電路和用于制造電路的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種電路，具有：太陽(yáng)能電池，所述太陽(yáng)能電池具有起光伏作用的正面以及背面；以及電子的或微機(jī)械的構(gòu)件，所述構(gòu)件布置在太陽(yáng)能電池的背面上且借助于一種接通結(jié)構(gòu)與太陽(yáng)能電池的起光伏作用的正面進(jìn)行電連接。此外，所述電路具有透明的第一保護(hù)層，該第一保護(hù)層布置在所述太陽(yáng)能電池的起光伏作用的正面上，其中所述接通結(jié)構(gòu)具有第一接通部段，該第一接通部段布置在第一保護(hù)層的、背離太陽(yáng)能電池的正面上。
【專利說(shuō)明】電路和用于制造電路的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電路和一種用于制造電路的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]換能器的集成是電子包裝領(lǐng)域的一種趨勢(shì)。具體地，除了熱電轉(zhuǎn)換器之外，太陽(yáng)能電池被用于獲得電能，例如用于運(yùn)行傳感器模塊。
[0003]原則上，兩種類型的太陽(yáng)能電池的接通是可行的。大多數(shù)目前制造的電池必須從正面和背面進(jìn)行接觸，以便形成電觸點(diǎn)(在正面上可識(shí)別到銀質(zhì)的導(dǎo)體結(jié)構(gòu))。也存在用于純粹的背側(cè)面接通的附件，這些附件目前仍相對(duì)較少地被傳播。此外，在被雙側(cè)接觸的電池中，對(duì)于太陽(yáng)能電池的正面進(jìn)行的保護(hù)具有特別重要的意義，因?yàn)樗褂玫慕饘倩瘜釉诔睔獾挠绊懴驴赡軙?huì)腐蝕。在用于大面積的太陽(yáng)能應(yīng)用的正常的模塊制造過(guò)程中，這通過(guò)在塑料板之間的壓層來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0004]US2011/0169554A1描述了一種集成的太陽(yáng)能驅(qū)動(dòng)的構(gòu)件。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]在這種背景下，利用本發(fā)明提出了根據(jù)獨(dú)立權(quán)利要求所述的一種電路和一種用于制造電路的方法。由相應(yīng)的從屬權(quán)利要求和隨后的說(shuō)明得到有利的設(shè)計(jì)方案。
[0006]通過(guò)在太陽(yáng)能電池的起光伏作用的正面上布置一種透明的第一保護(hù)層并且所述接通結(jié)構(gòu)具有布置在第一保護(hù)層的、背離太陽(yáng)能電池的正面上的第一接通部段，就可以在使用已知的組裝-和連接技術(shù)-工藝方法的情況下通過(guò)極簡(jiǎn)單的方式在正面電接觸所述太陽(yáng)能電池，并在此同時(shí)保護(hù)太陽(yáng)能電池既不受環(huán)境、例如像濕氣的影響，也不遭受到機(jī)械損壞。由此可以實(shí)現(xiàn)一種具有通過(guò)太陽(yáng)能電池進(jìn)行自身能量供給的、極緊湊的電路。此外，根據(jù)本發(fā)明的電路的特點(diǎn)也在于一種較高的成本效率。
[0007]相應(yīng)的電路具有如下特征:
一太陽(yáng)能電池，具有起光伏作用的正面以及背面；
電子的或微機(jī)械的構(gòu)件，所述構(gòu)件布置在太陽(yáng)能電池的背面上，且借助于接通結(jié)構(gòu)與太陽(yáng)能電池的所述起光伏作用的正面進(jìn)行電連接；以及
透明的第一保護(hù)層，該第一保護(hù)層布置在太陽(yáng)能電池的起光伏作用的正面上，
其中所述接通結(jié)構(gòu)具有第一接通部段，該第一接通部段布置在第一保護(hù)層的、背離太陽(yáng)能電池的正面上。
[0008]用于制造相應(yīng)的電路的方法具有如下步驟:
制備一太陽(yáng)能電池，該太陽(yáng)能電池具有起光伏作用的正面以及背面；
在太陽(yáng)能電池的背面上布置電子的或微機(jī)械的構(gòu)件；以及
在太陽(yáng)能電池的正面上布置透明的第一保護(hù)層，并且在該第一保護(hù)層的、背離太陽(yáng)能電池的正面上布置金屬層，或者在太陽(yáng)能電池的正面上布置一包括所述第一保護(hù)層和金屬層的復(fù)合層；以及 制備一接通結(jié)構(gòu)，所述接通結(jié)構(gòu)使電子的或微機(jī)械的構(gòu)件與太陽(yáng)能電池的起光伏作用的正面進(jìn)行電連接，
其中所述接通結(jié)構(gòu)的制備包括在所述第一保護(hù)層的、背離太陽(yáng)能電池的正面上設(shè)置所述接通結(jié)構(gòu)的第一接通部段。
[0009]所述電路可以是傳感器或任意的電子組件。相應(yīng)地，所述電的或微機(jī)械的構(gòu)件例如可以是集成電路、傳感器元件和測(cè)量敏感元件。集成電路例如可以是用于處理傳感器信號(hào)的分析電路、用于控制所述電路功能的控制電路或者用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐ㄐ旁O(shè)備。傳感器元件例如可以是溫度傳感器、力接收器或者加速度傳感器。此外，電子的或微機(jī)械的構(gòu)件可以實(shí)施為專用的集成電路或者微型系統(tǒng)。借助于專用的集成電路一也稱為ASIC —也可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的功能。所述微型系統(tǒng)可以是所謂的MEMS (micro-electro-mechanical system(微電子機(jī)械系統(tǒng)))。根據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域可以選擇相應(yīng)合適的構(gòu)件。也可以組合不同類型的構(gòu)件，并且并排地或者也上下堆疊地布置在太陽(yáng)能電池的背面上或者太陽(yáng)能電池的背面上的接通結(jié)構(gòu)處。所述構(gòu)件可以是不連續(xù)的、全功能的元件，所述元件作為成品構(gòu)件被安置在太陽(yáng)能電池的背面上。
[0010]電路也可以具有用于電能的存儲(chǔ)器。例如，該存儲(chǔ)器可以布置在太陽(yáng)能電池的背面上。在這種情況下，存儲(chǔ)器可以借助于利用組裝-和連接技術(shù)-工藝所建立起來(lái)的連接與太陽(yáng)能電池或接通結(jié)構(gòu)進(jìn)行電和機(jī)械的連接。此外，存儲(chǔ)器可以連接在太陽(yáng)能電池的電連接觸點(diǎn)和所述電子的或微機(jī)械的構(gòu)件的電連接觸點(diǎn)之間。所述存儲(chǔ)器例如可以是電鍍?cè)?，例如是蓄電池或者是電容器。?dāng)太陽(yáng)能電池不提供能量或者對(duì)于構(gòu)件的運(yùn)行未提供足夠的能量時(shí)，也可以通過(guò)存儲(chǔ)器把電能提供給所述構(gòu)件。
[0011]為了研發(fā)緊湊的、自給自足的傳感器，必要的是，由其它的能量形式通過(guò)轉(zhuǎn)化來(lái)提供對(duì)于運(yùn)行來(lái)說(shuō)必要的能量。這通過(guò)把光伏電池成本經(jīng)濟(jì)地并且結(jié)構(gòu)小地集成在獨(dú)立的傳感器模塊中來(lái)實(shí)現(xiàn)。所述太陽(yáng)能電池可以是光伏電池，所述光伏電池設(shè)計(jì)用于把輻射能、例如太陽(yáng)光轉(zhuǎn)化為電能。所述太陽(yáng)能電池可以實(shí)施為平坦的、薄的板的形式。
[0012]取決于所使用的太陽(yáng)能電池的光特性，對(duì)所述保護(hù)層或者多個(gè)保護(hù)層來(lái)說(shuō)精確的材料選擇是必要的。具體地，在吸收的區(qū)域中，所述使用的材料一其優(yōu)選是聚合物一必須具有高的透明度(典型的波長(zhǎng)為400至900nm)。
[0013]所述接通結(jié)構(gòu)的第一接通部段可以設(shè)計(jì)為具有至少一個(gè)金屬層的被結(jié)構(gòu)化了的布線平面(Umverdrahtungsebene),以便把由太陽(yáng)能電池所提供的能量直接地或通過(guò)中間連接的蓄能器提供給電子的或微機(jī)械的構(gòu)件。為此，所述第一接通部段或布線平面可以具有合適的電的印制導(dǎo)線和接觸面。所述接通結(jié)構(gòu)的第一接通部段可以通過(guò)一種制造方法來(lái)制成，其中印制導(dǎo)線或結(jié)構(gòu)化的布線平面直接地形成在太陽(yáng)能電池的背面上。尤其可以使用與那些來(lái)自印制電路板制造過(guò)程的層壓及結(jié)構(gòu)化方法相類似的層壓及結(jié)構(gòu)化方法。然而也可以設(shè)想的是，所述第一接通部段被分開(kāi)地制造并且隨后被放置在第一保護(hù)層上，例如以粘合的印制導(dǎo)線或者布線層或者粘合的層復(fù)合結(jié)構(gòu)的形式。
[0014]所述組裝-和連接技術(shù)包括作為微電子和微型系統(tǒng)技術(shù)的一個(gè)領(lǐng)域的、對(duì)于微電子組件的安裝來(lái)說(shuō)所需要的所有技術(shù)和設(shè)計(jì)工具。例如，屬于所述連接技術(shù)的有:引線連接技術(shù)、TAB (Tape Automated Bonden (卷帶自動(dòng)結(jié)合))、倒裝技術(shù)、粘合、陽(yáng)極接合、焊接技術(shù)、回流焊接工藝(SMT Surface Mounting Technology (表面安裝工藝))和波焊接工藝(Wellenl5tverfahren)。例如,層工藝(Schichttechnologien)、薄層技術(shù)、層改良、層結(jié)構(gòu)化、層剝蝕、激光工藝和分割都屬于所述組裝技術(shù)。
[0015]有利的是，第一保護(hù)層近似整面地覆蓋所述太陽(yáng)能電池的起光伏作用的正面。概念“近似”表示，太陽(yáng)能電池的整個(gè)起光伏作用的正面除了所述接通結(jié)構(gòu)到太陽(yáng)能電池的正面的連接點(diǎn)或接通點(diǎn)之外都被第一保護(hù)層所覆蓋。由此提供了針對(duì)環(huán)境影響和機(jī)械作用對(duì)于整個(gè)太陽(yáng)能電池的極其良好的保護(hù)。
[0016]此外有利的是，所述第一保護(hù)層設(shè)計(jì)為借助于層壓、絲網(wǎng)印刷法、屏幕涂層或自旋轉(zhuǎn)涂層所施加的聚合物層。借助于該方法可以把優(yōu)選由聚合物所形成的第一保護(hù)層價(jià)廉地施加在太陽(yáng)能電池正面上。
[0017]此外有利的是:設(shè)置了包裹材料，其覆蓋了所述電子的或微機(jī)械的構(gòu)件且在太陽(yáng)能電池的側(cè)向的邊緣上延伸；且第一保護(hù)層在包裹材料的正面上延伸。所述包裹材料布置在布線平面的背面上，并且包裹了所述構(gòu)件。以簡(jiǎn)單的方式，通過(guò)尤其可以設(shè)計(jì)為模型材料的包裹材料形成了用于所述構(gòu)件和用于所述電路的殼體，因?yàn)樗鎏?yáng)能電池連同所述構(gòu)件能嵌入到所述包裹材料中。由此，一方面提供了良好的保護(hù)且必要時(shí)還提供了鈍化(Passivierung)0另一方面，也在太陽(yáng)能電池的側(cè)面提供了一種結(jié)構(gòu)，通過(guò)該結(jié)構(gòu)或者在該結(jié)構(gòu)上能夠可靠地在太陽(yáng)能電池的側(cè)向敷設(shè)所述接通結(jié)構(gòu)，以便接觸所述太陽(yáng)能電池的正面。
[0018]此外，有利的是，所述接通結(jié)構(gòu)的第一接通部段設(shè)計(jì)為結(jié)構(gòu)化的和/或借助于層壓所施加的金屬層或布線平面。由此可以通過(guò)簡(jiǎn)單的方式把金屬層一例如可以是銅層或鋁層一例如整面地層壓在第一保護(hù)層上，且在隨后的方法步驟中，例如光刻地以及通過(guò)蝕刻進(jìn)行結(jié)構(gòu)化，以便形成所述第一接通部段。然而也可以設(shè)想，例如由熱塑性塑料所形成的第一保護(hù)層以及例如構(gòu)造為銅箔或鋁箔的所述金屬層已經(jīng)作為復(fù)合材料引入該過(guò)程中，且安置在太陽(yáng)能電池的正面上以及必要時(shí)安置在所述包裹材料的正面上。
[0019]此外，有利的是，設(shè)置了透明的第二保護(hù)層，其布置在第一保護(hù)層的正面上且覆蓋了接通結(jié)構(gòu)的第一接通部段。由此提供了對(duì)于第一接通部段的極好的保護(hù)。優(yōu)選設(shè)計(jì)為聚合物層的第二保護(hù)層尤其可以在另一個(gè)層壓步驟中施加在所述接通結(jié)構(gòu)的第一接通部段上。然而，第二保護(hù)層也可以整面地施加在第一保護(hù)層和第一接通結(jié)構(gòu)上。
[0020]此外有利的是，所述接通結(jié)構(gòu)具有第二接通部段，該第二接通部段橫向于第一保護(hù)層的縱向方向延伸穿過(guò)該第一保護(hù)層，并且使所述接通結(jié)構(gòu)的第一接通部段與太陽(yáng)能電池的起光伏作用的正面進(jìn)行電連接。同樣有利的是，所述接通結(jié)構(gòu)具有第三接通部段，該第三接通部段橫向于第一保護(hù)層的縱向方向延伸穿過(guò)該第一保護(hù)層直至包裹材料的正面。在此，“橫向于縱向方向”的表述表示，第二或第三接通部段沿著第一保護(hù)層的厚度方向延伸，然而并不是必須垂直于表面，而是可以與該表面呈一定的角度。在此，第二接通部段從第一保護(hù)層的正面、也就是說(shuō)從第一接通部段延伸直至第一保護(hù)層的背面，也就是說(shuō)直至太陽(yáng)能電池的起作用的正面或者該太陽(yáng)能電池的收集電極。類似地，第三接通部段從第一保護(hù)層的正面、也就是說(shuō)從第一接通部段延伸直至第一保護(hù)層的背面，但是直至在太陽(yáng)能電池側(cè)向的包裹材料的正面，即直至所述接通結(jié)構(gòu)的第四接通部段。通過(guò)該措施能夠以簡(jiǎn)單的方式建立起從布置在第一保護(hù)層的正面上的第一接通部段至其余的電路的電連接，所述其余的電路位于第一保護(hù)層的、與該第一保護(hù)層的正面相背離的背面上。在一種制造步驟中，尤其可以例如借助于激光器穿過(guò)第一保護(hù)層和布置在該第一保護(hù)層上的金屬層鉆出一相應(yīng)的開(kāi)口，且隨后通過(guò)電鍍工藝使得該開(kāi)口得以金屬化，以便形成電連接。
[0021 ] 此外有利的是:所述接通結(jié)構(gòu)具有第四接通部段，該第四接通部段布置在太陽(yáng)能電池的背面上且與太陽(yáng)能電池進(jìn)行電連接且機(jī)械連接；以及所述電子的或微機(jī)械的構(gòu)件布置在第四接通部段的、與太陽(yáng)能電池背離的背面上，并且與第四接通部段進(jìn)行電連接且機(jī)械連接。所述接通結(jié)構(gòu)的第四接通部段有利地可以設(shè)計(jì)為具有至少一個(gè)結(jié)構(gòu)化的金屬層的布線平面(Umverdrahtungsebene)。該布線平面可以部分地實(shí)施為一位于太陽(yáng)能電池和所述構(gòu)件之間的層。該布線平面的厚度可以比所述構(gòu)件的厚度或者太陽(yáng)能電池的厚度薄。在此，所述布線平面被設(shè)計(jì)用于:在所述構(gòu)件和太陽(yáng)能電池之間產(chǎn)生一種機(jī)械的連接。此外，所述布線平面被設(shè)計(jì)用于:把由太陽(yáng)能電池所提供的能量直接地或通過(guò)中間連接的蓄能器提供給所述構(gòu)件。為此，所述布線平面可以具有合適的電印制導(dǎo)線和觸點(diǎn)面。在所述布線平面的背面上也可以布置多個(gè)電子的或微機(jī)械的構(gòu)件。該構(gòu)件可以是不連續(xù)的元件，該元件可以與太陽(yáng)能電池?zé)o關(guān)地制成，并且可以作為成品元件通過(guò)連接件與所述布線平面相連接。在使用組裝-及連接技術(shù)的情況下，可以通過(guò)已知的方法使結(jié)構(gòu)元件與所述布線平面相連接。所述組裝-及連接技術(shù)-工藝可以包括材料配合的接合方法。因此，所述構(gòu)件可以通過(guò)材料配合的接合連接與所述布線平面相連接。例如，所述連接可以在所述構(gòu)件的電觸點(diǎn)面和布線平面的電觸點(diǎn)面之間延伸。例如，可以借助于焊接、粘合或引線連接或者這些方法的組合來(lái)產(chǎn)生所述連接。相應(yīng)的、形成了該連接的材料可以事先布置在所述構(gòu)件上或所述布線平面上。所述連接可以借助于已知的方法迅速地、價(jià)廉地并且節(jié)省位置地完成。
[0022]與分開(kāi)地制成的且隨后例如以粘合的印制電路板的形式或者粘合的電路基底的形式的、放置在太陽(yáng)能電池上的布線層不同，也可以通過(guò)下列一種制造方法制成該布線層:在所述制造方法中所述布線層直接制成在太陽(yáng)能電池的背面上。因此，所述太陽(yáng)能電池可以用作用于形成所述布線層的襯底。所述布線平面在此可以通過(guò)在太陽(yáng)能電池的背面上形成單個(gè)層來(lái)一層層地形成。因此，該布線平面可以在不把分開(kāi)地制成的層復(fù)合結(jié)構(gòu)施加在太陽(yáng)能電池的背面上的情況下制成。為了在太陽(yáng)能電池的背面上制造所述布線平面，可以使用經(jīng)典的半導(dǎo)體制造方法。通過(guò)把作為布線平面的第四接通部段設(shè)置在太陽(yáng)能電池的背面上，就可以在使用已知的組裝-及連接技術(shù)-工藝的方法的情況下把電子的或微機(jī)械的構(gòu)件布置在太陽(yáng)能電池的背面上，由此實(shí)現(xiàn)了一種具有通過(guò)太陽(yáng)能電池進(jìn)行自身能量供給的、極緊湊的電路。
[0023]此外有利的是，所述接通結(jié)構(gòu)具有第五接通部段，該第五接通部段在包裹材料的外表面中和/或包裹材料的外表面上延伸，并且使所述接通結(jié)構(gòu)的第三接通部段與該接通結(jié)構(gòu)的第四接通部段進(jìn)行電連接。所述接通結(jié)構(gòu)的第五接通部段有利地包括弓丨線連接或第一貫通接觸部、第二貫通接觸部和將兩個(gè)貫通接觸部進(jìn)行電連接起來(lái)的電印制導(dǎo)線。在后一種情況中，可以在施加了所述包裹材料之后才實(shí)現(xiàn)在所述第三接通部段和第四接通部段之間的電接觸。通過(guò)該措施，可以通過(guò)簡(jiǎn)單的方式提供所述接通結(jié)構(gòu)的從第一保護(hù)層伸出的第三接通部段和該接通結(jié)構(gòu)的布置在太陽(yáng)能電池的背面上的第四接通部段的接通。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0024]下面根據(jù)附圖示例性地詳細(xì)地描述本發(fā)明。附圖示出: 圖1是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的電路的示意性圖示；以及 圖2是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于制造電路的方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的電路10的示意性的圖示。該電路10具有太陽(yáng)能電池12—也稱為光伏電池，該太陽(yáng)能電池具有起到光伏作用的正面14和背面16?？梢詫?duì)應(yīng)于已知的太陽(yáng)能電池由半導(dǎo)體材料制成所述太陽(yáng)能電池12。太陽(yáng)能電池12可以具有合適的層結(jié)構(gòu)。太陽(yáng)能電池12的正面14具有平坦的表面，該表面例如可以為矩形。太陽(yáng)能電池12設(shè)計(jì)用于把入射在起作用的正面14上的輻射轉(zhuǎn)化為電能，并提供給太陽(yáng)能電池12的接頭。太陽(yáng)能電池12的至少一個(gè)正面的接頭布置在太陽(yáng)能電池12的正面14上，并且太陽(yáng)能電池12的至少一個(gè)背面的接頭布置在太陽(yáng)能電池12的背面16上。
[0026]電路10還具有兩個(gè)構(gòu)件18、20，其布置在太陽(yáng)能電池12的背面16上。構(gòu)件18、20設(shè)計(jì)為電子的或微機(jī)械的構(gòu)件18、20。構(gòu)件18、20分別通過(guò)接通結(jié)構(gòu)(Kontaktierungsstruktur)24的一部分與太陽(yáng)能電池12電連接和機(jī)械連接。在太陽(yáng)能電池12的工作中，在正面的接頭和背面的接頭之間存在電壓，該電壓可以用于運(yùn)行構(gòu)件18、20。
[0027]此外，電路10還具有包裹材料26。包裹材料26包圍著構(gòu)件18、20以及太陽(yáng)能電池12的背面16或者接通結(jié)構(gòu)24的布置在太陽(yáng)能電池12的背面16上的區(qū)域。包裹材料26的層厚度可以如此選擇，即構(gòu)件18、20完全地被包裹材料26所包圍。根據(jù)實(shí)施方案，包裹材料26例如可以實(shí)施為澆注材料或模型材料。此外，包裹材料26被引導(dǎo)經(jīng)過(guò)太陽(yáng)能電池12的側(cè)向邊緣28，并由此形成了包裹材料26的正面27。因此，從太陽(yáng)能電池12的起作用的正面14看，太陽(yáng)能電池12嵌入在包裹材料26中。
[0028]電路10可以是一種在背面裝配了電子元器件18、20的、通過(guò)倒裝技術(shù)被機(jī)械和電接觸的、并且被包裹材料26包裹的太陽(yáng)能電池12。
[0029]根據(jù)本發(fā)明，在太陽(yáng)能電池12的起光伏作用的正面14上布置了透明的第一保護(hù)層30。第一保護(hù)層30在此在太陽(yáng)能電池12的整個(gè)正面14和包裹材料26的正面27上延伸。在此，第一保護(hù)層30整面地覆蓋了太陽(yáng)能電池12的正面14一除了在接通結(jié)構(gòu)24和太陽(yáng)能電池12的正面14或收集電極之間的接通點(diǎn)(Kontaktierungspunkte)。在此,第一保護(hù)層30可以設(shè)計(jì)為聚合物層。此外，可以借助于層壓、絲網(wǎng)印刷法、屏幕涂層或自旋轉(zhuǎn)涂層來(lái)涂覆所述第一保護(hù)層30。
[0030]此外，在第一保護(hù)層30的與太陽(yáng)能電池12的正面14相背離的正面32上設(shè)置了第二保護(hù)層34。第二保護(hù)層34在第一保護(hù)層30的整個(gè)正面32上延伸并且覆蓋該正面以及接通結(jié)構(gòu)24的一部分。通過(guò)所述第二保護(hù)層尤其提供了對(duì)于接通結(jié)構(gòu)的露出部分的保護(hù)，正如隨后更詳細(xì)地說(shuō)明的那樣。第二保護(hù)層34同樣可以設(shè)計(jì)為聚合物層且借助于層壓、絲網(wǎng)印刷法、屏幕涂層或自旋轉(zhuǎn)涂層來(lái)進(jìn)行涂覆。
[0031]因?yàn)檫@兩個(gè)構(gòu)件18、20分別借助于類似設(shè)計(jì)的接通結(jié)構(gòu)24與太陽(yáng)能電池12的正面14進(jìn)行電連接，所以下面僅涉及所述兩個(gè)接通結(jié)構(gòu)24之一。
[0032]因此，使構(gòu)件18、20與太陽(yáng)能電池12的正面14進(jìn)行電連接的接通結(jié)構(gòu)24具有第一接通部段36。該第一接通部段36布置在第一保護(hù)層30的正面32上。根據(jù)示出的實(shí)施例，接通結(jié)構(gòu)24的第一接通部段36還被第二保護(hù)層34覆蓋，因此其被保護(hù)不受環(huán)境影響。因此，第一接通部段36布置在第一保護(hù)層30和第二保護(hù)層34之間。第一接通部段36在此可以設(shè)計(jì)為具有至少一個(gè)金屬層的布線平面。為此，可以借助于合適的方法把結(jié)構(gòu)化的或未結(jié)構(gòu)化的金屬層施加在第一保護(hù)層30上。如果施加了未結(jié)構(gòu)化的金屬層，則可以事后使該金屬層結(jié)構(gòu)化，以便形成印制導(dǎo)線。為了形成多層的布線平面，可以相繼施加兩個(gè)或多個(gè)金屬層。例如，可以通過(guò)層壓來(lái)施加所述第一接通部段36，且隨后進(jìn)行結(jié)構(gòu)化。像開(kāi)頭已經(jīng)描述的那樣，然而也可以設(shè)想，第一保護(hù)層30和金屬層已經(jīng)作為復(fù)合材料共同施加在太陽(yáng)能電池12的正面14上，并隨后對(duì)于金屬層進(jìn)行結(jié)構(gòu)化。
[0033]此外，接通結(jié)構(gòu)24具有第二接通部段38。該第二接通部段38橫向于第一保護(hù)層30的縱向方向延伸穿過(guò)該第一保護(hù)層，并且提供了接通結(jié)構(gòu)24的第一接通部段36與太陽(yáng)能電池12的起光伏作用的正面14、尤其是布置在該正面上的收集電極的電連接。在此可以例如借助于激光器穿過(guò)第一保護(hù)層30和布置在該第一保護(hù)層上的金屬層鉆出一相應(yīng)的開(kāi)口 40，且隨后通過(guò)電鍍工藝使得該開(kāi)口得以金屬化，以便形成電連接，也就是說(shuō)，形成所述第二接通部段38。
[0034]此外，接通結(jié)構(gòu)24具有第三接通部段42。該第三接通部段42同樣橫向于所述第一保護(hù)層30的縱向方向延伸穿過(guò)該第一保護(hù)層直至包裹材料26的正面27。類似地，第三接通部段42從第一保護(hù)層30的正面、也就是說(shuō)從第一接通部段36延伸直至第一保護(hù)層30的背面，然而直至在太陽(yáng)能電池12側(cè)向的包裹材料26的正面27。在此，可以與第二接通部段38類似地進(jìn)行第三接通部段42的制造。像上文所描述的那樣，“橫向于縱向方向”的表達(dá)表示，所述第二或第三接通部段沿第一保護(hù)層的厚度方向延伸，然而并不是必須垂直于表面延伸，而是可以與該表面具有確定的角度。
[0035]接通結(jié)構(gòu)24還具有第四接通部段44。該第四接通部段44可以設(shè)計(jì)為具有至少一個(gè)金屬層的布線平面。該第四接通部段44或者說(shuō)該布線平面在與太陽(yáng)能電池的正面14對(duì)置地布置的太陽(yáng)能電池12的背面16上延伸。所述布線平面與太陽(yáng)能電池12的背面16在機(jī)械上牢固地連接。構(gòu)件18、20布置在所述第四接通部段44的或者說(shuō)所述布線平面的背面46上，且與其在機(jī)械上固定地連接。所述布線平面設(shè)計(jì)用于:把所述構(gòu)件18、20的工作所必需的電能從太陽(yáng)能電池12的接頭提供至構(gòu)件18、20的觸頭。此外，所述布線平面設(shè)計(jì)用于，根據(jù)電路10和構(gòu)件18、20的實(shí)施方案在構(gòu)件18、20的觸頭之間或者在構(gòu)件18、20的觸頭和電路10的外部觸頭之間傳導(dǎo)電信號(hào)。為此，所述布線平面、即接通結(jié)構(gòu)24的第四接通部段44可以具有多個(gè)印制導(dǎo)線。所述布線平面可以具有一個(gè)或多個(gè)層。如果布線平面具有多個(gè)層，則可以交叉地實(shí)現(xiàn)印制導(dǎo)線。布線平面可以實(shí)施為太陽(yáng)能電池12的背面金屬化部。為此，可以借助于合適的方法把結(jié)構(gòu)化的或未結(jié)構(gòu)化的金屬層施加到太陽(yáng)能電池12的背面16上。如果施加了未結(jié)構(gòu)化的金屬層，則可以事后使該金屬層結(jié)構(gòu)化，以便形成所述布線平面。為了形成多層的布線平面，可以相繼施加兩個(gè)或多個(gè)金屬層。
[0036]所述構(gòu)件18、20可以是“裸露芯片”(Bare Die)，是有殼體的傳感器、例如模制殼體或者是傳感器模塊。在構(gòu)件18、20和實(shí)施為背面金屬化部的第四接通部段44之間的電接通部可以通過(guò)倒裝技術(shù)來(lái)進(jìn)行。
[0037]接通結(jié)構(gòu)24還具有第五接通部段48。第五接通部段48包括第一貫通接觸部50、第二貫通接觸部52和電連接著這兩個(gè)貫通接觸部50、52的電印制導(dǎo)線54。[0038]第一貫通接觸部50從第四接通部段44或者說(shuō)所述布線平面引導(dǎo)至所述包裹材料26的、朝向所述布線平面的外表面56。電印制導(dǎo)線54在包裹材料26的外表面56上在第一貫通接觸部50和第二貫通接觸部52之間延伸。第二貫通接觸部52在太陽(yáng)能電池12的側(cè)向邊緣28上延伸的區(qū)域中延伸穿過(guò)包裹材料26的整個(gè)厚度。例如，包裹材料26可以實(shí)施為模型材料。在這種情況下，貫通接觸部50、52實(shí)施為模制貫通接觸部。
[0039]在該實(shí)施方案中，第五接通部段48，也就是說(shuō)在第三接通部段42與第四接通部段44之間的電連接只有在施加了包裹材料26之后才實(shí)現(xiàn)。那么這恰恰是重要的，當(dāng)為了制造包裹材料26而使用了無(wú)襯底的工藝時(shí)，例如基于eWLB技術(shù)(Embedded Wafer LevelBall Grid Array Technologie一嵌入式晶片水平球柵格陣列技術(shù))。專門(mén)的實(shí)施方案是“Package-on-package (包裝上的包裝)”結(jié)構(gòu)形式,其中所述包裹材料26的外表面56可以用作用于安裝另外的裸露芯片的或有殼體的構(gòu)件的布線平面(未示出)。
[0040]此外，包裹材料26中的接通也可以典型地設(shè)想為引線連接技術(shù)。在這種情況下，第五接通部段48設(shè)計(jì)為引線連接。
[0041]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于制造電路10的方法的流程圖。電路10可以是一種像在前述附圖中示出的那樣的電路10。
[0042]在步驟100中，制備一太陽(yáng)能電池12，其具有起光伏作用的正面14和與所述正面14對(duì)置地布置的背面16。
[0043]在步驟102中，在太陽(yáng)能電池20的背面16上布置了電子的或微機(jī)械的構(gòu)件18、20。同時(shí)或者在隨后執(zhí)行的步驟中，構(gòu)件18、20可以例如借助于接通結(jié)構(gòu)、例如一種布線平面與太陽(yáng)能電池12進(jìn)行電和機(jī)械的連接。在此，可以使用組裝-和連接技術(shù)，例如，可以提供所述至少一個(gè)構(gòu)件18、20來(lái)作為不連續(xù)的構(gòu)件且布置在布線表面上，并且隨后例如通過(guò)焊接過(guò)程或者粘合過(guò)程固定在所述布線平面上。
[0044]在步驟104中，在太陽(yáng)能電池12的正面14上布置一種透明的第一保護(hù)層30，并且在所述第一保護(hù)層30的、背離太陽(yáng)能電池12的正面32上布置一種金屬層?？蛇x地，也可以在太陽(yáng)能電池12的正面14上布置一包括第一保護(hù)層30和金屬層的復(fù)合層。為此，尤其可以使用類似于那些來(lái)自印制電路板制造過(guò)程的層壓-和結(jié)構(gòu)化方法。
[0045]在步驟106中，制備一種接通結(jié)構(gòu)24，所述接通結(jié)構(gòu)使所述電子的或微機(jī)械的構(gòu)件18、20與太陽(yáng)能電池12的起光伏作用的正面14實(shí)現(xiàn)電連接。步驟106包括一步驟108，其中設(shè)置了橫向于所述第一保護(hù)層30和所述金屬層的縱向方向延伸的開(kāi)口 40。此外，所述步驟106還包括一步驟110，其中在開(kāi)口 40中設(shè)置了接通結(jié)構(gòu)24的第二接通部段38，該第二接通部段使接通結(jié)構(gòu)24的第一接通部段36與太陽(yáng)能電池12的起光伏作用的正面14實(shí)現(xiàn)電連接。這例如可以通過(guò)電鍍工藝來(lái)進(jìn)行。此外，所述步驟106還包括步驟112，其中使所述金屬層實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)化，以便在所述第一保護(hù)層30的、背離太陽(yáng)能電池12的正面32上形成所述接通結(jié)構(gòu)的第一接通部段36。
[0046]例如，所述結(jié)構(gòu)形式的應(yīng)用例如可用于能量自給自足的傳感器。僅示例性地選擇了所述和在附圖中示出的實(shí)施例。此外，根據(jù)本發(fā)明的方法步驟可以重復(fù)，并且以與所述順序不同的順序來(lái)執(zhí)行。如果實(shí)施例包括第一特征和第二特征之間的“和/或”連接，則這可如此解讀，即根據(jù)一種實(shí)施方案，該實(shí)施例既具有第一特征也具有第二特征，而根據(jù)另一個(gè)實(shí)施方案或者僅具有第一特征或者僅具有第二特征。
【權(quán)利要求】
1.電路(10)，具有 -太陽(yáng)能電池(12)，所述太陽(yáng)能電池具有起光伏作用的正面(14)以及背面(16)； -電子的或微機(jī)械的構(gòu)件(18、20)，所述構(gòu)件布置在太陽(yáng)能電池(12)的背面(16)上且借助于一種接通結(jié)構(gòu)(24)與太陽(yáng)能電池(12)的起光伏作用的正面(14)進(jìn)行電連接，以及 -透明的第一保護(hù)層(30)， 該第一保護(hù)層布置在太陽(yáng)能電池(12)的起光伏作用的正面(14)上； -其中所述接通結(jié)構(gòu)(24)具有第一接通部段(36)，所述第一接通部段布置在第一保護(hù)層(30)的、背離太陽(yáng)能電池(12)的正面(32)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路(10)，其中所述第一保護(hù)層(30)近似整面地覆蓋了所述太陽(yáng)能電池(12)的起光伏作用的正面(14)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電路(10)，其中所述第一保護(hù)層(30)設(shè)計(jì)為借助于層壓、絲網(wǎng)印刷法、屏幕涂層、噴射涂層或自旋轉(zhuǎn)涂層所施加的聚合物層。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的電路(10)，其中設(shè)置了包裹材料(26)，所述包裹材料覆蓋了所述電子的或微機(jī)械的構(gòu)件(18、20)且在所述太陽(yáng)能電池(12)的側(cè)向的邊緣上延伸，且其中所述第一保護(hù)層(30 )至少部分地在所述包裹材料(26 )的正面(27 )上延伸。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的電路(10)，其中所述接通結(jié)構(gòu)(24)的所述第一接通部段(36)設(shè)計(jì)為結(jié)構(gòu)化的和/或借助于層壓所施加的金屬層。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的電路(10)，其中設(shè)置了透明的第二保護(hù)層(34)，該第二保護(hù)層布置在所述第一保護(hù)層(30 )的正面(32 )上且覆蓋了所述接通結(jié)構(gòu)(24 )的第一接通部段(36)。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的電路(10)，其中所述接通結(jié)構(gòu)(24)具有第二接通部段(38)，所述第二接通部段橫向于所述第一保護(hù)層(30)的縱向方向延伸穿過(guò)所述第一保護(hù)層且使所述接通結(jié)構(gòu)(24 )的第一接通部段(36 )與所述太陽(yáng)能電池(12 )的起光伏作用的正面(14)進(jìn)行電連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求4至7中任一項(xiàng)所述的電路(10)，其中所述接通結(jié)構(gòu)(24)具有第三接通部段(42)，所述第三接通部段橫向于所述第一保護(hù)層(30)的縱向方向延伸穿過(guò)所述第一保護(hù)層直至包裹材料(26)的正面(27)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的電路(10)，其中所述接通結(jié)構(gòu)(24)的第二接通部段(38)和/或第三接通部段(42)設(shè)計(jì)為借助于電鍍所施加的金屬觸點(diǎn)。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的電路(10)，其中所述接通結(jié)構(gòu)(24)具有第四接通部段(44)，所述第四接通部段布置在太陽(yáng)能電池(12)的背面(16)上且與所述太陽(yáng)能電池(12)進(jìn)行電連接和機(jī)械連接；以及其中所述電子的或微機(jī)械的構(gòu)件(18、20)布置在所述第四接通部段(44)的、與所述太陽(yáng)能電池(12)背離的背面(46)上且與所述第四接通部段(44)進(jìn)行電連接和機(jī)械連接。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的電路(10)，其中所述接通結(jié)構(gòu)(24)的第四接通部段(44)設(shè)計(jì)為具有至少一個(gè)結(jié)構(gòu)化的金屬層的布線平面。
12.根據(jù)權(quán)利要求10或11中任一項(xiàng)所述的電路(10)，其中所述接通結(jié)構(gòu)(24)具有第五接通部段(48)，所述第五接通部段在所述包裹材料(26)的外表面(56)中和/或上延伸，且使所述接通結(jié)構(gòu)(24)的所述第三接通部段(42)與所述接通結(jié)構(gòu)(24)的第四接通部段(44)進(jìn)行電連接。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的電路(10)，其中所述接通結(jié)構(gòu)(24)的第五接通部段(48)包括引線連接或者第一貫通接觸部(50)、第二貫通接觸部(52)以及將所述兩個(gè)貫通接觸部(50、52)電連接起來(lái)的電印制導(dǎo)線(54)。
14.用于制造電路(10)的方法，具有如下步驟: -制備(100)—太陽(yáng)能電池(12)，該太陽(yáng)能電池具有起光伏作用的正面(14)以及背面(16)； -在太陽(yáng)能電池(12)的背面(16)上布置(102)電子的或微機(jī)械的構(gòu)件(18、20、22)； -如此布置(104):在太陽(yáng)能電池(12)的正面(14)上布置一種透明的第一保護(hù)層(30)，并且在第一保護(hù)層(30)的、背離太陽(yáng)能電池(12)的正面(14)上布置一種金屬層，或者在太陽(yáng)能電池(12)的正面(14)上布置一包括所述第一保護(hù)層(30)和金屬層的復(fù)合層；以及 -制備(106)—接通結(jié)構(gòu)(24)，所述接通結(jié)構(gòu)使所述電子的或微機(jī)械的構(gòu)件(18、20)與太陽(yáng)能電池(12)的起光伏作用的正面(14)進(jìn)行電連接； -其中所述接通結(jié)構(gòu)(24)的制備(106)包括在所述第一保護(hù)層(30)的、背離所述太陽(yáng)能電池(12)的正面(14)上設(shè)置(112)所述接通結(jié)構(gòu)(24)的第一接通部段(36)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中，所述接通結(jié)構(gòu)(24)的制備(106)還包括: -設(shè)置(108)橫向于所述第一保護(hù)層(30)和金屬層縱向方向延伸的開(kāi)口(40)； -在所述開(kāi)口( 40 )中設(shè)置(110 ) 了所述接通結(jié)構(gòu)(24 )的第二接通部段(38 )，所述第二接通部段使所述接通結(jié)構(gòu)(24 )的第一接通部段(36 )與所述太陽(yáng)能電池(12 )的起光伏作用的正面(14)進(jìn)行電連接，以及 -結(jié)構(gòu)化(112 )所述金屬層，以便形成所述接通結(jié)構(gòu)(24 )的第一接通部段(36 )。
【文檔編號(hào)】H01L31/048GK103904074SQ201310729969
【公開(kāi)日】2014年7月2日 申請(qǐng)日期:2013年12月26日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月27日
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