mehr notwendig.
Vorteilhafte Ausgestaltungen hinsichtlich der Anordnung und Ausgestaltung der Schutzschicht ergeben sich aus den Merkmalen jeweils eines der Ansprüche 2 und 3 beziehungsweise 8 und 9.
Vorteilhafte Ausgestaltungen hinsichtlich der Auswechselbarkeit der Schutzschicht ergeben sich aus den Merkmalen eines der Ansprüche 4 und 5 beziehungsweise 9 bis 11. Dabei wird das Auswechseln der Schutzschicht beziehungsweise das Weitertakten einer Endlosschutzfolie beispielsweise dann vorgenommen, wenn nach einer entsprechenden Anzahl von Lötvorgängen sich bei der Schutzschicht auf Grund ihrer Verschmutzung die Wärmeübertragungseigenschaften verschlechtern oder die Schutzschicht porös geworden ist, so dass die Schutzqualitätsvorgabe für den Lötstempel nicht mehr ausreichend ist.
Herstellungstechnische Vereinfachungen ergeben sich aus den Merkmalen des Anspruchs 6 beziehungsweise 12.
Weitere Einzelheiten der Erfindung sind der folgenden Beschreibung zu entnehmen, in der die Erfindung anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher beschrieben und erläutert ist.
Die einzige Figur zeigt in schematischer Blockdarstellung eine Einrichtung zum Herstellen einer Lötverbindung zwischen einer Solarzelle, vorzugsweise Siliziumzelle, und zwei Leiterbeziehungsweise Lötbändern.
Gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel dient die Einrichtung 10 zum Herstellen einer Lötverbindung zwischen einer Solarzelle, vorzugsweise einer Siliziumzelle 11, und zwei damit gleichzeitig zu verlötenden Leiter- beziehungsweise Lötbändern 12 und 13. Hierzu besitzt die Einrichtung 10 zwei im Abstand zueinander angeordnete beheizbare Lötstempel 16 und 17, die denselben Abstand zueinander wie die beiden Leiterbänder 12 und 13, die mit der beispielsweise Oberseite der Solarzelle 11 zu verlöten sind, aufweisen. Die Solarzellen 11 mit den auf ihrer Oberseite oder ihrer Unterseite angeordneten Leiterbändern 12 und 13 können in nicht dargestellter Weise auf einem Förderband nacheinander unter die parallelen Lötstempel 16 und 17 taktweise gebracht werden. In beiden Fällen sind die Leiterbänder 12, 13 den Lötstempeln 12, 13 zugewandt. Das nicht dargestellte Förderband beziehungsweise die hintereinander angeordneten Solarzellen 11 werden in diesem Falle in Richtung der Zeichnungsebene schrittweise bewegt.
Zwischen den Lötstempeln 16 und 17 und den mit einem Flussmittel teilweise beaufschlagten und verzinnten Leiterbändern 12 und 13 besteht im Ausgangszustand (vor dem Verlöten) und im Endzustand (nach dem Verlöten) ein bestimmter Abstand. Beim Lötvorgang selbst werden die beheizten Lötstempel 16 und 17 und/oder die Leiterbänder 12 und 13 aufeinander zu bewegt.
In dem Spalt zwischen den Lötstempeln 16 und 17 und den Leiterbändern 12 und 13 befindet sich eine hitzebeständige beziehungsweise löttemperaturbeständige Schutzschicht 20. Die Schutzschicht 20 befindet sich entweder nahe den beiden Lötstempeln 16 und 17 oder nahe den beiden Leiterbändern 12 und 13. Je nach Ausführung kann die Schutzschicht 20 in Richtung der Breite des Spaltes 15 starr oder beweglich ausgebildet sein. Jedenfalls wird die Schutzschicht 20 während des Lötvorganges zwischen die Lötstempel 16 und 17 und die Leiterbänder 12 und 13 geklemmt, so dass die Lötstempel 16 und 17 nicht unmittelbar mit den flussmittelbehafteten Leiterbändern 12 und 13 in Berührung kommen.
Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Schutzschicht 20 als endlose Folie ausgebildet, die von einer Abwickelrolle 21 in Richtung des Pfeiles A durch den Spalt 15 gezogen und nach Gebrauch auf eine Aufwickelrolle 22 gebracht wird. Die Richtung der Bewegung der Endlosfolie 20 ist beim Ausführungsbeispiel senkrecht zur Bewegungsrichtung der zugeführten Kombination aus Solarzellen 11 und Leiterbändern 12, 13. Während des Lötvorganges schützt die Endlosfolie beziehungsweise die Schutzschicht 20 die Lötstempel 16, 17 vor Verschmutzung durch Flussmittel und/oder Zinn, die an den Leiterbändern 12, 13 anhaften. Die Schutzschicht 20 beziehungsweise Endlosfolie hat wärmeübertragende Eigenschaften und hält mindestens einen, vorzugsweise eine Vielzahl von Lötvorgängen aus, bevor sie selbst verschmutzt oder porös geworden ist.
Ist die Schutzschicht 20 beziehungsweise Endlosfolie derart verschmutzt, dass sie keinen ausreichenden Wärmeübergang mehr bietet oder so porös ist, so dass sie nicht mehr als Verschmutzungsschutz für die Lötstempel 16, 17 wirken kann, wird die Schutzschicht 20 ausgewechselt. Ist die Schutzschicht 20 als Endlosfolie, wie in der Figur dargestellt, ausgestaltet, wird die Endlosfolie um einen Schritt derart bewegt, dass der verbrauchte Folienabschnitt auf die Aufwickelrolle 22 gebracht und dadurch ein neuer noch unverbrauchter Folienabschnitt von der Abwickelrolle 21 abgezogen und in den Spalt 15 gebracht wird.
Wenn auch beim dargestellten Ausführungsbeispiel ein Lötstempelpaar dargestellt ist, versteht es sich, dass je nach Anzahl der durch Löten gleichzeitig miteinander zu verbindenden Elemente auch nur ein Lötstempel oder mehr als zwei Lötstempel, beispielsweise drei, von der betreffenden Schutzschicht gleichzeitig abgedeckt werden können. Die Schutzschicht 20 kann statt einer Endlosfolie auch durch einzelne Schutzschichten gebildet sein, die in beliebiger Weise in den Spalt 15 gebracht und wieder entnommen werden können.
Außerdem ist es möglich, statt jeweils die Leiterbänder 12, 13 denjenigen Bereich der Solarzelle 11, der mit dem oder den Leiterbändern 12, 13 zu verlöten ist, mit Flussmittel zu behaften und zu verzinnen und den Lötstempeln 16, 17 zugewandt unter Zwischenfügen der Schutzschicht 20 anzuordnen.

Claims

Verfahren zum Herstellen einer Lötverbindung zwischen zwei Elementen, insbesondere zwischen einer Solarzelle (11), vorzugsweise Siliziumzelle, und einem Leiterband (12, 13), bei dem ein beheizbarer Lötstempel (16, 17) und die beiden zu verbindenden Elemente, von denen eines verzinnt wird, zur Wärmeübertragung zueinander verfahren werden, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Lötstempel (16, 17) einerseits und die beiden zu verbindenden Elemente (11; 12, 13) andererseits eine löttemperaturbeständige dünne Schutzschicht (20) gebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzschicht (20) während des Lötvorganges zwischen den Lötstempel (16, 17) und eines der beiden Elemente (11; 12, 13) geklemmt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine vorzugsweise wärmeleitende Folie als Schutzschicht (20) verwendet wird.
Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die löttemperaturbeständige Schutzschicht (20) nach einem oder mehreren Lötvorgängen ausgewechselt wird.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die löttemperaturbeständige Schutzschicht (20) als Endlosfolie von einer Rolle (21) vorzugsweise getaktet abgezogen wird.
Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwei oder mehr Lötstempel (16, 17) gleichzeitig von der Schutzschicht (20) abgedeckt werden.
Einrichtung (10) zum Herstellen einer Lötverbindung zwischen zwei Elementen, insbesondere zwischen einer Solarzelle (11), vorzugsweise Siliziumzelle, und einem Leiterband (12, 13), mit einem beheizbaren Lötstempel (16, 17) zum lötenden Verbinden der beiden Elemente, wobei der Lötstempel (16, 17) und die beiden Elemente (11; 12, 13) zur lötenden Wärmeübertragung aufeinander zu bewegbar sind, gekennzeichnet durch eine zwischen Lötstempel (16, 17) und einem der beiden Elemente (11; 12, 13) gebrachte löttemperaturbeständige dünne Schutzschicht.
Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzschicht (20) während des Lötvorganges zwischen den Lötstempel (16, 17) und einem der beiden Elemente (11; 12, 13) geklemmt ist.
Einrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzschicht (20) als vorzugsweise gut wärmeleitende Folie ausgebildet ist.
Einrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzschicht (20) auswechselbar gehalten ist.
Einrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzschicht (20) als vorzugsweise getaktet bewegbare Endlosfolie ausgebildet ist.
Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Endlosfolie (20) zwischen einer Abwickel- (21) und einer Aufwickelrolle (22) angeordnet ist.
Einrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass zwei oder mehr Lötstempel (16, 17) gleichzeitig von der Schutzschicht (20) abdeckbar sind.