太陽能光伏電池組件保護用二極體模塊的製作方法
2023-12-04 00:24:41 1
專利名稱：太陽能光伏電池組件保護用二極體模塊的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種太陽能光伏電池組件保護用二極體模塊，應用於光伏接線
品.O
背景技術：
眾所周知，太陽能光伏接線盒作為太陽能電源組件的一個重要部件，廣泛應用於各種太陽能電源器中。常規的太陽能光伏接線盒使用數個傳統插腳的大電流肖特基二極體，由於太陽能光伏接線盒要求必須具有防水防潮的功能，所以二極體在一個密閉的環境裡，由於二極體採用導熱係數不高的環氧料包封，因此晶片在流過大電流時，其PN結上的溫度(或熱量)不能較快地失散，導致晶片上溫度過高，軸向式二極體的熱阻高達40°C/ W左右，當環境溫度升高，有些器件晶片上的溫升接近器件的最大結溫，這就使器件漏電流指數上升直至失效二極體所產生的熱量無法通過其本體及連接片散去，造成接線盒溫度過高，二極體失效，太陽能電池片無法得到保護，嚴重時引發火災。
發明內容本實用新型主要針對現有太陽能光伏接線盒在使用常規二極體所產生的問題，散熱不好，產品強度低，一致性差，安裝不方便等技術問題，用本案的封裝技術封裝後晶片的熱阻約為10°C /W，比傳統二極體熱阻低30°C /W左右，相同條件下，環境使用溫度比傳統二極體提高30°C，產品強度高，一致性好，安裝方便的太陽能組件保護用二極體模塊。本實用新型的上述技術問題主要是通過下述技術方案得以解決的一種太陽能光伏電池組件保護用二極體模塊，其特徵在於，包括一鋁基板，在所述鋁基板上設置若干互絕緣的銅箔，在兩兩銅箔之間設置若干二極體晶片，所述二極體晶片兩端由匯流條焊接點分別引出，所述若干二極體晶片的上部覆蓋一環氧塑料層。比較好的是，所述二極體晶片分別跨設在兩兩銅箔上，其中一晶片燒結在所述一銅箔上，另一晶片通過一連接片與另一銅箔相連；所述太陽能光伏電池組件保護用二極體模塊進一步包括兩個組件引線焊接點，用於引出所述若干二極體晶片組合後的輸入端和輸出端。比較好的是，所述太陽能光伏電池組件保護用二極體模塊包括若干固定孔，用於與太陽能光伏電池組件連接。比較好的是，所述模塊包括四邊形，多邊形。比較好的是，所述二極體晶片大於等於2。比較好的是，所述匯流條焊接點和所述組件焊接點上各安裝一壓接座。比較好的是，所述匯流條焊接點分別通過引腳引出。本實用新型的二極體模塊，具有很好的散熱性能，將大功率二極體晶片燒結在AL PCB板上，以解決晶片散熱問題，可靠性高，降低封裝成本，厚膜化設計，設計合理，結構簡單，方便使用。
3[0014]作為優選，上述的二極體模塊，除了焊接點和引腳，整個模塊其他部位都是同二極體絕緣，非常適合直接同金屬外殼互聯，徹底解決太陽能光伏接線盒的散熱問題和安全性。
下面，參照附圖，對於熟悉本技術領域的人員而言，從對本實用新型的詳細描述中，本實用新型的上述和其他目的、特徵和優點將顯而易見。圖1是帶太陽能光伏電池組件及其保護用二極體模塊的原理示意圖；圖2(A)是本實用新型一較佳實施例中保護用二極體模塊的示意圖；圖2(B)是圖2㈧的局部放大示意圖；圖2 (C)是圖2 (A)的電路原理示意圖；圖3是本實用新型另一較佳實施例的保護用二極體模塊示意圖；圖4是本實用新型第三較佳實施例的保護用二極體模塊示意圖。
具體實施方式
下面通過實例，並結合附圖，對本實用新型的技術方案作進一步具體的介紹。圖1給出了帶保護裝置的太陽能光伏電池板的示意圖，其中，太陽能光伏電池板是用單元電池El E3(PN結)經串、並互連後形成一定電壓和功率的電池模組。這種模組當因某種原因(包括外界原因)使模組中個別單元開始不工作(例如這部分電池板因鳥糞沾汙不能吸收太陽光時)會導致電池模組某一區域失效，使其輸出電壓或輸出功率嚴重受損導至不能正常工作。在圖1中採用了該太陽能光伏電池保護用二極體模塊，即是用低正向壓降、大電流肖特基二極體構成的保護裝置，可以防止上述原因引起的故障，圖1所示用二板管Dl D3陣列並接在各個單元電池上，圖示每一個二板管與一個單元電池並聯，由於用圖1所示的反極性接法，在正常情況下二極體Dl D3中不流電流，不影響電池組件工作。圖2(A)所示為太陽能光伏電池組件保護用二極體模塊的示意圖，包括一個鋁基板Li，在鋁基板Ll上設置若干銅箔Tl，T2，T3，T4，在兩兩銅箔之間設置了肖特基二極體 (圖示為3個，Dl D3)，圖2 (B)給出了其中一個PN結二極體的放大側視圖，在鋁基板Ll 上設置相互絕緣的銅箔層T3，T4，通過焊膏X21將貼片二極體的N結焊接在銅箔T3上，通過焊膏X22將貼片二極體P結焊接在一連接片X3上。該連接片X3彎折後的另一端通過焊膏 X23燒結在銅箔T4上，形成一個二極體。其他兩個二極體的結構同上述。需要說明的是，二極體均為一次燒結成型。在環氧塑料體Sl側邊還設置有兩個正負級向的組件連接線焊接點Jl，J2，以及由銅箔構成的匯流條焊接點Al，A2，A3，A4，兩兩焊接點之間是阻焊層Z1。需要說明的是，除了匯流條焊接點A1，A2，A3，A4組件引線焊接點J1，J2，整個模塊其他部位都是同二極體絕緣。此外，在鋁基板Ll的四個角上還設置有4個固定孔61，62，63，64，用於使用時與太陽能光伏電池板固定在一起。完成上述結構的二極體模塊後，採用環氧塑料Sl澆注或模塑，預留匯流條焊接點 Al，A2，A3，A4和組件連接線焊接點Jl，J2，也可以燒結引腳，直接使用在傳統接線盒。[0030]圖2(C)是圖2㈧所示二極體模塊對應的電路原理示意圖，可以看出，三個二極體的兩端通過匯流條焊接點Al A4分別引腳，使用時可以分別並聯太陽能組件的單元電池。圖3是在圖2結構基礎上的另一較佳實施例。有別之處在於，在其中的匯流條焊接點Al，A2，A3，A4採用壓接座Al j、A2j、A3j、A4j的結構，組件焊接點可以安裝壓接座Jlj, J2j。這種情況是供不使用焊接的客戶使用。圖4是在圖2結構基礎上的第三實施例的示意圖。有別之處在於，採用了引腳B1， B2，B3, B4,以代替傳統型二極體，直接在傳統型接線盒使用，提高接線盒的使用溫度和可靠性。本實施例所描述的模塊是四邊形，並不限於該形狀，還可以根據太陽能光伏電池板的形狀變換為其他多邊形。且，所使用的二極體數量可以根據單元電池的數量而增減。上述結構中，由於晶片直接焊接在鋁基板上，晶片散熱很快，使得晶片的熱阻明顯的比傳統二極體小，其結構採用焊接方式，不用接插件，產品可靠性得到提高，成本也下降。前面提供了對較佳實施例的描述，以使本領域內的任何技術人員可使用或利用本實用新型。對這些實施例的各種修改對本領域內的技術人員是顯而易見的，可把這裡所述的總的原理應用到其他實施例而不使用創造性。因而，本實用新型將不限於這裡所示的實施例，而應依據符合這裡所揭示的原理和新特徵的最寬範圍。
權利要求1.一種太陽能光伏電池組件保護用二極體模塊，其特徵在於，包括一鋁基板，在所述鋁基板上設置若干互絕緣的銅箔，在兩兩銅箔之間設置若干二極體晶片，所述二極體晶片兩端由匯流條焊接點分別引出，所述若干二極體晶片的上部覆蓋一環氧塑料層。
2.根據權利要求1所述的太陽能光伏電池組件保護用二極體模塊，其特徵在於，所述二極體晶片分別跨設在兩兩銅箔上，其中一晶片燒結在所述一銅箔上，另一晶片通過一連接片與另一銅箔相連；所述太陽能光伏電池組件保護用二極體模塊進一步包括兩個組件引線焊接點，用於引出所述若干二極體晶片組合後的輸入端和輸出端。
3.根據權利要求2所述的太陽能光伏電池組件保護用二極體模塊，其特徵在於，所述太陽能光伏電池組件保護用二極體模塊包括若干固定孔，用於與太陽能光伏電池組件連接。
4.根據權利要求3所述的太陽能光伏電池組件保護用二極體模塊，其特徵在於，所述模塊包括四邊形，多邊形。
5.根據權利要求4所述的太陽能光伏電池組件保護用二極體模塊，其特徵在於，所述二極體晶片大於等於2。
6.根據權利要求2或3或4或5所述的太陽能光伏電池組件保護用二極體模塊，其特徵在於，所述匯流條焊接點和所述組件焊接點上各安裝一壓接座。
7.根據權利要求2或3或4或5所述的太陽能光伏電池組件保護用二極體模塊，其特徵在於，所述匯流條焊接點分別通過引腳引出。
專利摘要本實用新型公開了一種太陽能光伏電池組件保護用二極體模塊，其特徵在於，包括一鋁基板，在所述鋁基板上設置若干互絕緣的銅箔，在兩兩銅箔之間設置若干二極體晶片，所述二極體晶片兩端由匯流條焊接點分別引出，所述若干二極體晶片的上部覆蓋一環氧塑料層。本實用新型將大功率二極體晶片直接燒結在AL PCB板上，以解決晶片散熱問題，可靠性高，降低封裝成本，厚膜化設計，設計合理，結構簡單，方便使用。
文檔編號H01L31/048GK202034385SQ20112006438
公開日2011年11月9日 申請日期2011年3月11日 優先權日2011年3月11日
發明者姚雲平, 謝永彬 申請人:上海上斯電子有限公司