專利名稱：具有彈性接觸元件的電氣及/或電子裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
發(fā)明關(guān)于一種包含已封裝的電氣及/或電子組件的電氣及/或電子裝置的領(lǐng)域。發(fā)明特別是適用于包含至少一透明面的裝置，電氣及/或電子組件可通過(guò)至少一透明面發(fā)射及/或接收光束。 發(fā)明特別是適合于包含已封裝的光伏電池的光伏模塊。發(fā)明亦關(guān)于一種包含例如電荷稱合組件(Charge Coupled Device, CO))型傳感器或互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)的已封裝的光電組件的電氣及/或電子裝置領(lǐng)域、或平面屏幕的領(lǐng)域，例如液晶顯示器(Liquid Crystal Display, LCD)、或電楽；或發(fā)光二極管(Light Emitting Diode, LED)型屏幕。
背景技術(shù)：
光伏模塊并排放置在例如以玻璃為基礎(chǔ)并形成光伏模塊前面的第一透明層、以及亦可具透光性且以玻璃、金屬或塑料為基礎(chǔ)并形成光伏模塊背面的第二透明層的光伏電池的組合。光伏電池以串聯(lián)電性連接在一起，其是通過(guò)稱為連接導(dǎo)體且例如由銅條所形成的前與后電氣接觸元件連接，并與每一光伏電池的前面(面對(duì)光伏模塊將接收光束的前面)與背面(面對(duì)光伏模塊的背面)接觸放置。為了使光伏模塊形成剛性組合，其包含光伏電池排列于其中的圍繞于一組迭層的框架。此組合可包含光伏電池與電池連接導(dǎo)體位在其間的兩層乙烯乙酸乙烯酯(ethylene vinyl acetate, EVA)層,其具有迭置在面對(duì)光伏電池前面的乙烯乙酸乙烯酯層的玻璃層、以及基于玻璃或例如以聚氟乙烯(polyvinyl fluoride, PVF)或聚乙烯對(duì)苯二甲酸酯(polyethylene terephthalate, PET)為基礎(chǔ)的層板的復(fù)合材料的一層,該層是接觸面對(duì)光伏電池背面的另一乙烯乙酸乙烯酯層設(shè)置。此封裝光伏電池以形成光伏模塊的主要缺點(diǎn)為費(fèi)用較高，用于制造此封裝的技術(shù)為光伏模塊的總成本約30%。為了降低此封裝的成本，文件WO 03/038911A1揭露通過(guò)封裝位在兩玻璃基板間的光伏電池的光伏模塊，光伏電池排列在通過(guò)兩玻璃基板間減壓所形成的密封內(nèi)部容積且通過(guò)周邊密封橫向地分隔。雖然在如此模塊中的光伏電池降低有關(guān)封裝的成本，但它們通常在光伏模塊已受幾個(gè)熱循環(huán)后崩裂。溫度變化，例如在約-40° C與+85° C之間，在電池封裝于其中的內(nèi)部容積內(nèi)產(chǎn)生壓力變化，其在光伏電池上產(chǎn)生應(yīng)力。當(dāng)容積中的(玻璃基板的)表面不規(guī)則性高時(shí)，這些應(yīng)力特別高。只要它們?cè)陔姵貕勖陂g被形成或稍后形成，光伏電池中的該等裂縫可使電池的電接點(diǎn)分開(kāi)或分隔部分電池，可能造成喪失一些電池所制造的電力。
上述光伏模塊的問(wèn)題亦發(fā)生在其他類型的電氣及/或電子裝置，特別是在包含封裝組件的例如成像裝置(CXD、CMOS等)或電子顯示屏類型裝置(IXD、電漿、LED等)的光電子裝置，其中盡管在組件封裝間層的表面中不規(guī)則性但企圖欲獲得與裝置組件良好電接點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
此發(fā)明的一目的是揭露一種電氣及/或電子裝置，包含一或多個(gè)已封裝的電氣及/或電子組件，其并不具有根據(jù)先前技藝的裝置的缺失，換去話說(shuō)它是低成本制造，當(dāng)數(shù)個(gè)溫度變化循環(huán)被應(yīng)用于它時(shí)，其并不會(huì)變質(zhì)，且不論組件封裝間的層的表明不規(guī)則性而可給予良好的裝置組件的電接點(diǎn)。根據(jù)此目的，提出一種電氣及/或電子裝置，至少包含-電氣及/或電子組件，
-兩材料層，形成裝置的前面與背面并在被封裝的電氣及/或電子組件之間，電氣及/或電子組件包含至少二相對(duì)面，以使每一所述至少二相對(duì)面面對(duì)兩材料層的其中之一設(shè)置，-電氣接觸元件，與電氣及/或電子組件的所述二相對(duì)面的至少其一接觸設(shè)置，-以至少一彈性材料為基礎(chǔ)的元件，設(shè)置在兩材料層的其中之一與電氣接觸元件之間。以彈性材料為基礎(chǔ)的元件可在電氣接觸元件與電氣及/或電子組件之間施加通過(guò)以彈性材料為基礎(chǔ)的元件的壓縮所產(chǎn)生的壓力。舉例來(lái)說(shuō)，此壓縮可能由于發(fā)生在容積中的真空壓力所造成，其中電氣及/或電子組件通過(guò)施加在裝置前面或背面的機(jī)械力而密封及/或促使。由于在電氣接觸元件與電氣及/或電子組件之間所施加的壓力，使得以彈性材料為基礎(chǔ)的元件在電氣接觸元件與電氣及/或電子組件之間透過(guò)以彈性材料為基礎(chǔ)的壓縮元件提供良好電接點(diǎn)，因此補(bǔ)償可能施加在電氣及/或電子組件的應(yīng)力變化，例如因?yàn)榭赡苄纬稍谘b置前面與背面中的表面不規(guī)則性及/或裝置內(nèi)的壓力變化(特別是在移動(dòng)應(yīng)用的板上模塊的例子中或只是由于裝置的運(yùn)輸)。再者，考慮到電氣及/或電子組件或電氣接觸元件可能或多或少穿透在以彈性材料為基礎(chǔ)的元件中，此或此些以彈性材料為基礎(chǔ)的元件可補(bǔ)償在形成在裝置前面與背面的兩層以及在被封裝的電氣及/或電子組件之間的平整度及/或平行度。在發(fā)明中，電氣及/或電子組件封裝在形成裝置前面與背面的層之間。術(shù)語(yǔ)“封裝(encapsulated) ”是指電氣及/或電子組件放置在一容積中，例如密封緊密容積，其至少部分通過(guò)兩材料層所形成。亦提供一種電氣及/或電子裝置，至少包含-電氣及/或電子組件，-兩材料層，形成裝置的前面與背面并在被封裝的電氣及/或電子組件之間，電氣及/或電子組件包含至少二相對(duì)面，以使每個(gè)所述二相對(duì)面面對(duì)兩材料層的其中之一設(shè)置，-電氣接觸元件，與電氣及/或電子組件的所述二相對(duì)面的至少其一接觸設(shè)置，
-以至少一彈性材料為基礎(chǔ)的元件，設(shè)置在兩材料層的其中之一與電氣接觸元件之間，形成至少部分覆蓋所述兩材料層的其中之一的彈性材料的第一層，-以至少一彈性材料為基礎(chǔ)的第二層，其具有小于第一層中彈性材料的剛度的彈性剛度，并與彈性材料的第一層接觸且在兩材料層的其中之一與電氣接觸元件之間而設(shè)置。
以彈性材料為基礎(chǔ)的元件亦可設(shè)置在兩材料層的其中之一與電氣及/或電子組件之間。裝置可包含復(fù)數(shù)個(gè)電氣接觸元件，以使電氣及/或電子組件的每個(gè)二相對(duì)面包含電氣接觸元件的至少其一，其與電氣及/或電子組件的所述每個(gè)二相對(duì)面接觸設(shè)置。形成在裝置前面的材料層可具透光性，電氣及/或電子組件能夠透過(guò)裝置的前面發(fā)射及/或接收至少一光束。術(shù)語(yǔ)“透光性(transparent) ”是指形成裝置前面的層中的材料為至少部分透明以透過(guò)可見(jiàn)光，使此光的至少約80%穿過(guò)。在一個(gè)具體的實(shí)施例中，以彈性材料為基礎(chǔ)的元件可形成至少部分覆蓋兩材料層的其中之一的彈性材料層。在此例子中，裝置亦可包含以至少一彈性材料為基礎(chǔ)的第二層，其與彈性材料的其它層接觸并在兩材料層的其中之一與電氣接觸元件之間而設(shè)置。在此例子中，以彈性材料為基礎(chǔ)的兩層可彼此配合，以在電氣接觸元件與電氣及/或電子組件之間經(jīng)由通過(guò)以彈性材料為基礎(chǔ)的兩層于電氣接觸元件與電氣及/或電子組件之間的壓縮所產(chǎn)生的壓力應(yīng)用而接觸。電氣及/或電子組件可與彈性材料的第二層接觸。在其它實(shí)施例中，裝置可包含-復(fù)數(shù)個(gè)電氣接觸元件，與電氣及/或電子組件的二相對(duì)面的至少其一接觸而設(shè)置，-復(fù)數(shù)個(gè)以彈性材料為基礎(chǔ)的元件，設(shè)置在兩材料層的其中之一與電氣接觸元件之間。在此例中，裝置亦可包含鄰近電氣接觸元件而設(shè)置的至少一彈性材料的至少一部分，其位在兩材料層的其中之一與電氣及/或電子組件之間，且與兩材料層的其中之一與電氣及/或電子組件接觸。每一以彈性材料為基礎(chǔ)的元件可包含電氣接觸元件的其中之一設(shè)置于其中的一凹部，因此幫助相對(duì)于電氣接觸元件的以彈性材料為基礎(chǔ)的元件定位。位在裝置的前面?zhèn)冗叺囊詮椥圆牧蠟榛A(chǔ)的元件可對(duì)在約300nm與1200nm之間的波長(zhǎng)具有至少80%透光性，及/或位在裝置的背面?zhèn)冗叺囊詮椥圆牧蠟榛A(chǔ)的元件可對(duì)在大于約1200nm的波長(zhǎng)具有至少80%透光性及/或?qū)υ诩s300nm及1200nm之間的波長(zhǎng)具有至少80%的光反射?！皬椥圆牧?elastic material) ”為具有在主要應(yīng)力范圍內(nèi)彈性形變的材料。彈性材料可以至少選自聚合物(polymers)、娃銅(sillicone)、橡膠、聚氨酯(polyurethane)、合成橡膠或徐變應(yīng)變小于約10%的材料、及/或亦包含粘接特性為基礎(chǔ)。至少電氣及/或電子組件、電氣接觸元件及以彈性材料為基礎(chǔ)的元件可設(shè)置在形成于所述兩材料層間的封閉、密封、減壓的容積中。裝置可包含-復(fù)數(shù)個(gè)電氣及/或電子組件，其為光伏電池，-復(fù)數(shù)個(gè)電氣接觸元件，包含與光伏電池接觸而設(shè)置的條狀導(dǎo)電材料且彼此電性連接光伏電池，裝置可為光伏模塊。電氣及/或電子組件可以是電子影像傳感器或電子顯示組件。亦揭露一種制造電氣及/或電子裝置的方法，其包含下列步驟-制造包含至少二相對(duì)面的至少一電氣及/或電子組件、以及與電氣及/或電子組件的所述二相對(duì)面的至少其一接觸設(shè)置的電氣接觸元件， -制造以至少一彈性材料為基礎(chǔ)的至少一元件，其與欲形成裝置的前面或背面的材料層接觸，-在形成裝置的前面與背面的兩材料層之間封裝電氣及/或電子組件，每一電氣及/或電子組件的二相對(duì)面面對(duì)兩材料層的其中之一而設(shè)置。以彈性材料為基礎(chǔ)的元件壓縮放置，以其在電氣接觸元件與電氣及/或電子組件之間產(chǎn)生壓力。該發(fā)明亦揭露一種制造電氣及/或電子裝置的方法，其包含至少下列步驟-制造包含至少二相對(duì)面的至少一電氣及/或電子組件、以及與電氣及/或電子組件的所述二相對(duì)面的至少其一接觸設(shè)置的至少一電氣接觸元件，-制造與欲形成裝置的前面或背面的材料層接觸的以至少一彈性材料為基礎(chǔ)的至少一元件，形成至少部分地覆蓋所述材料層的彈性材料的第一層，且制造以至少一彈性材料為基礎(chǔ)的第二層，其具有小于第一層的彈性材料剛度的彈性剛度，并與彈性材料的第一層接觸設(shè)置，-在形成裝置的前面與背面的兩材料層之間封裝電氣及/或電子組件，每一電氣及/或電子組件的二相對(duì)面面對(duì)兩材料層的其中之一設(shè)置。


在獲悉為了純信息目的所受予的范例實(shí)施例的敘述后此發(fā)明將更好被理解，且參考附圖并不以此為限，其中圖I顯不根據(jù)第一實(shí)施例的光伏模塊，圖2A至圖2C顯示制造根據(jù)第一實(shí)施例的光伏模塊的方法，圖3至圖5顯示根據(jù)第二、第三及第四實(shí)施例的光伏模塊，圖6顯示根據(jù)特定實(shí)施例的感測(cè)型電子裝置，圖7顯示根據(jù)特定實(shí)施例的顯示型電子裝置。下列所述不同圖式的相同、相似或等同部分具有相同的參考符號(hào)以方便在不同圖式間比較。顯示在圖式中的不同部分不需要全以相同比例顯示使圖式更容易理解。不同可能性(改變及實(shí)施例)必須被理解為是否相互排斥且它們可以相互結(jié)合。
具體實(shí)施方式
首先參閱圖I，其顯示電子裝置100，在此例中根據(jù)第一實(shí)施例的光伏模塊。光伏模塊100包含兩層102及104，例如以玻璃為基礎(chǔ)，并分別形成光伏模塊100的前面與背面。光伏模塊100包含復(fù)數(shù)個(gè)光伏電池，其通過(guò)電氣接觸元件彼此電性連接。僅有兩光伏電池106a、1 06b顯不在圖I中。每一個(gè)光伏電池106a、106b包含放置在面對(duì)形成光伏模塊100前面的一層102的第一面108a、108b、以及在第一面108a、108b對(duì)面且放置在面對(duì)形成光伏模塊100背面的一層104的第二層110a、110b。相互連接光伏電池106a、106b且例如通過(guò)以一個(gè)或多個(gè)如銅的導(dǎo)電材料為基礎(chǔ)的條代所形成的電氣接觸元件，是與光伏電池106a、106b的前面108a、108b及背面110a、IlOb接觸而設(shè)置。在圖I顯示的范例中，電氣接觸元件112a及114a分別與光伏電池106a的前面108a及背面IlOa接觸放置。相似地，電氣接觸元件112b及114b分別與光伏電池106b的前面108b及背面IlOb接觸放置。在光伏模塊100中，形成模塊100前面的一層102直接與面對(duì)光伏電池106a、106b前面108a、108b的電氣接觸元件112a、112b接觸設(shè)置。光伏模塊100亦包含以彈性材料為基礎(chǔ)的元件116a及116b，其設(shè)置在電氣接觸元件114a、114b與形成光伏模塊100背面的一層104之間。光伏模塊100亦包含以彈性材料為基礎(chǔ)的部分118a、118b,其設(shè)置在光伏電池106a、106b與形成光伏模塊100背面的一層104之間。由于這些部分118a、118b設(shè)置在每一光伏電池106a、106b的電氣接觸元件114a、114b之間，所以部分118a、118b的厚度(沿著圖I所示的Y軸的尺寸)比元件116a、116b的厚度厚。在圖I所示的范例中，每一部分118a、118b的厚度大約等于彈性元件116a、116b的其中之一與電氣接觸元件114a、114b的其中之一厚度的總和。在此例中，元件116a、116b與部分118a、118b是以聚合物為基礎(chǔ)，例如合成橡膠?？紤]到以彈性材料為基礎(chǔ)的元件116a、116b壓縮，通過(guò)此壓縮所產(chǎn)生的壓力確保在光伏電池106a、106b與電氣接觸元件112a、112b、114a、114b之間良好的電接點(diǎn)?？梢赃x擇形成彈性元件116a、116b及部分118a、118b的材料以使擠壓等于約50 u m,此材料返回至少等于0. 3MPa的壓力，及/或擠壓等于約150 u m,此材料返回至少等于IMPa的壓力。關(guān)于這些應(yīng)力對(duì)應(yīng)于剛度常數(shù)與粘性系數(shù)給予其在此擠壓范圍之中(在約50 y m與150 ii m之間)小于7MPa/mm壓縮的應(yīng)變曲線的材料。雖然它無(wú)在圖I中看到，但光伏電池106a、106b、電氣接觸元件112a、112b、114a、114b、以及由彈性材料116a、116b、118a、118b所制得的元件位在由光伏模塊100的層102及104間所形成的密封內(nèi)部容積中，因此光伏電池106a、106b被封裝于層102及104之間。為了等于約85° C的溫度，在此容積的絕對(duì)內(nèi)部壓力可能大于或等于約800mbars (其約等于小于大氣壓力的_200mbars)。以彈性材料為基礎(chǔ)的元件116a、116b及部分118a、118b亦可為了補(bǔ)償在形成光伏模塊100的前面與背面的層102及104的平整度缺失，因此可在位于光伏模塊100的背面?zhèn)冗吷系碾姎饨佑|元件114a、114b與光伏電池106a、106b的面110a、IlOb之間、以及在位于光伏模塊100的前面?zhèn)冗吷系碾姎饨佑|元件112a、112b與光伏電池106a、106b的面108a、108b之間提供良好電接點(diǎn)。此補(bǔ)償意指造成模塊100的元件位在其中的密封容積內(nèi)壓力變化，特別是當(dāng)光伏模塊100的溫度變化時(shí)，在電氣接觸元件114a、114b與光伏電池106a、106b的面110a、I IOb之間、以及電氣接觸元件112a、112b與光伏電池106a、106b的面108a、108b之間總是有電接點(diǎn)。再者，在許多溫度循環(huán)已經(jīng)應(yīng)用于模塊100后，此補(bǔ)償亦可避免光伏電池106a、106b中裂縫的形成。最厚的部分118a、118b亦可支撐光伏電池106a、106b并通過(guò)電池106a、106b彎曲減弱形變的影響，當(dāng)像那些通過(guò)溫度變化而產(chǎn)生的應(yīng)力施加于光伏電池106a、106b時(shí)電池彎曲則可能發(fā)生。參閱圖2A至2C，其顯示制造光伏模塊100方法中的步驟。如圖2A中所示，第一步驟為制造以聚合物為基礎(chǔ)的元件116a、116b及部分118a、 118b，例如利用分散噴嘴或絲網(wǎng)印刷，在欲形成光伏電池100的背面的層104上。在相同時(shí)間，光伏電池106a、106b被制造且電氣接觸元件112a、112b、114a、114b以傳統(tǒng)方式與光伏電池106a、106b接觸形成。接著，光伏電池106a、106b及電氣接觸元件112a、112b、114a、114b與以彈性材料為基礎(chǔ)的元件116a、116b及部分118a、118b接觸放置(圖2B)。最后，如圖2C所示，光伏模塊100通過(guò)放置形成光伏模塊100前面與電接點(diǎn)112a、112b接觸的玻璃層102而被密封。在此封裝結(jié)束期間，光伏電池106a、106b及它的電接點(diǎn)114a、114b被擠壓與合成橡膠116a、116b、118a、118b的元件及部分接觸并依據(jù)在形成光伏模塊100的前面與背面的兩層102及104之間的平整度及/或平行度的變化及/或缺失，或多或少穿透入這些合成橡膠116a、116b、118a、118b的元件及部分中。在此范例制造方法中，光伏模塊100密封在減壓環(huán)境中。真空壓力值依據(jù)密封完成的溫度壓力可例如當(dāng)溫度等于約20° C時(shí)小于或等于約-300mbars (相對(duì)于大氣壓力的值)，或當(dāng)溫度等于90° C時(shí)小于或等于-lOOmbars (相對(duì)于大氣壓力的值)時(shí)。此真空壓力能夠使光伏模塊100的元件可保持平直，當(dāng)它們暴露在高溫或低壓時(shí)(例如當(dāng)模塊于高海拔使用時(shí))，避免在形成光伏模塊100前面及背面的層102及104彎曲(突起)(朝著模塊100的外側(cè)突起的層)的任何風(fēng)險(xiǎn)。為了限制將層103帶入電氣接觸元件112a、112b上的按壓移動(dòng)，在模塊100密封步驟期間，間隔物可被用于放置在電池106a、106b的周圍，因此確保在層102及104之間符合要求的距離。例如可計(jì)算此距離D以使D ECQntact+Eceii+EeiastQmeri Dp^aneness其中Erantaet :電氣接觸元件112a、112b、114a、114b其中之一的厚度；Ecell :光伏電池106a、106b其中之一的厚度；Eelastomerl :合成橡膠部分118a、118b其中之一的厚度；Dplaneness :在玻璃層102、104中平整度缺陷(通常等于不超過(guò)約100 U m)。此距離D亦可為以下方式表示D 2. Econtact+Eceii+Eeiastome2 Dpianeness其中Eela-:合成橡膠元件116a、116b其中之一的厚度。
所有上述的厚度對(duì)應(yīng)于沿著圖I所示的Y軸的元件尺寸。在光伏模塊100中減壓后,關(guān)于此距離D亦確保在所有光伏電池上有良好電接點(diǎn)?，F(xiàn)在參閱圖3，其顯示根據(jù)第二實(shí)施例的光伏模塊200。在與上述圖I的光伏模塊100相似的方式中，光伏模塊200包含形成光伏模塊200的前面與背面的兩玻璃層102及104、光伏電池106a、106b、電氣接觸元件112a、112b、114a、114b、以及由彈性材料所制的部分118a、118b。光伏模塊200亦包含以彈性材料為基礎(chǔ)的元件202a、202b，例如合成橡膠，放置在電氣接觸元件114a、114b與形成光伏模塊200背面的一層104之間。這些元件202a、202b精確地執(zhí)行與光伏模塊100的元件116a、116b相同作用，亦即它們?cè)陔姎饨佑|元件114a、114b與光伏電池106a、106b之間給予良好的電接點(diǎn)，補(bǔ)償層102及104平整度的缺失因此避免于幾個(gè)熱循環(huán)后在光伏電池106a、106b中裂縫的形成。 從制成元件202a與202b的材料特性可相似于從制成元件116a、116b的材料特性。然而，不像光伏模塊100的元件116a、116b，元件202a、202b為〃U〃形，換句話說(shuō)每一個(gè)元件包含一凹部，電氣接觸元件112a、112b其中之一放置于其內(nèi)。彈性元件202a、202b的此特殊形狀可當(dāng)支撐光伏電池106a、106b時(shí)幫助這些元件相對(duì)于電氣接觸元件114a、114b定位。再者，不像光伏模塊100，光伏模塊200包含以彈性材料為基礎(chǔ)的第二元件204a、204b，例如相似于元件202a、202b，其放置在每一電氣接觸元件112a、112b與形成光伏模塊200前面的一層102之間。再者，在與彈性元件202a、202b相似方式中，這些元件204a、204b的每一個(gè)包含一凹部，電氣接觸元件112a、112b其中之一位在其內(nèi)，以為了幫助這些元件相對(duì)于電氣接觸元件112a、112b定位。這些元件204a、204b與以彈性材料為基礎(chǔ)的其它元件202a、202b配合，以在電氣接觸元件112a、112b、114a、114b與光伏電池106a、106b之間提供良好的電接點(diǎn)，并補(bǔ)償形成光伏模塊200前面與背面的兩層102、104的平整度缺失，因此避免在幾個(gè)熱循環(huán)施加于光伏模塊200后光伏電池106a、106b中裂縫的形成。使用制造光伏模塊200的方法相似于上述制造光伏模塊100的方法，除了以彈性材料為基礎(chǔ)的元件204a、204b預(yù)先制造以接觸欲形成光伏模塊200前面的一層102。接著，光伏模塊200通過(guò)排列在彈性元件202a、202b凹部中的電氣接觸元件114a、114b及在彈性元件204a、204b凹部中的電氣接觸元件112a、112b而密封。在光伏模塊200的一個(gè)不同實(shí)施例中，相似于部分118a、118b的以彈性材料為基礎(chǔ)的部分可放置在光伏電池106a、106b上,換句話說(shuō)在光伏電池106a、106b與形成光伏模塊200前面的層102之間，在每一電池106a、106b的電氣接觸元件112a、112b之間?，F(xiàn)在參閱圖4，其險(xiǎn)是根據(jù)第三實(shí)施例的光伏模塊300。在如上述圖I及圖3中光伏模塊100及200相同方式中，光伏模塊300包含兩玻璃層102及104、光伏電池106a、106b、以及電氣接觸元件112a、112b、114a、114b。光伏模塊300亦包含以彈性材料為基礎(chǔ)的一層302,例如相似于形成光伏模塊100及 200 的元件 116a、116a、202a、202b、204a、204b 及 / 或部分 118a、118b 的材料。此層 302覆蓋了形成光伏模塊300背面的層104。光伏模塊300亦包含以彈性材料為基礎(chǔ)的第二層304，其位在電氣接觸元件114a、114b與第一彈性層302之間。在如光伏模塊100及200的彈性元件116a、116b、202a、202b與部分118a、118b的相同方式中，這些層302及304在電氣接觸元件112a、112b、114a、114b與光伏電池106a、106b之間確保良好的電接點(diǎn)，且補(bǔ)償在形成光伏模塊300前面與背面的層102、104的平整度缺失，因此避免于幾個(gè)熱循環(huán)應(yīng)用于光伏模塊200后在光伏電池中裂縫的形成。在圖4所示的范例中，可觀察到電氣接觸元件114a、114b穿透入第二彈性層304以使光伏電池106a、106b亦被支撐在第二彈性層304上。因此第二彈性層304支撐光伏電池106a、106b且可減弱電池106a、106彎曲變形的影響，其可能在熱循環(huán)應(yīng)用于光伏模塊300期間發(fā)生。在層302中材料的彈性剛度可足夠的確保電接點(diǎn)。此彈性剛度亦可大于在層304中材料的彈性剛度，其可限制電池106a、106b的彎曲。
在第二層304中的材料可以足夠的電性絕緣作選擇(例如大于約2E15Q. cm的電阻)以免在光伏電池106a、106b彼此之間造成短路。用于制造層302及304的彈性材料可為硅銅彈性凝膠型、或乙烯-丙烯-二烯單體(Ethylene-Propylene-Diene Monomer, EPDM)橡膠、聚氨基甲酸酯(polyurethane)、或由充足可撓性及粘彈性聚合物的任何形態(tài)所制成的彈性發(fā)泡體，換句話說(shuō)例如當(dāng)光伏模塊300受到約-40° C及+90° C之間的溫度變化時(shí)而具有I公厘規(guī)則的形變。層302及304可以堆棧在層104上預(yù)制彈性薄膜的形式或可通過(guò)大面積沉積方法直接粘相沉積在層104上,例如通過(guò)利用刮勻涂裝法(Doctor Blade method)。參閱圖5，其顯示根據(jù)第四實(shí)施例的光伏模塊400。不像光伏模塊300，光伏模塊400包含以彈性材料為基礎(chǔ)的單一層402，放置在形成模塊400背面的層104，且光伏電池106a、106b與電氣接觸元件114a、114b支撐于其上。在穿透入層402中，電氣接觸元件114a、114b在層402中形成凹部404a、404b。從制成層402的材料可相似于上述使用在層302及304的材料，特別是可為足夠的電性絕緣以免在光伏電池106a、106b彼此之間造成短路。層402可通過(guò)利用相似于那些上述制造層302的技術(shù)而制得。在此第四實(shí)施例中，層402可獨(dú)立地通過(guò)層104所形成的支座，并以薄膜的形式而制得。因此，此薄膜可僅在模塊400組裝時(shí)間上提供在支座上。在所有上述圖I至圖5的實(shí)施例中，以彈性材料為基礎(chǔ)的元件厚度可適用為所使用的彈性材料的流變特性的功能。例如，當(dāng)光伏模塊100的元件116a、116b與光伏模塊200的元件202a、202b是以具有等于約45的邵氏00硬度(Shore 00 hardness)及硅膠為基礎(chǔ)所制得，這些元件可為約0. 5mm厚。在光伏模塊300中，層302可為具有等于約80的邵氏00硬度及約0. 5mm厚度的四聚氨酯(tetra polyurethane, TPU)基膜,且第二層304可以具有等于約45的邵氏00硬度及約0. 2mm厚的乙烯丙烯橡膠(EPDM rubber)為基礎(chǔ)。在光伏模塊400中，層402可為具有等于約45的邵氏00硬度及等于約45厚度的四聚氨酯薄膜。上述模塊的彈性元件可選擇一或多種具有下述流變特性的彈性材料-硬度根據(jù)國(guó)際(ISO)標(biāo)準(zhǔn)2039-2所量測(cè)的邵氏00(Shore00) <45或邵氏A (Shore A)<5,
-根據(jù)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)10066所量測(cè)的徐變應(yīng)變小于約10%，-體電阻>2E15Q.cm(呈現(xiàn)符合IEC標(biāo)準(zhǔn)61215的約Imm最大厚度的電擊穿電阻)。-工作溫度在-40°C與+85° C之間，在+100° C的溫度下間歇操作。為了改善光伏模塊100至400的元件組合，亦可能是所使用的彈性材料可具有粘劑的特質(zhì)，特別是在彈性材料與電氣接觸元件之間。再者，在所有上述的實(shí)施例中，其可能制造彈性元件，其位在光伏模塊前面上并達(dá)到在至少約300nm與1200nm之間的波長(zhǎng)的材料透光性。因此，彈性元件存在光伏模塊的前面并無(wú)法阻止光線通過(guò)光伏模塊的前面到達(dá)光伏電池106a、106b。
其后，光伏電池的光吸收相當(dāng)相似于在光伏模塊的前面上并無(wú)包含任何彈性材料的光伏模塊。位在與光伏模塊背面的相同側(cè)的彈性元件可由大于約1200nm的波長(zhǎng)的材料透光性及/或?qū)υ?00nm及1200nm之間的波長(zhǎng)具有光反射所制得。因此，在無(wú)被電池吸收下到達(dá)這些元件的光線可朝在模塊中的光伏電池反射，故改善模塊的光電轉(zhuǎn)換效率。由于前述用于光伏模塊的一個(gè)或多個(gè)以彈性材料為基礎(chǔ)的元件使用的技術(shù)效果亦可提供在其他類型的電氣及/或電子裝置，其包含封裝在形成裝置的前面與背面的兩層之間的電氣及/或電子組件，特別是當(dāng)組件為例如電荷耦合組件(CCD)、互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)型組件的光學(xué)組件，或當(dāng)裝置為例如液晶顯示、電漿或發(fā)光二極管(LED)屏幕的平板屏幕。圖6顯示此種(XD/CM0S 500傳感型裝置的一范例。裝置500包含封裝在形成裝置500前面的一層504與形成裝置500背面的一層506之間的傳感器502。傳感器502電性連接在上層504與傳感器502之間的平坦薄膜連接型的電接點(diǎn)508，其位在傳感器的周圍。裝置500亦包含設(shè)置在傳感器502與下層506之間的以彈性材料為基礎(chǔ)的元件510，以形成支撐傳感器502的彈性層而在傳感器502與接點(diǎn)508之間給予良好的電接觸。此層510亦可補(bǔ)償裝置500的層504及506的平整度及/或平行度的缺失。其它發(fā)光二極管顯示型裝置600顯示于圖7中。此裝置600包含排列且封裝在形成裝置600前面的上層604與形成在裝置600背面的下層606之間的復(fù)數(shù)個(gè)發(fā)光二極管602。每一發(fā)光二極管602電性連接電接點(diǎn)608，每一電接點(diǎn)608與連接元件610接觸，例如印刷電路。在發(fā)光二極管602與印刷電路610之間并透過(guò)電接點(diǎn)608的電接觸通過(guò)在這些元件間的加壓而獲得。為了達(dá)到此，裝置600包含以彈性材料為基礎(chǔ)并形成一層的元件612，其設(shè)置于發(fā)光二極管602與上層604之間，在設(shè)置發(fā)光二極管602上的上層604且密封裝置600后，其提供通過(guò)在發(fā)光二極管602與印刷電路610之間并透過(guò)電接點(diǎn)608且通過(guò)此元件612的壓縮所產(chǎn)生的電接觸。
權(quán)利要求
1.一種電氣及/或電子裝置(300)，其特征在于，至少包含 -電氣及/或電子組件(106a、106b)， -兩材料層(102、104)，形成所述裝置前面與背面并在被封裝的所述電氣及/或電子組件之間，所述電氣及/或電子組件包含至少二相對(duì)面(108a、108b、110a、IlOb)，以使每個(gè)所述二相對(duì)面面對(duì)所述兩材料層的其中之一設(shè)置， -電氣接觸元件(112a、112b、114a、114b)，與所述電氣及/或電子組件的所述二相對(duì)面的至少其一接觸設(shè)置， -以至少一彈性材料為基礎(chǔ)的元件(302)，設(shè)置在所述兩材料層的其中之一與所述電氣接觸元件之間，形成至少部分覆蓋所述兩材料層的其中之一的彈性材料的第一層， -以至少一彈性材料為基礎(chǔ)的第二層(304)，其具有小于所述第一層中彈性材料的剛度的彈性剛度，并與所述彈性材料的第一層接觸且在所述兩材料層的其中之一(104)與所述電氣接觸元件(114a)之間而設(shè)置。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置(300)，其特征在于，其中所述以彈性材料為基礎(chǔ)的元件(302)亦設(shè)置在所述兩材料層(102、104)的其中之一與所述電氣及/或電子組件(106a、106b)之間。
3.根據(jù)前述權(quán)利要求的其中之一所述的裝置(300)，其特征在于，包含復(fù)數(shù)個(gè)電氣接觸元件(112a、112b、114a、114b)，以使所述電氣及/或電子組件(106a、106b)的每個(gè)所述二相對(duì)面(108a、108b、110a、IlOb)包含所述電氣接觸元件的至少其一，其與所述電氣及/或電子組件的所述每個(gè)二相對(duì)面接觸排列。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求的其中之一所述的裝置(300)，其特征在于，其中形成在所述裝置前面的所述材料層(102)具透光性，所述電氣及/或電子組件(106a、106b)能夠透過(guò)所述裝置的前面發(fā)射及/或接收至少一光束。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求的其中之一所述的裝置(300)，其特征在于，其中所述電氣及/或電子組件(106a、106b)與所述彈性材料的第二層(304)接觸。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求的其中之一所述的裝置(300)，其特征在于，其中位在所述裝置的前面?zhèn)冗叺乃鲆詮椥圆牧蠟榛A(chǔ)的元件對(duì)在約300nm與1200nm之間的波長(zhǎng)具有至少80%透光性，及/或位在所述裝置的背面?zhèn)冗叺乃鲆詮椥圆牧蠟榛A(chǔ)的元件(302、304)對(duì)在大于約1200nm的波長(zhǎng)具有至少80%透光性及/或?qū)υ诩s300nm及1200nm之間的波長(zhǎng)具有至少80%的光反射。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求的其中之一所述的裝置(300)，其特征在于，其中所述彈性材料以至少選自聚合物、硅銅、橡膠、聚氨酯、合成橡膠或徐變應(yīng)變小于約10%的材料、及/或亦包含粘接特性為基礎(chǔ)。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求的其中之一所述的裝置(300)，其特征在于，其中至少所述電氣及/或電子組件(106a、106b)、所述電氣接觸元件(112a、112b、114a、114b)及所述以彈性材料為基礎(chǔ)的元件(302、304)設(shè)置在形成于所述兩材料層(102、104)間的封閉、密封、減壓的容積中。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求的其中之一所述的裝置(300)，其特征在于，包含 -復(fù)數(shù)個(gè)電氣及/或電子組件(106a、106b)，其為光伏電池，-復(fù)數(shù)個(gè)電氣接觸元件(112a、112b、114a、114b)，包含與所述光伏電池接觸而設(shè)置的條狀導(dǎo)電材料且彼此電性連接所述光伏電池，裝置為光伏模塊。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求I至8的其中之一所述的裝置，其特征在于，其中所述電氣及/或電子組件為電子影像傳感器或電子顯示元件。
11.一種制造電氣及/或電子裝置(300)的方法，其特征在于，其包含至少下列步驟 -制造包含至少二相對(duì)面(108a、108b、110a、110b)的至少一電氣及/或電子組件(106a、106b)、以及與所述電氣及/或電子組件的所述二相對(duì)面的至少其一接觸設(shè)置的至少一電氣接觸元件(I 12a、112b、114a、114b)， -制造與欲形成裝置的前面或背面的材料層(102、104)接觸的以至少一彈性材料為基礎(chǔ)的至少一元件(302)，形成至少部分地覆蓋所述材料層的彈性材料的第一層，且制造以至少一彈性材料為基礎(chǔ)的第二層(304)，其具有小于所述第一層的彈性材料剛度的彈性剛度，并與所述彈性材料的第一層(302)接觸設(shè)置，-在形成所述裝置的前面與背面的兩材料層(102、104)之間封裝所述電氣及/或電子組件，每一所述電氣及/或電子組件的所述二相對(duì)面面對(duì)所述兩材料層的其中之一設(shè)置。
全文摘要
一種電氣及/或電子裝置(300)，包含電氣及/或電子組件(106a、106b)，兩材料層(102、104)，形成裝置前面與背面并在被封裝的電氣及/或電子組件之間，電氣及/或電子組件包含面對(duì)兩材料層的至少二相對(duì)面(108a、108b、110a、110b)，電氣接觸元件(112a、112b、114a、114b)，與電氣及/或電子組件的面的其中之一接觸設(shè)置，以至少一彈性材料為基礎(chǔ)的元件(302)，設(shè)置在兩材料層的其中之一與電氣接觸元件之間，形成覆蓋所述兩材料層的其中之一的彈性材料的第一層，以至少一彈性材料為基礎(chǔ)的第二層(304)，其具有小于第一層中彈性材料的剛度的彈性剛度，并與彈性材料的第一層接觸。
文檔編號(hào)H01L31/048GK102742030SQ201080062949
公開(kāi)日2012年10月17日 申請(qǐng)日期2010年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月15日
發(fā)明者亞歷山大·瓦切斯, 埃里克·彼萊特 申請(qǐng)人:法國(guó)原子能與替代能委員會(huì)