CN103702794A - 布线构件和其制造方法、以及布线构件粘接体的制造方法 - Google Patents

布线构件和其制造方法、以及布线构件粘接体的制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种布线构件，其包含：导电件；和配置于所述导电件的表面的至少一部分区域上，且包含非共晶焊料材料的焊料被覆层。

Description

布线构件和其制造方法、以及布线构件粘接体的制造方法
技术领域
本发明涉及一种布线构件和其制造方法、以及布线构件粘接体的制造方法。
背景技术
使用图1对太阳能电池的结构进行说明。图1是表示太阳能电池的结构的一个实施方式的立体图。如图1所示，太阳能电池200包含：用来取出由半导体基板101(多晶及单晶的Si单元)发电的电力的表面电极(表面指状电极)103、背面电极106、收集由表面电极103所取出的电力的表面电极(总线电极)105、和收集由背面电极106所取出的电力的背面电极(总线电极)107。另外，对于表面电极105与背面电极107，通过焊料104而粘接有布线构件102。在太阳能电池200中，通过布线构件102而将半导体基板101内所发电的电力传送至外部。
最近，为了太阳能电池制造工序的简化而使用如下的方法：代替使用焊料104与布线构件102的做法，而使用预先用焊料被覆了导电件而成的布线构件来进行粘接(未图示)。这样的布线构件在由铜等形成的导电件的周围的一部分或整个面包含焊料合金层。
在焊料合金层中通常使用共晶焊料。所谓共晶焊料是指具有与合金的共晶点对应的组成的焊料。共晶焊料在其熔点以上的温度下立即熔融，在其熔点以下的温度下立即发生凝固(例如参照日本特开2002-263880号公报)。
以往，在将布线构件粘接于表面电极、背面电极上时，为了提高湿润性，并且赋予布线构件与电极的粘接性，必需在布线构件、表面电极或背面电极上预先涂布助焊剂。另外，作为涂布助焊剂的其它理由可举出：将布线构件的焊料合金层的表面所形成的氧化物层蚀刻除去；在对焊料合金层进行加热熔融时抑制再次在该表面上形成氧化物层。然而，助焊剂会腐蚀太阳能电池模块制造工序中所使用的用于层压太阳能电池的密封件(EVA：乙烯-乙酸乙烯酯)，存在对长期可靠性造成不良影响的倾向。
另外，还提出了未使用助焊剂而对布线构件进行粘接的方法。例如在日本专利第3205423号公报、日本特开平9-216052号公报中公开了摩擦焊接法或超声波焊接法。
发明内容
在粘接布线构件时使用助焊剂的情况下，需要在布线构件的粘接后将助焊剂完全清洗除去，但难以将助焊剂完全除去。而且，在摩擦焊接法或超声波焊接法中存在需要特别的装置的课题。
因此，在本发明中，课题是提供一种布线构件和其制造方法，所述布线构件在不使用助焊剂、且不使用特别的装置的情况下能够粘接于各种被粘接体上。另外，本发明的课题在于提供使用所述布线构件而得的布线构件粘接体及其制造方法。
本发明包含以下的实施方式。
＜1＞.一种布线构件，其包含：导电件；和焊料被覆层，所述焊料被覆层配置于所述导电件的表面的至少一部分区域上，且包含非共晶焊料材料。
＜2＞.如上述＜1＞所述的布线构件，其中，所述非共晶焊料材料包含选自由锡(Sn)、铜(Cu)、银(Ag)、铋(Bi)、铅(Pb)、铝(Al)、钛(Ti)及硅(Si)所组成的组中的2种以上金属，熔点为450℃以下，锌(Zn)的含有率为1质量％以下，铟(In)的含有率为1质量％以下，且固相线温度与液相线温度之差为2℃以上。
＜3＞.如上述＜1＞或＜2＞所述的布线构件，其中，所述导电件包含选自由铜(Cu)、银(Ag)、金(Au)及铝(Al)所构成的组中的至少1种。
＜4＞.如上述＜1＞～＜3＞中的任一项所述的布线构件，其中，所述导电件包含纯度为99.99％以上的高纯度铜(Cu)。
＜5＞.如上述＜1＞～＜4＞中的任一项所述的布线构件，其中，所述导电件的平均厚度为0.001mm以上。
＜6＞.如上述＜1＞～＜5＞中的任一项所述的布线构件，其是太阳能电池用布线构件。
＜7＞.一种上述＜1＞～＜6＞中的任一项所述的布线构件的制造方法，包含如下工序：
通过压延加工、注射模塑加工、挤出加工或狭缝加工，将导电件成形为长条形状的工序；和
在所述长条形状的导电件的表面的至少一部分区域上赋予非共晶焊料材料而形成焊料被覆层的工序。
＜8＞.一种布线构件粘接体的制造方法，其包含如下工序：
将上述＜1＞～＜6＞中的任一项所述的布线构件，在所述非共晶焊料材料的固相线温度以上、液相线温度以下的温度范围内粘接于被粘接体上的工序。
＜9＞.如上述＜8＞所述的布线构件粘接体的制造方法，其中，所述温度范围是所述焊料被覆层中所含的非共晶焊料材料的总量中液相所占的比例成为30质量％以上且小于100质量％的温度范围。
＜10＞.如上述＜8＞或＜9＞所述的布线构件粘接体的制造方法，其中，不包含超声波粘接工序。
＜11＞.如上述＜8＞～＜10＞中的任一项所述的布线构件粘接体的制造方法，其中，所述被粘接体是选自由氧化物、利用氧化物层被覆了的金属、玻璃及氧化物陶瓷所构成的组中的至少1种。
＜12＞.一种布线构件粘接体，其通过上述＜8＞～＜11＞中的任一项所述的制造方法而获得。
根据本发明，可提供不使用助焊剂、且不使用特别的装置而能够粘接于各种被粘接体上的布线构件及其制造方法。另外，根据本发明，可提供使用所述布线构件而得的布线构件粘接体及其制造方法。
附图说明
图1是表示太阳能电池的结构的一个实施方式的概略立体图。
图2是表示布线构件的一个实施方式的概略剖面图。
图3是焊料材料X的冷却曲线。
图4是表示太阳能电池模块的制造方法的一个实施方式的剖面图、立体图及分解立体图。
图5A是表示双面电极型太阳能电池模块的一个实施方式的俯视图。
图5B是表示双面电极型太阳能电池模块的一个实施方式的仰视图。
图6A是表示背部接触型太阳能电池的一个实施方式的概略平面图。
图6B是表示图6A中的AA剖面构成的一个实施方式的立体图。
图7是本实施方式的布线构件的制造方法中所使用的熔融焊料镀敷层形成用设备的概略图。
具体实施方式
在本说明书中，“工序”的术语不仅仅为独立的工序，即使在无法与其它工序明确地区别的情况下，只要可实现该工序所期望的目的，就也包含在本用语中。而且，使用“～”所表示的数值范围表示包含“～”的前后所记载的数值分别作为最小值及最大值的范围。另外，对于组合物中的各成分的量，在组合物中存在多种相当于各成分的物质的情况下，只要无特别限定，就表示组合物中所存在的该多种物质的合计量。
＜布线构件＞
本发明的布线构件包含：导电件；和焊料被覆层，所述焊料被覆层配置在所述导电件的表面的至少一部分区域上，且包含非共晶焊料材料。通过使焊料被覆层包含非共晶焊料材料，不使用助焊剂、且不使用特别的装置而粘接于各种被粘接体上成为可能。所述布线构件例如通过使包含非共晶焊料材料的焊料被覆层，在所述非共晶焊料材料的固相线温度以上且液相线温度以下的温度范围内与被粘接体接触，从而能够在不使用助焊剂且不使用特别的装置的情况下就与各种被粘接体粘接。
所述布线构件只要在导电件的表面的至少一部分区域具有包含非共晶焊料材料的焊料被覆层即可。作为布线构件中的焊料被覆层，从粘接性的观点出发，优选被覆导电件的表面的至少1个面，更优选的是被覆导电件的表面整体。
作为所述布线构件的形状，并无特别限制，可根据需要等而适当选择。作为布线构件的形状，具体可举出矩形线状、带状、圆线状等长条形状、片状、网状等。从连续生产性、可卷绕捆包为卷盘状的观点出发，优选为长条形状，更优选为矩形线状的形状。此处所谓的矩形线状是表示垂直于长度方向的剖面具有长方形样子的形状的长条线状形状。
使用附图对所述布线构件的构成的一例进行说明。需要说明的是，本发明并不受附图任何限制。图2表示布线构件10的一个实施方式，是垂直于长度方向的剖面的剖面图。在图2所示的布线构件10中，导电件12由矩形线状的导体构成，其剖面轮廓为圆角长方形(圆角的长方形)。另外，被覆导电件12的周围而配置的焊料被覆层13的剖面轮廓为圆角长方形，焊料被覆层13的上表面13a与下表面13b基本上平坦地形成。布线构件10的厚度a可以以焊料被覆层13的上表面13a与下表面13b的距离的形式被测定。
另外，对于图2中所记载的布线构件10来说，在导电件12的表面的全部上配置有焊料被覆层13，但焊料被覆层13也可配置在导电件12的表面的一部分区域上。另外，对于所述布线构件10而言，为了变得容易设置于被粘接体（例如半导体基板的表面电极及背面电极)上，且为了充分地确保接合时所必需的导热，优选焊料被覆层13的表面平坦地形成。另外，通过使焊料被覆层的表面平坦，在将构成为矩形线状的布线构件10卷绕在卷线筒等上时容易获得稳定的层叠状态，难以产生卷绕崩塌。因此，由于卷绕崩塌而造成布线构件缠绕而变得无法抽出的现象倾向于消失。
所述布线构件的平均厚度并无限制，可根据目的等适当选择。作为布线构件的平均厚度，具体而言优选为0.001mm以上，更优选为0.001mm～1mm，更优选为0.002mm～0.8mm，进一步更优选为0.005mm～0.5mm，特别优选为0.1mm～0.5mm，极其优选为0.1mm～0.3mm。另外，所谓布线构件的厚度是指，在观察长条形状的布线构件的垂直于长度方向的剖面的情况下，短轴方向的长度中的最大长度。具体而言是指图2中的厚度a。对于布线构件的平均厚度，可使用测微计测定布线构件的5个位置的厚度，作为其算术平均值而求出。
另外，布线构件的垂直于长度方向的剖面的形状无特别限制，可根据目的等适当选择。作为布线构件的垂直于长度方向的剖面的形状，可举出长方形、椭圆形、圆形等。其中，从生产性或生产成本的观点出发，剖面的形状优选为如图2所示的圆角长方形。
布线构件的垂直于长度方向的剖面中的垂直于厚度方向的方向的长度(以下也称为“宽”)并无特别限制，可根据目的等而适当选择。布线构件的宽度例如优选为0.5mm～10mm，更优选为1mm～4mm。
另外，布线构件的长度方向的长度可根据目的等而适当选择，并无特别限制。
(导电件)
布线构件具有导电体。布线构件中所使用的导电件优选体积电阻率小(例如约为1×10-5Ωcm以下)。作为这样的导电件，可举出含有铜(Cu)、银(Ag)、金(Au)、铝(Al)等的导电件。通过含有铜(Cu)、银(Ag)、金(Au)、铝(Al)等，可将体积电阻率抑制得较小，因此作为构成布线构件的导电件来说是优选的。即，导电件优选包含选自由铜(Cu)、银(Ag)、金(Au)及铝(Al)所构成的组中的至少1种金属，更优选包含50质量％以上的选自由Cu、Ag、Au及Al所构成的组中的至少1种金属。另外，从布线构件的耐力的降低的观点出发，更优选含有90％以上的Cu。
作为导电件中所含的Cu，可举出韧Cu(Tough-Pitch Copper)、低氧Cu、无氧Cu、磷脱氧Cu、纯度99.99％以上的高纯度Cu。为了使导电件的0.2％耐力变得最小，优选使用纯度高的Cu，更优选使用纯度99.99％以上的高纯度Cu，特别优选使用纯度99.9999％以上的高纯度Cu。另外，所谓0.2％耐力是指在拉伸时导入0.2％的应变的力，该数值越小，则越容易延伸。
另外，使用韧Cu或磷脱氧Cu作为导电件时，可低成本地构成布线构件。
作为导电件的形状，并无特别限制，可根据目的等而适当选择。作为导电件的形状，具体而言可举出带板状、矩形线、圆线、椭圆线等长条形状、矩形状、片状、网状等多个导体的接合体形状等。作为导电件的形状，从与被粘接体接合时的使用容易性的观点出发，优选使用矩形线状。
导电件的平均厚度可根据用途等而适当选择。作为导电件的平均厚度，从生产性或在长度方向上的线电阻值的观点出发，优选为0.001mm以上。另外，上限值并无特别限制，优选为1mm以下。另外，导电件的平均厚度更优选为0.002mm～0.8mm，进一步优选为0.005mm～0.5mm，进一步优选为0.1mm～0.5mm，特别优选为0.1mm～0.3mm。对于导电件的平均厚度来说，可使用测微计，测定导电件的5个位置的厚度，求出其算术平均值。另外，通过观察布线构件的垂直于长度方向的剖面，测定导电件的5个位置的厚度，求出其算术平均值。
导电件可根据需要制造具有所期望的形状的导电件而获得，也可从市售的导电件中适当选择而获得。
导电件的制造方法并无特别限制，可根据导电件的形状等适当选择。例如可举出上铸(upcast)法、SCR法、亨斯利(Hensley)法、下铸(downcast)法、普罗佩兹(properzi)法等。另外，在导电件具有长条形状的情况下，例如可通过压延加工、注射模塑加工、挤出加工或狭缝加工来制造长条形状的导电件。
另外，作为制造矩形线状导电件的方法，可举出以下的方法。
首先，对包含铜等导体的平板进行狭缝加工或者对包含铜等导体的压延材(球状)进行压延加工，将导体成形为矩形线状。此处，所谓压延加工是指对圆线进行压延而使其矩形线化的方式。通过压延加工而成形为矩形线状时，能形成长条且在长度方向上宽度均一的形状。狭缝加工可对应各种宽度的材料。即，即使在使用原料导体的宽度在长度方向上并不均匀、宽度不同的各种各样的原料导体的情况下，也可通过狭缝加工而成形为长条且在长度方向上宽度均匀的材料。
接下来，通过连续通电加热炉或连续式加热炉或分批式加热设备对成形为矩形线状的原料导体进行热处理，由此可获得矩形线状的导电件。该热处理工序是为了提高导电件的柔软性、降低0.2％耐力而进行的。在需要稳定的热处理的情况下，优选分批式加热。从防止氧化的观点出发，在热处理中优选使用氮气等不活泼气体环境，或者对于韧铜以外的氧较少的铜而言，优选的是使用氢还原环境的炉子。不活泼气体环境或氢还原环境的炉子可通过连续通电加热炉或连续式加热炉或分批式加热设备来提供。
(焊料被覆层)
布线构件在所述导电件的表面的至少一部分区域具有焊料被覆层。所使用的构成焊料被覆层的焊料材料包含非共晶焊料材料。所述焊料材料优选实质上由非共晶焊料材料构成，更优选由非共晶焊料材料构成。此处所谓“实质上由非共晶焊料材料构成”是表示容许不可避免地混入的其它成分的存在。
所谓非共晶焊料材料是液相线温度与固相线温度并不一致，在液相线温度与固相线温度之间存在差的焊料合金。非共晶焊料材料的液相线温度与固相线温度之差优选为2℃以上，更优选为2℃以上且300℃以下。另外，从操作性的观点出发，优选所述差为2℃以上的材料，更优选所述差为2℃以上且100℃以下的材料，进一步优选所述差为5℃以上且100℃以下的材料。液相线温度与固相线温度之差为上述范围内时，将布线构件粘接于被粘接体上时的温度变得易于控制，焊料粘接的操作性优异。
所述非共晶焊料材料的液相线温度及固相线温度可通过研究冷却曲线来确认，所述冷却曲线是测定对处于熔融状态(液相状态)的非共晶焊料材料进行冷却时的非共晶焊料材料的温度的曲线。具体而言，液相线温度及固相线温度可通过基于冷却曲线的切线法而求出。
例如图3中所示的描绘冷却曲线的非共晶焊料材料X的液相线温度与固相线温度可通过以下方法求出。
根据对液相状态的非共晶焊料材料X进行冷却时所获得的冷却曲线，获得第一直线A、第二直线B和第三直线C，第一直线A通过延长对液相状态的非共晶焊料材料X进行冷却时所呈现的直线区域(冷却曲线的斜率变恒定的区域，下同)而得，第二直线B通过延长对固相状态的非共晶焊料材料X进行冷却时所呈现的直线区域而得，第三直线C通过延长描绘第一直线A时所适用的直线区域与描绘第二直线B时所适用的直线区域之间所存在的直线区域而得。
此时，将所述第一直线A与第三直线C的交点的温度作为液相线温度。
将所述第二直线B与第三直线C的交点的温度作为固相线温度。
需要说明的是，非共晶焊料材料的冷却曲线可通过能够经时性测定非共晶焊料材料的温度变化的方法、例如连接有热电耦的记录器而获得。
另外，所述非共晶焊料材料的液相线温度及固相线温度可通过适当选择构成非共晶焊料材料的金属的种类及混合比率而设为所期望的范围。
非共晶焊料材料的熔点只要为450℃以下即可，优选为96℃以上且450℃以下，更优选为96℃以上且327℃以下，进一步更优选为96℃以上且232℃以下。
一般情况下将熔点超过450℃的合金称为钎料。若将这样的高熔点的钎料应用于电子电路基板等中，则粘接需要在高温下的加热，存在产生电路等的破损的可能，因此不优选。
构成非共晶焊料材料的金属并无特别限制。从能进一步提高粘接性且实现更适宜的材料成本的观点出发，优选的是包含选自由锡(Sn)、铜(Cu)、银(Ag)、铋(Bi)、铅(Zn)、铝(Al)、钛(Ti)及硅(Si)所组成的组中的2种以上金属。
非共晶焊料材料还可包含铟(In)。铟本身具有对被粘接体的粘接性，且通过被含于非共晶焊料材料中，可使非共晶焊料材料的熔点降低。然而，铟为昂贵的材料，因此存在其用途受到限制的情形。已知通过使非共晶焊料材料进一步含有铟，可使所形成的焊料层的耐久性降低，存在并不适合要求焊料连接的长期可靠性的用途的情形。从焊料连接的长期可靠性的观点出发，作为上述非共晶焊料材料中的铟的含有率，优选在非共晶焊料材料中为1质量％以下，更优选为0.5质量％以下，进一步优选为0.1质量％以下。
非共晶焊料材料还可包含锌(Zn)。通过非共晶焊料材料包含锌，由此考虑到被粘接体的表面所存在的氧化物的氧原子与锌键合，对被粘接体的粘接性提高。然而，若锌的含量过多，则存在根据情况而造成与被粘接体的湿润性降低的情况。因此，对于非共晶焊料材料而言，从与后述的被粘接体的湿润性及与被粘接体的粘接性的观点出发，锌的含有率优选为1质量％以下，更优选为0.5质量％以下，进一步更优选为0.1质量％以下。若锌的含有率为1质量％以下，则非共晶焊料材料也可含有锌。
从对被粘接体的粘接性的观点出发，优选的是所述非共晶焊料材料包含选自由锡(Sn)、铜(Cu)、银(Ag)、铋(Bi)、铅(Pb)、铝(Al)、钛(Ti)及硅(Si)所组成的组中的2种以上金属，熔点为450℃以下，锌(Zn)及铟(In)的含有率分别为1质量％以下，且固相线温度与液相线温度之差为2℃以上。
更优选的是，所述非共晶焊料材料包含选自由锡(Sn)、铜(Cu)、银(Ag)、铋(Bi)、铅(Pb)、铝(Al)、钛(Ti)及硅(Si)所组成的组中的2种以上金属，熔点为96℃以上且327℃以下，锌(Zn)及铟(In)的含有率分别为0.5质量％以下，且固相线温度与液相线温度之差为2℃以上且100℃以下。
更优选的是，所述非共晶焊料材料包含选自由锡(Sn)、铜(Cu)、银(Ag)、铋(Bi)、铅(Pb)、铝(Al)、钛(Ti)及硅(Si)所组成的组中的2种以上金属，熔点为96℃以上且232℃以下，锌(Zn)及铟(In)的含有率分别为0.1质量％以下，且固相线温度与液相线温度之差为2℃以上且100℃以下。
另外，所述非共晶焊料材料可为含铅焊料材料，也可为无铅焊料材料。具体而言，作为含铅焊料材料，可举出Sn-Pb、Sn-Pb-Bi、Sn-Pb-Ag等。另外，作为无铅焊料材料，可举出Sn-Ag-Cu、Sn-Ag、Sn-Cu、Bi-Sn等。
另外，从应对环境问题等观点出发，也优选所述非共晶焊料材料为实质上不含铅的非共晶焊料材料。此处，所谓实质上不含铅，是表示非共晶焊料材料中的铅含有率为0.1质量％以下，优选铅含有率为0.05质量％以下。
另外，所述非共晶焊料材料也可根据需要进一步包含其它金属原子。其它金属原子并无特别限制，可根据目的而适当选择。作为其它金属原子，具体可举出锰(Mn)、锑(Sb)、钾(K)、钠(Na)、锂(Li)、钡(Ba)、锶(Sr)、钙(Ca)、镁(Mg)、铍(Be)、镉(Cd)、铊(Tl)、钒(V)、锆(Zr)、钨(W)、钼(Mo)、钴(Co)、镍(Ni)、金(Au)、铬(Cr)、铁(Fe)、镓(Ga)、锗(Ge)、铑(Rh)、铱(Ir)、钇(Y)等镧系等。另外，所述非共晶焊料材料包含其它金属原子的情况下的其它金属原子的含有率可根据目的适当选择。例如，在所述非共晶焊料材料中可设为1质量％以下，从熔点及与被粘接体的粘接性的观点出发，优选为0.5质量％以下，更优选为0.1质量％以下。
所述非共晶焊料材料可使用具有所期望的组成的市售品，也可为通过通常所使用的制造方法而制造的材料。具体而言，通过将构成非共晶焊料材料的各原料以规定比例加以混合，使其熔融后进行骤冷，由此可制造所期望的非共晶焊料材料。
在所述布线构件中，在导电件的表面的至少一部分区域配置有包含非共晶焊料材料的焊料被覆层。布线构件中的焊料被覆层相对于导电件的含有率并无特别限制，可根据目的等适当选择。从粘接性的观点出发，焊料被覆层相对于导电件的含有率优选为2质量％以上，更优选为3质量％以上且50质量％以下，进一步更优选为5质量％以上且40质量％以下。另外，所述布线构件中的焊料被覆层的被覆面积相对于导电件的表面积的比例并无特别限制，可根据目的等而适当选择。所述被覆面积的比例优选为75％以上，更优选为90％以上，进一步更优选为99％以上。
焊料被覆层的厚度并无特别限制。一般情况下，焊料被覆层的厚度优选为5μm～100μm，更优选为10μm～80μm。另外，焊料被覆层与导电件的厚度之比并无特别限制。一般情况下，焊料被覆层的厚度相对于导电件的厚度的比(焊料被覆层／导电件)优选为0.025～0.5，更优选为0.05～0.4。
另外，焊料被覆层的厚度可通过使用光学显微镜或电子显微镜，对垂直于长度方向的剖面进行观察而测定。
上述焊料被覆层根据需要也可包含助焊剂。助焊剂优选为活性较弱的助焊剂。具体而言可举出松香系、RMA系、R系的助焊剂。
然而，优选的是，所述焊料被覆层实质上不含助焊剂。若所述焊料被覆层实质上不含助焊剂，则在被粘接体上粘接所述布线构件时，可省略使助焊剂中的溶剂成分干燥的工序。另外，可省略在被粘接体上粘接所述布线构件后的助焊剂清洗工序。另外，可防止由于所述助焊剂所造成的所述被粘接体的腐蚀作用。此处所谓的实质上不含助焊剂是表示焊料被覆层中所含的助焊剂的总量为2质量％以下，优选为1质量％以下。
(布线构件的用途)
本发明的布线构件的用途并无特别限定，可作为太阳能电池、电致发光元件等的布线构件而使用。特别适于作为太阳能电池用布线构件来使用。在以往的被粘接体与布线构件的连接方法中，需要使用助焊剂，但存在该助焊剂腐蚀太阳能电池的构件(密封件等)的倾向。在使用本发明的布线构件的情况下具有即使不使用助焊剂，也能表现出良好的与被粘接体的密接性的优良效果。
本发明的实施方式包含非共晶焊料材料以布线构件的形式的使用，所述布线构件包含导电件；和配置在所述导电件的表面的至少一部分区域上，且包含非共晶焊料材料的焊料被覆层。另外，本发明的实施方式包含布线构件与被粘接体的粘接的使用，所述布线构件包含导电件；和配置在所述导电件的表面的至少一部分区域上，且包含非共晶焊料材料的焊料被覆层。另外，本发明的实施方式包含布线构件的作为太阳能电池用布线构件的使用，所述布线构件包含导电件；和配置在所述导电件的表面的至少一部分区域上，且包含非共晶焊料材料的焊料被覆层。
＜布线构件的制造方法＞
本发明的布线构件的制造方法包括如下工序：通过压延加工、注射模塑加工、挤出加工或狭缝加工而将导电件成形为长条状的工序；和在所述长条形状的导电件的表面的至少一部分区域上赋予非共晶焊料材料而形成焊料被覆层的工序。所述制造方法也可根据需要还包含其它工序。
将导电件成形为长条状的工序的详细内容如上所述。
参照附图对于在长条状的导电件的表面形成焊料被覆层的工序的一例进行说明，但本发明并不受这些记载任何限制。
在图7中，使用熔融镀敷设备21，在导电件12的表面供给熔融焊料而制造形成有焊料被覆层(未图示)的布线构件25。熔融镀敷设备21包含：送出卷盘22，其送出由矩形线状导体或圆线状导体构成的长条的导电件12；焊料浴(熔融焊料镀敷槽)23，其将非共晶焊料材料维持为熔融状态；反转辊14，其被设置在焊料浴23内且使导电件12反转而朝向上方；冷却部26，其在焊料浴23外且被设置在反转辊14的上方，冷却形成有焊料被覆层的布线构件25A；压延辊27、压延辊28、压延辊29，它们在冷却部26的上方上下多段地被设置，且分别由左右一对辊构成；加热部30，其对形成有焊料被覆层的布线构件25A进行加热处理；压延辊31，其被设置在加热部30的上方，且由左右一对辊构成；提拉辊32，其被设置在最上方；卷绕卷盘33，其卷绕布线构件25。
在图7中，导电件12通过被浸渍于焊料浴23中从而将非共晶焊料材料供给至上下表面及侧面，形成焊料被覆层，通过反转辊24使其反转而朝向上方。接着，如图7所示那样，将所形成的焊料被覆层为熔融状态的布线构件25A送入至冷却部26。在冷却部26中，例如通过吹入50℃以下的气体等而进行冷却，由此使布线构件25A的焊料被覆层成为固体状态。需要说明的是，冷却部26并不限定于吹入50℃以下的气体的情形。从提高生产效率方面考虑，理想的是在冷却部26中，为了防止氧化而在室温以下的温度下吹入氩(Ar)、氖(Ne)、氮(N2)等不活泼气体单质或混合气体，由此进行迅速地固化。
在该状态下，布线构件25A的焊料被覆层由于表面张力，而为在导电件12的上下表面膨胀为山形的形状，因此进行接下来的平坦地形成焊料被覆层的工序。此处所谓“平坦”是表示以镀敷表面为标准的凹凸的高低差为7μm以下。焊料被覆层为固体状态的布线构件25A被多段的压延辊27、压延辊28、压延辊29压延，进一步在加热部30进行热处理后以压延辊31进行压延，由此成为经过平坦化及最终的焊料被覆层的厚度得到调整的布线构件25。
焊料被覆层的厚度得到调整的布线构件25卷绕在卷绕卷盘33上，成为布线构件的辊体。
＜布线构件粘接体的制造方法＞
本发明的布线构件粘接体的制造方法包含如下工序：将所述布线构件，在所述非共晶焊料材料的固相线温度以上且液相线温度以下的温度范围内粘接于被粘接体上的工序(以下也称为“粘接工序”)。通过将包含焊料被覆层(所述焊料被覆层包含非共晶焊料材料)的布线构件在特定温度范围内粘接于被粘接体上，而可不使用助焊剂且不使用特别装置就粘接于各种被粘接体上。
所述布线构件粘接体是将布线构件在布线构件所具有的非共晶焊料材料的固相线温度以上且液相线温度以下的温度范围内粘接于被粘接体上而得到的。所谓布线构件粘接体，表示布线构件粘接于后述的被粘接体而得的结构物。对于布线构件粘接体而言，通过使布线构件与被粘接体接触，在该布线构件的焊料被覆层的非共晶焊料材料的固相线温度以上且液相线温度以下的温度范围内进行加热处理，从而即使不使用助焊剂或者不具有特别的超声波粘接工序，也能在各种被粘接体(例如在表面形成有氧化物的被粘接体)的表面直接粘接焊料被覆层而形成。获得这样的布线构件粘接体的理由尚不明确，但考虑例如以下原因。
可认为：在固相线温度以上且液相线温度以下的温度范围内，非共晶焊料材料处于液相与固相可共存的状态。若在超过液相线温度的温度、即非共晶焊料材料全体成为液相的状态下粘接非共晶焊料材料，则由于表面张力而排斥液相状态的非共晶焊料材料，无法粘接于被粘接体表面、特别是粘接于形成有氧化物的被粘接体表面。与此相对的是，在液相状态的非共晶焊料材料与固相状态的非共晶焊料材料共存的状态下，由于固相状态的非共晶焊料材料的存在而使液相状态的非共晶焊料材料的表面张力变小，非共晶焊料材料的排斥得到抑制，且基于液相状态的非共晶焊料材料而使非共晶焊料材料整体的湿润性提高，由此焊料被覆层良好地粘接于被粘接体表面上。
对于所述布线构件粘接体而言，从良好的粘接性及布线构件粘接体的生产性的观点出发，优选的是，焊料被覆层在固相线温度以上且不足液相线温度的温度范围内、或者超过固相线温度且液相线温度以下的温度范围内粘接于被粘接体上而成的布线构件粘接体。更优选焊料被覆层在超过固相线温度且不足液相线温度的温度范围内粘接于被粘接体上而成的布线构件粘接体。
另外，从进一步使粘接性提高的观点出发，优选调整粘接时的布线构件的焊料被覆层中的液相与固相的比例。具体而言，优选在所述布线构件的焊料被覆层的全体中的液相所占的比例成为30质量％以上且不足100质量％的温度下进行粘接，更优选为在成为35质量％以上且99质量％以下的温度下进行粘接，进一步更优选为在成为40质量％以上且98质量％以下的温度下进行粘接。
需要说明的是，布线构件粘接时的焊料被覆层的液相所占的比例可根据所使用的焊料组成的平衡状态图而求出。
将布线构件粘接于被粘接体上时的热处理的方法并无特别限制，可采用以往公知的方法。例如可举出：通过加热板等对被粘接体进行加热，在该被粘接体上载置布线构件，一边控制布线构件的焊料被覆层的温度，一边使用设定为与加热板相同的温度的焊料烙铁来对焊料被覆层进行热处理的方法；在被粘接体上以与焊料被覆层相接的方式载置布线构件的状态下，使其经过一定温度的软熔炉的方法等。
在所述粘接工序中，优选一边将布线构件按压在被粘接体上一边进行粘接。由此使布线构件的焊料被覆层中的固相被按压在所述被粘接体上，粘接性更进一步提高。该按压的压力可适当设定，例如优选设为200Pa～5MPa，更优选设为1kPa～2MPa。
另外，在粘接工序中，优选将热处理时间设为1秒以上，更优选设为3秒以上，进一步更优选设为10秒以上。由此使焊料被覆层中的固相与所述被粘接体更进一步接触，布线构件与被粘接体的粘接性更进一步提高。
(被粘接体)
本发明的布线构件粘接体的制造方法中所使用的被粘接体并无特别限制。例如可举出氧化物被粘接体、半导体基板、电极等。
作为氧化物被粘接体，只要是至少在其表面的一部分或整个面具有氧化物层的物体，则并无特别限制。对于所述氧化物被粘接体是否在表面具有氧化物层的确认，可通过能量分散型X射线分析(EDX)来进行。例如氧化物被粘接体优选选自氧化物、被氧化层被覆的金属、玻璃及氧化物陶瓷。
作为氧化物，可举出氧化铟锡(ITO)、二氧化硅、氧化铬、氧化硼等。作为被氧化膜被覆的金属中的金属种类，可举出铜、铁、钛、铝、银、不锈钢等。作为玻璃，并无特别限制，可举出无碱玻璃、石英玻璃、低碱玻璃、碱玻璃等。作为氧化物陶瓷，可举出氧化铝陶瓷、氧化锆陶瓷、氧化镁陶瓷、氧化钙陶瓷等。
另外，对于使用所述布线构件而形成的布线构件粘接体而言，即使被粘接体为氧化物被粘接体，非共晶焊料材料对氧化物层的排斥也能得到抑制，表现出被粘接体与布线构件良好的粘接性。
作为半导体基板，例如可举出太阳能电池形成用的具有pn结的硅基板、半导体装置中所使用的硅基板、发光二极管的基材中所使用的碳化硅基板等。
电极例如可通过将赋予至所述半导体基板上的电极用糊剂烧成等而形成。电极用糊剂并无特别限制，例如可举出包含玻璃粒子、含磷铜合金粒子、溶剂以及树脂的糊剂。若使用这样的电极用糊剂在半导体基板上形成电极，则在烧成时，在表面形成作为氧化物的玻璃层，通过形成所述玻璃层，而使铜的氧化得到抑制，从而可形成电阻率低的电极。另外，优选为所形成的电极还含有锡。锡可在所述电极用糊剂中在所述含磷铜合金粒子中含有，也可与含磷合金粒子分开地作为含锡粒子被含有。
所述布线构件粘接体中的焊料被覆层可根据需要而进一步与其它布线构件、电子电路元件等粘接。即，也可经由焊料被覆层而将粘接于被粘接体上的布线材料与其它布线构件或电子电路元件等粘接。通过使所述焊料被覆层与布线构件或电子电路元件等粘接，可将被粘接体与布线构件或电子电路元件等机械性及电性连接。
对于所述布线构件粘接体来说，由于将被粘接体与布线构件机械性及电性连接，因此可构成使用陶瓷基板或玻璃基板的电子电路基板或半导体基板、MEMS元件、以ITO膜、IZO膜之类的氧化物导电膜为电极的平板显示器元件、金属-玻璃-氧化物陶瓷-非氧化物陶瓷的焊接构件、电气布线、氧化物的布线等的一部分。
＜太阳能电池及其制造方法＞
本发明的布线构件可作为太阳能电池用布线构件而使用。由此可提供使用所述布线构件的太阳能电池。即，本实施方式的太阳能电池包含：具有杂质扩散层且形成了pn结的半导体基板、在所述杂质扩散层上设置的电极、以及粘接于所述电极上的所述布线构件。换言之，所述太阳能电池是将所述布线构件与作为被粘接体的太阳能电池用半导体基板粘接而成的布线构件粘接体。
本实施方式的太阳能电池的制造方法与使用所述半导体基板作为被粘接体的布线构件粘接体的制造方法相同。在太阳能电池的制造方法中，作为半导体基板，使用具有杂质扩散层且形成了pn结的半导体基板，并且在该杂质扩散层上设置电极。具备具有杂质扩散层且形成了pn结的半导体基板、以及设置在所述杂质扩散层上的电极的太阳能电池基板可为市售品，也可如上所述地使用电极用糊剂，在半导体基板上形成电极而制作。
太阳能电池的制造中所使用的半导体基板上的电极在表面具有氧化物层的情况较多，因此太阳能电池多数情况下成为在所述氧化物层上粘接有布线构件的结构。在使用了本发明的布线构件的太阳能电池的制造方法中，无需通过助焊剂等将电极表面的氧化物层除去，因此由于所述助焊剂所造成的所述电极的腐蚀作用得以防止。另外，由于并未使用助焊剂，因此在所述电极上粘接所述焊料层时，可省略使所述助焊剂中的溶剂成分干燥的工序，而且可省略在所述电极上粘接所述焊料层之后的助焊剂清洗工序。结果，在所述表面上具有氧化物层的电极与布线构件被电性连接，得到发电性能优异的太阳能电池。
＜太阳能电池模块及其制造方法＞
本实施方式的太阳能电池模块是经由所述布线构件将多个太阳能电池连结而成的，所述太阳能电池包含：具有杂质扩散层且形成了pn结的半导体基板、设置于所述杂质扩散层上的电极、以及粘接于所述电极上的所述布线构件。另外，也可根据需要在布线构件上进一步层叠密封树脂、保护玻璃、保护膜等。
所述太阳能电池模块可通过公知的方法而制造。例如，可通过以下作为一例示出的太阳能电池模块的制造方法进行制造。
图4是概念性表示太阳能电池模块的制造方法的一个实施方式的剖面图、立体图及分解立体图。
在图4(a)中，在形成有作为总线电极的表面电极105、作为指状棒电极的表面电极103、背面电极106及作为总线电极的背面电极107的多个半导体基板101的表面电极105上及背面电极107上，配置本发明的布线构件110、布线构件102。进而，通过布线材料110将其中一个半导体基板101上的表面电极105与另一个半导体基板101上的背面电极107连结，构成层叠体100。
在图4(b)中，对于如图4(a)所示地配置的半导体基板101及布线构件110、布线构件102，使用与布线构件110、布线构件102同宽同长的窄宽的陶瓷加热器21，进行第一加热工序，分别将表面电极105及背面电极107与布线构件110、布线构件102粘接。作为加热方法，除了使用陶瓷加热器21的方法以外，也可适用加热板、加热烘箱、陶瓷加热器、喷嘴加热器、电磁感应加热(induction heating；IH)等公知方法。从能更简便地加热的角度考虑，加热方法优选使用陶瓷加热器21的方法。另外，也可通过匹配布线构件110、布线构件102的宽或长度而使用多个从喷嘴喷射热风的喷嘴加热器来简便地进行加热。例如，通过使用窄宽的陶瓷加热器及喷嘴加热器而更均匀地传热，使半导体基板101上的表面电极105及背面电极107与布线构件110、布线构件102的粘接性变得更良好。
上述加热工序的加热温度并无特别限制。在本实施方式中，优选与在上述制造布线构件粘接体时同样地，在布线构件110、布线构件102的焊料被覆层中所含的非共晶焊料材料的固相线温度以上且液相线温度以下的温度范围内，粘接于作为被粘接体的半导体基板101的表面电极105及背面电极107上。例如在183℃～214℃条件下进行加热工序。
对于加热时间，优选为1秒～180秒，更优选为2秒～90秒，特别优选为3秒～30秒。若加热时间为1秒以上，则倾向于将作为被粘接体的半导体基板101与布线构件110、布线构件102充分地粘接；若为180秒以下，则可抑制在作为被粘接体的半导体基板101上产生翘曲，使太阳能电池制造中的良率提高。
在加热工序时，也可在配置有布线构件110、布线构件102的半导体基板101上搭载荷重，或可以使用窄宽的陶瓷加热器21同时进行加压处理。通过在加热工序时进行加压处理，可更均匀地传热，从而变得既能防止布线构件110、布线构件102的变形，又能进行布线构件110、布线构件102与半导体基板101的连接。作为施加的压力，优选为0.02MPa～5MPa，更优选为0.05MPa～3MPa，特别优选为0.1MPa～2MPa。若为0.2MPa以上，则可更容易地传热，且可将布线构件110、布线构件102更牢固地粘接于半导体基板101。另外，若为5MPa以下，则可抑制半导体基板101破裂或者在半导体基板101上产生裂痕。
在图4(c)中，进行第二加热工序而制造太阳能电池模块：在粘接有布线构件110的半导体基板101的双面上层叠密封树脂120，在半导体基板110的受光面侧的密封树脂120上层叠保护玻璃(强化玻璃)121，在半导体基板110的背面侧的密封树脂120上层叠保护膜122，进行加热处理。
从透明性、柔软性、价格等观点出发，密封树脂120优选为乙烯-乙酸乙烯酯共聚树脂(以下称为“EVA”)、聚乙烯醇缩丁醛。另外，保护玻璃121优选为在单面实施了压花加工的玻璃。另外，作为保护膜122，可举出氟树脂膜、PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯等)。从耐候性、水蒸气阻隔性、电绝缘性等观点出发，优选保护膜122使用各种复合膜。作为复合膜，例如可使用从半导体基板101侧起依序层叠有电绝缘性膜／粘接剂／水蒸气阻隔性膜／粘接剂／耐候性膜的复合膜。作为电绝缘性膜，可应用电绝缘用PET膜，作为水蒸气阻隔制的膜，可应用铝箔、氧化铝、二氧化硅蒸镀PET膜，作为耐候性膜，可分别应用氟树脂膜、氟树脂涂膜、耐热低寡聚物PET膜。
在第二加热工序中，可使用一般的加热板或加热烘箱。另外，可使用作为在太阳能电池元件的密封处理中所通常使用的装置的真空层压机。真空层压机可通过在对腔室内进行真空脱气后仅仅开放盖部，而在恒定地施加大气压(0.1MPa)的压力的同时进行加热。从防止污垢的观点出发，优选使用特氟龙(注册商标)薄片。
第二加热工序中的加热温度只要是不对密封树脂120或背衬薄片122造成影响的温度，则并无特别限制。通常，加热温度优选为80℃～200℃，更优选为110℃～160℃，特别优选为120℃～150℃。若加热温度为100℃以上，则能充分获得作为密封树脂的EVA的流动性、粘接性，形成良好的密封状态。若加热温度为160℃以下，则存在可抑制EVA或背衬薄片由于热而劣化的倾向。
第二加热工序中的加热时间优选为1分钟～60分钟，更优选为3分钟～50分钟，特别优选为5分钟～30分钟。若加热时间为1分钟以上，则存在处理多个太阳能电池时的温度偏差不会变大，密封树脂更均匀地聚合，从而获得良好的密封状态的太阳能电池模块的倾向。另外若为1分钟以上，则存在密封树脂EVA的固化充分地进行，可靠性更进一步提高的倾向。另外，加热时间为60分钟以下时，会抑制半导体基板发生翘曲，太阳能电池模块的制造中的良率更进一步提高。
另外，在第二加热工序后，为了使密封更充分地完成，也可进行附加的加热处理。附加的加热处理例如可使用加热烘箱，在60℃～150℃下进行1分钟～120分钟。
另外，这里记载了使用在双面具有电极的结构的太阳能电池元件的太阳能电池模块的制造方法，但本发明的太阳能电池模块并不限定于此。作为在双面具有电极的结构的太阳能电池元件，例如可举出在图5A中示出上表面侧的平面图、在图5B中示出下表面侧的平面图的太阳能电池元件。在图5A中，在半导体基板101上配置有作为指状棒电极的表面电极103与作为总线电极的表面电极105。在图5B中，在半导体基板101上配置有背面电极106与作为总线电极的背面电极107。
作为双面电极型以外的太阳能电池元件，例如可举出在图6A中示出平面图、在图6B中示出立体图的背部接触型太阳能电池元件。背部接触型太阳能电池元件例如为具有如下结构的太阳能电池：在表面形成有n型扩散层3的p型半导体基板1的受光面侧(在图6B中以箭头表示)形成有收集所产生的电力的集电用栅格电极2，且具备通过半导体基板1的内部而用来将集电用栅格电极2所收集的电流入至背面的通孔电极4、对流过通孔电极的电力进行集电的背面电极6、以及在背面的表层上所形成的p+型扩散层上所形成的背面电极7。
使用本发明的布线构件制造的太阳能电池由于半导体基板与布线构件的粘接强度高、且可抑制粘接时的电池单元破裂，因此能谋求太阳能电池的良率的提高。
实施例
以下，通过实施例对本发明进行具体的说明，但本发明并不限定于这些实施例。另外，只要无特别的说明，则“份”及“％”为质量基准。另外，导电件及布线构件的平均厚度用测微计测定5个位置的厚度，求出其算术平均值。
＜实施例1＞
(导电件的制作)
作为导电件，对Cu材料(纯度为99.99％)进行压延加工而制作宽1.5mm、平均厚度0.2mm的矩形线状导电件。
(非共晶焊料材料的制备)
图7表示作为制造本发明的布线构件的装置的熔融镀敷设备21的概况。本发明的布线构件的被覆导电件的焊料合金的组成可通过投入至图7的焊料浴23中的金属原料的构成来控制。即，使用锡板与铅板作为金属原料，以成为锡10份及铅90份的方式制备非共晶焊料材料。
使用热电耦及笔尖记录器(横河电机株式会社制造的图表记录器LR4200E)研究所得的焊料合金的冷却曲线，结果是液相线温度为302℃、固相线温度为275℃。
(布线构件的制作)
使用在图7中概略表示的装置，在利用非氧化性气体覆盖表面的投入有上述所得的焊料合金的焊料合金浴23中配置反转辊14。从送出辊22送出上述矩形线状的导电件12，从反转辊14的下方通过焊料浴23，通过提拉辊32将其拉至上方，由此在导电件的表面整体形成包含非共晶焊料材料的焊料被覆层，从而制作了布线构件1。
所得的布线构件1的宽为1.5mm，平均厚度为0.24mm。
(拉伸粘接强度测定端子的制作)
将上述所得的布线构件1切断为20mm的长度，在距其一端为1.5mm的位置进行弯曲以使其成为L字形状，进一步在距其另一端为3.5mm的位置进行弯曲以使其成为U字形状，将其用作拉伸粘接强度测定端子。
(被粘接体的制作)
作为被粘接体，使用形成有背面电极(总线电极)的太阳能电池用半导体基板。
准备在受光面形成有n型半导体层、纹理及防反射膜(氮化硅膜)的膜厚为190μm的p型半导体基板，切出125mm×125mm的大小。接下来使用丝网印刷法，将市售的银(Ag)糊剂(杜邦公司制造、导体糊剂SolametPV1505)以成为图5B的背面电极107所示的电极图案的方式印刷在其背面。适宜调整印刷条件(丝网版的网目、印刷速度、印压)以使背面电极的图案由4mm宽的总线构成，烧成后的膜厚成为约5μm。将其放入加热至150℃的烘箱中15分钟，通过蒸散而除去溶剂。
接下来，在红外线快速加热炉内，在大气环境下、800℃下进行3秒～4秒的热处理(烧成)，形成背面电极。在所得的背面电极的表面形成银系氧化物层。
(布线构件粘接体的制作)
将上述所得的形成有背面电极的半导体基板用作被粘接体，在加热板(AsOne株式会社制造；HP-1SA)上对所述被粘接体进行加热，放置足够的时间直至温度变恒定。温度通过表面温度计来对被粘接体的表面进行测定而得。
将上述所制作的拉伸粘接强度测定端子，以其弯曲为L字形状的宽1.5mm、长1.5mm的面与电极背面上接触的方式进行放置，使用设定为与加热板相同温度的焊料烙铁(太洋电机产业株式会社制造的RV-802AS)，按压在电极背面3秒而进行粘接。
如表1所示地对加热板及焊料烙铁的温度进行调节，在各个粘接温度下进行粘接。
(粘接性评价)
关于粘接性，使用推拉力计(Teclock公司制造的推拉力计DDN-705-10)，以镀敷的密接性试验方法(JIS H8504)为基准而测定拉伸粘接强度，基于以下的评价基准进行评价。将A及B作为合格，将C及D作为不合格。
——评价基准——
A：拉伸粘接强度为
Figure BDA0000461385430000221
以上，良好地粘接。
B：在拉伸粘接强度为
Figure BDA0000461385430000222
以上且不足
Figure BDA0000461385430000223
下粘接。
C：在拉伸粘接强度不足
Figure BDA0000461385430000224
下粘接，但由于焊料稍微排斥、或者虽然粘接但固形物多等理由，在粘接操作性方面存在困难。
D：并未粘接(包含以下状态：排斥而未粘接、固形物多而未粘接、凝固而未粘接)。
将各个粘接温度下的粘接性的评价结果示于表1中。另外，在以后的表中的“-”表示未评价。
＜实施例2＞
在实施例1中，将布线构件的制作中所使用的焊料合金的组成由锡10份及铅90份变更为锡20份及铅80份，制作形成有包含非共晶焊料材料的焊料被覆层的布线构件2，除了使用其以外，与实施例1同样地，进行各粘接温度下的粘接性的评价。另外，作为所得的布线构件2的非共晶焊料材料，研究冷却曲线的结果是液相线温度为280℃、固相线温度为183℃。将结果示于表1中。
＜实施例3＞
在实施例1中，将布线构件的制作中所使用的焊料合金的组成由锡10份及铅90份变更为锡30份及铅70份，制作形成有包含非共晶焊料材料的焊料被覆层的布线构件3，除了使用其以外，与实施例1同样地，进行各粘接温度下的粘接性的评价。另外，作为所得的布线构件3的非共晶焊料材料，研究冷却曲线的结果是液相线温度为255℃、固相线温度为183℃。将结果示于表1中。
＜实施例4＞
在实施例1中，将布线构件的制作中所使用的焊料合金的组成由锡10份及铅90份变更为锡45份及铅55份，制作形成有包含非共晶焊料材料的焊料被覆层的布线构件4，除了使用其以外，与实施例1同样地，进行各粘接温度下的粘接性的评价。另外，作为所得的布线构件4的非共晶焊料材料，研究冷却曲线的结果是液相线温度为227℃、固相线温度为183℃。将结果示于表2中。
＜实施例5＞
在实施例1中，将布线构件的制作中所使用的焊料合金的组成由锡10份及铅90份变更为锡50份及铅50份，制作形成有包含非共晶焊料材料的焊料被覆层的布线构件5，除了使用其以外，与实施例1同样地，进行各粘接温度下的粘接性的评价。作为布线构件5的非共晶焊料材料，研究冷却曲线的结果是液相线温度为214℃、固相线温度为183℃。将结果示于表2中。
＜实施例6＞
在实施例1中，将布线构件的制作中所使用的焊料合金的组成由锡10份及铅90份变更为锡60份及铅40份，制作形成有包含非共晶焊料材料的焊料被覆层的布线构件6，除了使用其以外，与实施例1同样地，进行各粘接温度下的粘接性的评价。另外，作为所得的布线构件6的非共晶焊料材料，研究冷却曲线的结果是液相线温度为188℃、固相线温度为183℃。将结果示于表3中。
＜实施例7＞
在实施例6中，将布线构件的制作中所使用的焊料合金的组成由锡60份及铅40份变更为锡63份及铅37份，制作形成有包含非共晶焊料材料的焊料被覆层的布线构件7，除了使用其以外，与上述同样地进行，进行各粘接温度下的粘接性的评价。另外，作为所得的布线构件7的非共晶焊料材料，研究冷却曲线的结果是液相线温度为185℃、固相线温度为183℃。将结果示于表3中。
＜实施例8＞
在实施例6中，将布线构件的制作中所使用的焊料合金的组成由锡60份及铅40份变更为锡70份及铅30份，制作形成有包含非共晶焊料材料的焊料被覆层的布线构件8，除了使用其以外，与上述同样地进行，进行各粘接温度下的粘接性的评价。另外，作为所得的布线构件8的非共晶焊料材料，研究冷却曲线的结果是液相线温度为192℃、固相线温度为183℃。将结果示于表3中。
＜实施例9＞
在实施例6中，将布线构件的制作中所使用的焊料合金的组成由锡60份及铅40份变更为锡80份及铅20份，制作形成有包含非共晶焊料材料的焊料被覆层的布线构件9，除了使用其以外，与上述同样地进行，进行各粘接温度下的粘接性的评价。另外，作为所得的布线构件10的非共晶焊料材料，研究冷却曲线的结果是液相线温度为205℃、固相线温度为183℃。将结果示于表4中。
＜实施例10＞
在实施例6中，将布线构件的制作中所使用的焊料合金的组成由锡60份及铅40份变更为锡90份及铅10份，制作形成有包含非共晶焊料材料的焊料被覆层的布线构件10，除了使用其以外，与上述同样地进行，进行各粘接温度下的粘接性的评价。另外，作为所得的布线构件10的非共晶焊料材料，研究冷却曲线的结果是液相线温度为218℃、固相线温度为183℃。将结果示于表4中。
＜实施例11＞
在实施例1中，将布线构件的制作中所使用的焊料合金的组成由锡10份及铅90份变更为锡42份及铋58份，制作形成有包含非共晶焊料材料的焊料被覆层的布线构件11，除了使用其以外，与上述同样地进行，进行各粘接温度下的粘接性的评价。另外，作为所得的布线构件11的非共晶焊料材料，研究冷却曲线的结果是液相线温度为141℃、固相线温度为139℃。将结果示于表5中。
＜实施例12＞
在实施例11中，进一步将布线构件的制作中所使用的焊料合金的组成由锡42份及铋58份变更为锡42份、铋57份及银1份，制作形成有包含非共晶焊料材料的焊料被覆层的布线构件12，除了使用其以外，与上述同样地进行，进行各粘接温度下的粘接性的评价。另外，作为所得的布线构件12的非共晶焊料材料，研究冷却曲线的结果是液相线温度为140℃、固相线温度为138℃。将结果示于表5中。
＜实施例13＞
在实施例11中，将布线构件的制作中所使用的焊料合金的组成由锡42份及铋58份变更为锡61份及铋39份，制作形成有包含非共晶焊料材料的焊料被覆层的布线构件13，除了使用其以外，与上述同样地进行，进行各粘接温度下的粘接性的评价。另外，作为所得的布线构件13的非共晶焊料材料，研究冷却曲线的结果是液相线温度为177℃、固相线温度为138℃。将结果示于表6中。
＜实施例14＞
在实施例11中，将布线构件的制作中所使用的焊料合金的组成由锡42份及铋58份变更为锡56份及铋44份，制作形成有包含非共晶焊料材料的焊料被覆层的布线构件14，除了使用其以外，与上述同样地进行，进行各粘接温度下的粘接性的评价。另外，作为所得的布线构件14的非共晶焊料材料，研究冷却曲线的结果是液相线温度为167℃、固相线温度为138℃。将结果示于表6中。
＜实施例15＞
在实施例12中，将布线构件的制作中所使用的焊料合金的组成由锡42份及铋58份变更为锡52份及铋48份，制作形成有包含非共晶焊料材料的焊料被覆层的布线构件15，除了使用其以外，与上述同样地进行，进行各粘接温度下的粘接性的评价。另外，作为所得的布线构件15的非共晶焊料材料，研究冷却曲线的结果是液相线温度为158℃、固相线温度为138℃。将结果示于表6中。
＜比较例1＞
在实施例1中，将布线构件的制作中所使用的焊料合金的组成由锡10份及铅90份变更为锡62份及铅38份，获得形成有包含共晶焊料材料的焊料被覆层的布线构件S1，除了使用其以外，与实施例1同样地，进行各粘接温度下的粘接性的评价。作为所得的布线构件S1的焊料合金，研究冷却曲线的结果是液相线温度与固相线温度无法分离，均显示为183℃，为固相线温度与液相线温度之差不足2℃的共晶焊料材料。将结果示于表1中。
[表1]
Figure BDA0000461385430000261
[表2]
Figure BDA0000461385430000271
[表3]
[表4]
Figure BDA0000461385430000281
[表5]
Figure BDA0000461385430000291
[表6]
Figure BDA0000461385430000301
如表1～表6所示，对于作为布线构件的被覆导电件的焊料被覆层而使用固相线温度与液相线温度之差为2℃以上的非共晶焊料合金而得的布线构件，通过在不使用助焊剂、且不使用特别的装置的情况下，在固相线温度以上且液相线温度以下的温度下与被粘接体粘接，从而能够以优异的粘接性进行粘接。
＜实施例16＞
在实施例5中，将被粘接体由太阳能电池用半导体基板变更为石英玻璃(信越化学工业株式会社制造、合成石英玻璃、表面为通常玻璃面)，除此以外，与实施例5同样地，进行粘接温度与粘接性的评价，结果可知与上述实施例5同样地显示出良好的粘接性。
＜实施例17＞
在实施例5中，将被粘接体由太阳能电池用半导体基板变更为利用蒸镀在无碱玻璃上形成的ITO(氧化铟锡)膜，除此以外，与实施例5同样地，进行粘接温度与粘接性的评价，结果可知与上述实施例5同样地在焊料材料的固相线温度以上且液相线温度以下的温度下显示出良好的粘接性。
＜实施例18＞
在实施例5中，将被粘接体由太阳能电池用半导体基板变更为氧化铝陶瓷(氧化物陶瓷)，除此以外，与实施例5同样地，进行粘接温度与粘接性的评价，结果可知与上述实施例5同样地在焊料材料的固相线温度以上且液相线温度以下的温度下显示出良好的粘接性。
＜实施例19＞
在实施例5中，将被粘接体由太阳能电池用半导体基板变更为铜板，除此以外，与实施例5同样地，进行粘接温度与粘接性的评价，结果可知与上述实施例5同样地在焊料材料的固相线温度以上且液相线温度以下的温度下显示出良好的粘接性铜的表面覆盖有包含氧化铜的氧化膜，在通常的焊接作业中，为了除去所述氧化膜而需要涂布适当的助焊剂，且在焊接作业后将该助焊剂清洗除去。在本发明的布线构件粘接体中，可无需涂布助焊剂，进而可省略助焊剂清洗工序。
＜实施例20＞
(a)用于形成被粘接体的电极用糊剂组合物的制备
制备包含7质量％的磷的含磷铜合金粒子，使其熔解并通过水雾化法对其进行粉末化后，进行干燥、分级。将进行了分级的粉末加以混合，进行脱氧、脱水处理，制备了包含7质量％的磷的含磷铜合金粒子(以下有时简记为“Cu7P”)。另外，含磷铜合金粒子的粒径(D50％)为5μm。
制备包含二氧化硅(SiO2)3份、氧化铅(PbO)60份、氧化硼(B2O3)18份、氧化铋(Bi2O3)5份、氧化铝(Al2O3)5份、氧化锌(ZnO)9份的玻璃(以下有时简记为“G1”)。
所得的玻璃G1的软化点为420℃、结晶温度超过600℃。
使用所得的玻璃G1，获得粒径(D50％)为1.7μm的玻璃粒子。
将上述所得的含磷铜合金粒子Cu7P56.1份、锡粒子(Sn；粒径(D50％)为10.0μm；纯度为99.9％以上)29.0份、玻璃G1粒子1.7份、及包含3质量％的乙基纤维素(EC、重均分子量为190000)的萜品醇(异构混合体)溶液13.2份混合，在玛瑙研钵中进行20分钟的搅拌混合，从而制备了电极用糊剂组合物Cu7PG1。
(b)作为被粘接体的表面具有氧化物层的电极的制作
使用丝网印刷法，以成为图4的输出取出电极所示的电极图案的方式将上述所得的电极用糊剂组合物Cu7PG1印刷在半导体硅基板上。适宜调整印刷条件(丝网版的网目、印刷速度、印压)以使电极图案成为宽为4mm，烧成后的膜厚为15μm。将其放入加热至150℃的烘箱中15分钟，通过蒸散而除去溶剂。
接下来，在红外线快速加热炉内，在大气环境下、600℃下进行10秒的热处理(烧成)，获得输出取出电极。在所得的输出取出电极的表面形成Sn-P-O系玻璃氧化物层及铜系氧化物层。Sn-P-O系玻璃氧化物层及铜系氧化物层的确认可通过能量分散型X射线分析装置(日立扫描式电子显微镜SU1510)来进行。
(c)焊料和布线构件的制作
使用棒状焊料(Sn50质量％-Pb50质量％；ShinfujiBurner(株)制造)与板铅(Pb；辉阳产业株式会社制造)，以成为锡10份及铅90份的方式进行称量，接着在石墨坩埚中、450℃下进行熔融，进一步流入至模具中而进行骤冷，由此获得固体状的焊料1。作为所得的焊料1，研究冷却曲线的结果是液相线温度为302℃、固相线温度为275℃。通过与实施例1同样的方法而制成布线构件。
(d)粘接性的评价
通过与实施例1同样的方法来评价粘接性。将结果示于表7中。另外，使加热板及焊料烙铁的温度在200℃～300℃中变化而进行连接，结果可知在280℃～300℃下进行连接时，显示出优异的粘接性。即，可知在使用了本发明的布线构件的情况下，即使在使用表面具有氧化物层的电极作为被粘接体的情况下，也显示优异的粘接性。
如上所述，在固相线温度以上且液相线温度以下的温度下，使用具有非共晶焊料作为焊料被覆层的布线构件来与电极粘接时，显示出优异的粘接性。
＜实施例21＞
[太阳能电池的制作]
准备在受光面形成有n型半导体层、纹理及防反射膜(氮化硅膜)的膜厚为190μm的p型半导体基板，切出125mm×125mm的大小。使用丝网印刷法，将银电极用糊剂组合物(杜邦公司制造、导体糊剂Solamet159A)，以成为如图5A所示的电极图案的方式印刷在该受光面。电极的图案包含150μm宽的指状棒电极103与1.1mm宽的总线电极105，适宜调整印刷条件(丝网版的网目、印刷速度、印压)以使烧成后的膜厚成为约5μm。将其放入加热至150℃的烘箱中15分钟，通过蒸散而除去溶剂。
接下来，在背面，同样地通过丝网印刷将铝电极糊剂(PVG SolutionsInc.制造、Solar Cell Paste(Al)HyperBSF Al Paste)印刷在如图5B所示的除了形成作为总线电极的背面电极107的部分以外的整个面上。适宜调整印刷条件以使烧成后的膜厚成为40μm。将其放入加热至150℃的烘箱中15分钟，通过蒸散除去溶剂。
进一步在红外线快速加热炉内，在大气环境下、850℃下进行2秒的加热处理(烧成)，获得受光面电极(表面电极103、表面电极105)及集电电极(背面电极)106。
接下来，使用丝网印刷法将上述实施例20中所得的电极用糊剂组合物Cu7PG1，以成为图5B的作为总线电极的背面电极107中所示的电极图案的方式印刷在背面。电极的图案包含4mm宽的总线，适宜调整印刷条件(丝网版的网目、印刷速度、印压)以使烧成后的膜厚成为15μm。将其放入加热至150℃的烘箱中15分钟，通过蒸散除去溶剂。
接下来，在红外线快速加热炉内，在大气环境下、600℃下进行10秒的热处理(烧成)，获得输出取出电极。在所得的作为总线电极的背面电极107上形成有Sn-P-O系玻璃氧化物层及铜系氧化物层。
接下来，在上述所得的作为总线电极的表面电极105及作为总线电极的背面电极107上，在200℃下分别粘接上述实施例5中所制作的布线构件5。随后进行冷却而制作所期望的太阳能电池。
[作为太阳能电池的发电性能的评价]
对于实施例21中所制作的太阳能电池的评价，可将如下的测定装置加以组合来进行：作为模拟太阳光的WACOM ELECTRICCO.,LTD.制造的WXS-155S-10、作为电流-电压(I-V)评价测定器的I-V CURVETRACER MP-160(EKO INSTRUMENT公司制造)。
作为太阳能电池的发电性能，分别以JIS-C-8912、JIS-C-8913及JIS-C-8914为依据而测定Eff(转换效率)、FF(填充因子)、Voc(开路电压)及Jsc(短路电流)。另外，将所得的各测定值换算为将如下的太阳能电池的测定值作为100.0时的相对值：使用比较例1中所得的布线构件S1作为布线构件，作为总线电极的背面电极而使用市售的银(Ag)糊剂(杜邦公司制造、导体糊剂Solamet PV1505、烧成温度为800℃)，通过与本实施例21同样的工序而制得的太阳能电池。这样，可知转换效率成为99.7％，填充因子成为97.8％，开路电压成为100.2％，短路电压成为101.0％，显示出良好的发电性能。另外，在将布线构件S1粘接于输出取出电极上时，在涂布RMA的助焊剂后进行粘接。
对于日本专利申请2011-162598号、日本专利申请2011-176982号及日本专利申请2011-263043号公开的内容，通过参照而将其全体并入本说明书中。
作为本说明书中所记载的所有文献、专利申请及技术规格，与具体且各个地记载通过参照而将各个文献、专利申请及技术规格并入的情形同等程度地通过参照而并入在本说明书中。

Claims (12)

1.一种布线构件，其包含：
导电件；和
焊料被覆层，配置于所述导电件的表面的至少一部分区域上，且包含非共晶焊料材料。
2.如权利要求1所述的布线构件，其中，所述非共晶焊料材料包含选自由锡(Sn)、铜(Cu)、银(Ag)、铋(Bi)、铅(Pb)、铝(Al)、钛(Ti)及硅(Si)所组成的组中的2种以上金属，熔点为450℃以下，锌(Zn)及铟(In)的含有率分别为1质量％以下，且固相线温度与液相线温度之差为2℃以上。
3.如权利要求1或2所述的布线构件，其中，所述导电件包含选自由铜(Cu)、银(Ag)、金(Au)及铝(Al)所构成的组中的至少1种。
4.如权利要求1～3中的任一项所述的布线构件，其中，所述导电件包含纯度为99.99％以上的高纯度铜(Cu)。
5.如权利要求1～4中的任一项所述的布线构件，其中，所述导电件的平均厚度为0.001mm以上。
6.如权利要求1～5中的任一项所述的布线构件，其是太阳能电池用布线构件。
7.一种权利要求1～6中的任一项所述的布线构件的制造方法，包含如下工序：
通过压延加工、注射模塑加工、挤出加工或狭缝加工，将导电件成形为长条形状的工序；和
在所述长条形状的导电件的表面的至少一部分区域上赋予非共晶焊料材料而形成焊料被覆层的工序。
8.一种布线构件粘接体的制造方法，其包含如下工序：
将权利要求1～6中的任一项所述的布线构件，在所述非共晶焊料材料的固相线温度以上、液相线温度以下的温度范围内粘接于被粘接体上的工序。
9.如权利要求8所述的布线构件粘接体的制造方法，其中，所述温度范围是所述焊料被覆层中所含的非共晶焊料材料的总量中液相所占的比例成为30质量％以上且小于100质量％的温度范围。
10.如权利要求8或9所述的布线构件粘接体的制造方法，其中，不包含超声波粘接工序。
11.如权利要求8～10中的任一项所述的布线构件粘接体的制造方法，其中，所述被粘接体是选自由氧化物、利用氧化物层被覆了的金属、玻璃及氧化物陶瓷所构成的组中的至少1种。
12.一种布线构件粘接体，其通过权利要求8～11中的任一项所述的制造方法而获得。
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