JP2002026362A

JP2002026362A - 積層体の加工方法及び加工装置

Info

Publication number: JP2002026362A
Application number: JP2000212188A
Authority: JP
Inventors: Morio Kiso; 盛夫木曾; Kenji Takada; 健司高田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2000-07-13
Filing date: 2000-07-13
Publication date: 2002-01-25

Abstract

(57)【要約】【課題】信頼性が高く、加工が容易な積層体の穴開け
加工方法と装置を提供する。【解決手段】少なくとも第１の部材１０１と第２の部
材１０２とを有する積層体の加工方法において、第２の
部材１０２の表面から該第２の部材の融点又は軟化点よ
りも高く、且つ、第１の部材１０１の表面の融点又は軟
化点よりも高い温度に加熱したポンチ１０３を挿入し、
第２の部材１０２の一部と第１の部材１０１の表面の一
部を溶かすことにより、ポンチ１０３の挿入部分の第２
の部材を除去し、第１の部材を露出させる。これによ
り、第１の部材１０１の穴開け加工部分の第２の部材１
０２を選択的に残渣なく容易に取り除くことが可能であ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、積層体の加工方法
及び装置に関わり、特に太陽電池モジュール等の電子部
品の電極取り出し穴の加工方法及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、エネルギー資源の保護や環境問題
に対する意識の高まりが、世界的に広がっている。中で
も化石燃料の枯渇、ＣＯ₂排出に伴う地球の温暖化現象
に対する危倶感は深刻で、これらの問題を解消しうる新
しいエネルギーが注目されている。特に、太陽電池を使
用した太陽光発電は太陽エネルギーを直接電力に変換で
き、しかもクリーンなエネルギーであるため、大きな期
待が寄せられている。しかしながら、太陽電池の製造コ
ストはいまだ低いとはいえないため、安価で大量に製造
する技術が求められている。

【０００３】太陽電池モジュールは、一般的に、表面部
材と裏面部材の間に光起電力素子が封止材樹脂で封止さ
れた構造をしている。そして、太陽電池モジュールは、
受光面側の最表面部材としてガラスを使用したものと透
光性フィルムを使用したものに大別される。

【０００４】ガラスで覆われた太陽電池モジュールに
は、ガラスと光起電力素子とを封止材樹脂で接着する場
合と、ガラス基板上に直接光起電力素子を形成する場合
がある。

【０００５】また、透光性フィルムで覆われた太陽電池
モジュールでは、透光性フィルムと光起電力素子とを封
止材樹脂で接着する場合が一般的である。

【０００６】一方、これらの太陽電池モジュールの非受
光面側においては、封止材樹脂を介して絶縁性フィルム
を光起電力素子に接着している。特に、屋外のように直
接外気に触れる環境下で太陽電池モジュールを使用する
場合には、耐候性を考慮して絶縁性フィルムにフッ素樹
脂フィルムが好んで用いられる。また、表面部材に透光
性フィルムを使用している場合には、モジュールとして
の剛性不足を補うため、絶縁性フィルムの外側に補強板
を貼り付けることもある。

【０００７】このような構造の太陽電池モジュールの電
気出力は、モジュールの裏面側あるいは側面側から取り
出すのが一般的であり、なかでも裏面側から取り出すの
が主流である。具体的な電気出力の取り出し方法は以下
の通りである。

【０００８】まず、所望する電圧あるいは電流に応じ
て、複数個の光起電力素子を直列乃至は並列に接続して
光起電力素子群を形成した後、光起電力素子群の正極端
電極と負極端電極とを光起電力素子群の裏面側に配設
し、光起電力素子群を上記の封止部材等を用いてラミネ
ートする。この段階で、光起電力素子群の裏面側は、封
止材樹脂と絶縁性フィルムで被覆される。その後、電極
部を被覆している封止材樹脂と絶縁性フィルムとを除去
することにより電極部を露出させ、露出部に半田等で導
線を接続することにより光起電力素子の電気出力を取り
出せるようにしている。また、電極取り出し部の信頼性
を考慮して、この部位に端子箱を設けることも多い。

【０００９】この電極取り出し穴の形成方法としては、
例えば特開平１０−３４１０３２号公報のように電極部
に栓部材を配置し、光起電力素子を封止材樹脂で封止し
た後で、栓部材を除去して電極取り出し穴を形成する方
法がある。

【００１０】その他の方法としては、封止材樹脂で光起
電力素子を封止した後、刃物を用いて機械的に穴を形成
する方法や、既存の半田ごて等で封止材樹脂を溶融除去
する方法等がある。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、刃物を
用いて光起電力素子の電極部の封止材樹脂を除去して、
電極取り出し穴を形成する方法は、光起電力素子の電極
部自体を損傷しやすいため、非常に加工が難しい。また
仮に電極部を損傷せずに加工できたとしても、穴開け加
工部分の中央部の封止材樹脂が光起電力素子の電極部に
接着しているため、封止材樹脂のみを取り除くことは容
易ではない。

【００１２】また、太陽電池に使用される光起電力素子
をはじめ半導体素子は一般的に熱に弱い。このような素
子の封止材樹脂を既存の半田ごてのようなものを押し当
てて単純に溶融除去させるには、時間がかかり過ぎてし
まい、素子そのものを破壊してしまう恐れがある。ま
た、穴開け部分の封止材樹脂がはみ出してしまうため、
樹脂を残渣なくきれいに除去することも難しく、穴開け
部に残存する樹脂のため、後工程での半田付けが容易で
はなかった。

【００１３】上記の問題を解決するため、本発明者らは
前述の特開平１０−３４１０３２号公報でラミネート前
に電極部に栓部材を詰め、ラミネート後に栓部材を取り
除くことで、電極部を損傷することなくきれいな電極取
り出し穴を形成する方法を提示してきたが、更なる改善
が望まれていた。

【００１４】また、封止材樹脂によって封止された電子
部品や金属箔と樹脂との積層フィルムといった積層体の
樹脂部分のみを選択的に残渣なく除去し、穴開け加工を
行う一般的な方法は存在しなかった。

【００１５】本発明は、上記事情を鑑み、電子部品や金
属箔と樹脂との積層フィルムといった積層体の樹脂部分
のみを選択的に残渣なく取り除くことができ、また、従
来のような刃物による穴開け加工に比べて手間がかから
ず、電子部品や金属箔等を損傷せずに所望の穴開け加工
を可能にする積層体の加工方法及び加工装置を提供する
ことを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記のような問題を解
決、改善するため、本発明者は以下の方法及び装置が最
良であることを見出した。

【００１７】すなわち、本発明の加工方法は、少なくと
も第１の部材と第２の部材とを有する積層体の加工方法
において、前記第２の部材の表面から、該第２の部材の
融点又は軟化点よりも高く、且つ、前記第１の部材の表
面の融点又は軟化点よりも高い温度に加熱したポンチを
前記積層体に挿入し、前記第２の部材の一部と前記第１
の部材の表面の一部を溶かすことにより、前記ポンチの
挿入部分の第２の部材を除去し、前記第１の部材を露出
させることを特徴とする。

【００１８】第１の部材としては、少なくとも半田等の
低融点金属もしくは低融点金属が表面にコートされた部
材が好ましい。また第２の部材としては、第１の部材表
面より熱伝導度の低い有機高分子樹脂であることが好ま
しい。例えば、第１の部材としては、電子部品の電極、
特に樹脂によって封止される前に低融点金属が予めコー
トされている電極が挙げられ、第２の部材としては、こ
れらの電極を被覆している封止材樹脂が挙げられる。

【００１９】上記のような構成の積層体として、太陽電
池モジュールを例に挙げて本発明を説明する。第２の部
材である封止樹脂の側から加熱したポンチを挿入した
際、加熱したポンチはまず第２の部材である封止材樹脂
を溶融させつつ、第１の部材である電極表面に到達す
る。そこで電極表面に予めコートされている低融点金属
を溶融させることにより、上記低融点金属に接着してい
た封止材樹脂は前記低融点金属との接着力を失う。この
時点でポンチを引き上げることにより、ポンチを挿入し
た部分の封止材樹脂を第１の部材である電極表面から残
渣なく取り除き、電極部分を露出させることができる。

【００２０】また、本発明の加工装置は、少なくとも第
１の部材と第２の部材とを有する積層体の加工装置にお
いて、前記第２の部材の表面から、該第２の部材の融点
又は軟化点よりも高く、且つ、前記第１の部材の表面の
融点又は軟化点よりも高い温度に加熱したポンチを前記
積層体に挿入する制御機構を備え、前記第２の部材の一
部と前記第１の部材の表面の一部を溶かすことにより、
前記ポンチの挿入部分の第２の部材を除去し、前記第１
の部材を露出させることを特徴とする。このような機構
を有する加工装置により、上記本発明の加工方法を行う
ことができる。

【００２１】このときポンチの加工側先端を中空にする
ことによって、加工部分の第２の部材を穴の形状のまま
除去することができ、加工部分以外のところへの第２の
部材の余分なはみ出しをなくすことができる。また、部
材にかかる熱負荷を小さくすることもできる。

【００２２】また、ポンチの加工側先端の内側を楔型の
形状にすることによって、ポンチの引き上げと同時に、
ポンチ先端部分に第２の部材を保持することができ、加
工部分の第１の部材表面に第２の部材の取り残しをなく
すことができる。

【００２３】また、ポンチの先端にポンチの加熱や動作
を制御するためのセンサーを内蔵することによって、加
工する積層体に余分な熱や力を加えることなく、また第
２の部材の厚さによることなく、選択的に第２の部材の
みに穴開け加工することができる。

【００２４】

【実施態様例】本発明の積層体の加工方法及び加工装置
について以下に述べる。

【００２５】図１に本発明の積層体の加工方法の概略図
を示す。図１において、１０１は第１の部材、１０２は
第２の部材、１０３はポンチである。

【００２６】本発明に用いられる積層体は第１の部材１
０１と第２の部材１０２からなり（図１（ａ））、第２
の部材１０２の表面から、所定の温度に加熱したポンチ
１０３を積層体に挿入し（図１（ｂ））、第２の部材１
０２の少なくとも一部と第１の部材１０１の表面の少な
くとも一部を溶かすことにより、ポンチ１０３の挿入部
分の第２の部材１０２を除去して穴開け加工をする（図
１（ｃ））。

【００２７】＜第１の部材＞第１の部材１０１に使用さ
れる部材としては、ポンチ１０３の加熱温度以下の融点
または軟化点を持つ物質であればよい。特に、ポンチが
第１の部材に接触してから短時間のうちに溶融し、且つ
液体状になるものが好ましい。これにより、穴開け加工
部分の第１の部材と第２の部材との接着力を瞬時に失わ
せ、容易に加工部分の第２の部材を剥離させることがで
きる。具体的には、Ｓｎ、Ｐｂ、あるいはこれらの金属
の合金である半田などが好適である。これ以外にも、
Ｓ、Ｓｅ ₂、Ｂｉ等の低融点性金属やＳｎＣｌ₂、ＦｅＣ
ｌ₃、ＣｕＳＯ₄、ＳＯ₃、ＨｇＣｌ₂、ＨｇＢｒ₂、Ａｌ₂
Ｃｌ₆等の低融点の無機化合物が挙げられる。また無機
化合物に限定されるものではなく、半田のフラックスに
使用される松脂等の有機化合物であってもよい。

【００２８】また、第１の部材の表面のみを溶融させ、
第２の部材のみを除去するために、以下に述べる基材の
表面に上記のＳｎ等の物質がコートされているものを第
１の部材として使用ことがより好ましい。基材として
は、ポンチによる熱で変形しないよう、ポンチの加熱温
度以上の融点をもつ物質、または熱伝導度の低い物質が
好ましい。具体的には、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｆｅ、Ａ
ｌ、Ｚｎ、Ｓｉ、Ｃｏ、Ｗ、Ｃ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｐｔ、
Ｖ、Ｂａ、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｍｏ等の金属やこれらの
金属酸化物、ガラス等の無機化合物、ＳＵＳ、真鍮とい
った合金類、フッ素樹脂、シリコーン樹脂、ガラエポを
はじめとする耐熱性のある有機高分子樹脂、セラミック
ス等が挙げられる。

【００２９】穴開け加工をする積層体が電子部品である
ような場合には、Ｃｕ等の導電性金属表面に半田がコー
トされているものを第１の部材をして用いるのがよい。
この場合、第１の部材は電子部品の電極に相当する。

【００３０】＜第２の部材＞第２の部材１０２として使
用される部材も、ポンチ１０３の加熱温度以下の融点ま
たは軟化点を持つ物質であればよい。ただし、ポンチの
熱によってポンチの挿入中に、穴開け加工中央部の第２
の部材まで溶融して液体状になってしまうものは、好ま
しくない。例えば、第１の部材の項で記述した半田等の
低融点性の金属は熱伝導度が高いため、第２の部材にポ
ンチを挿入している間に穴開け加工中央部の第２の部材
まで液体状になってしまい、ポンチを引き抜いたときに
その第２の部材を除去できないので好ましくない。した
がって、第２の部材としては、ナイロン、ポリカーボネ
ート、塩化ビニル樹脂、アクリル樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポ
リオレフィン系樹脂、ウレタン樹脂、フェノール樹脂、
ユリア樹脂、メラニン樹脂、ポリエステル樹脂、アリル
樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、フッ素樹脂等の
有機高分子樹脂が好ましい。有機高分子樹脂であれば、
熱伝導度が低いため、ポンチを挿入している間に穴開け
中央部の第２の部材まで溶融することなく、ポンチ先端
の形状の輪郭部分のみを溶融させることができ、ポンチ
の引き抜きと同時に第２の部材を除去することができ
る。また第２の部材としては、上記の樹脂が複数積層さ
れた構造のものでもあってもよい。

【００３１】穴開け加工をする積層体が封止材樹脂によ
って被覆されている電子部品である場合には、その封止
材樹脂は第２の部材に相当する。

【００３２】本発明では、上記に例示される第１の部材
と第２の部材から構成される積層体の穴開け加工を容易
に行うことができる。

【００３３】＜ポンチ＞ポンチ１０３は、穴開け加工を
行う工具のことを指す。ポンチの素材としては、熱伝導
度の高い銅、真鍮、ＳＵＳ、鉄などの金属製のものが好
ましいが、目的に応じて種々の素材を使用できる。ま
た、除去した第２の部材である有機高分子樹脂のポンチ
からの離型性を高めるため、ポンチの表面がテフロン
（登録商標）などで加工されていてもよい。

【００３４】ポンチの形状としては、少なくとも加工側
先端が中空の形状をしたものが好ましい。中空にするこ
とで、第１の部材及び第２の部材への熱負荷を最小限に
することができ、ポンチ挿入部分中央の第２の部材が、
ポンチの挿入によって外側にはみ出すことがないため、
盛り上がりのないきれいな穴を形成することができる。
また、穴の形状のまま第２の部材を除去できるので、穴
開け部分に残渣を取り残すことがない。

【００３５】また、ポンチの加工側先端内側が楔型の形
状をしていることがより好ましい。このような形状にす
ることにより、ポンチの引き上げと同時に除去すべき第
２の部材を残渣なく、ポンチ内部に保持したまま引き上
げることが可能なため、ポンチを一度押し当て引き上げ
るだけで簡単に穴開け加工することができる。

【００３６】またポンチの先端に第１の部材表面との接
触を感知するセンサーを設けてもよい。例えば、第１の
部材の表面が導電性の部材である場合には、ポンチ先端
の対極する位置に二つの電極を設けるといった非常に簡
易な構造を採用することにより、ポンチ先端と第１の部
材の表面との接触を上記の二つの電極間の短絡により検
知できる。このようなセンサーを取り付けることによ
り、ポンチの加熱温度や動作を容易に制御することがで
きる。具体的には、ポンチ先端が第１の部材表面に接触
したと同時、または一定時間後にポンチに内蔵されたヒ
ーターの電源をＯＦＦにし、穴開け部の第１の部材の表
面と第２の部材だけを溶融させ、それ以外の部分に必要
以上の熱負荷を与えないようにすることができる。ま
た、ポンチ先端が第１の部材表面に接触したと同時にポ
ンチの加工動作を止めることによって、第１の部材に不
必要な力を与えることがないため、第１の部材を損傷す
ることなく穴開け加工ができる。また、センサーがポン
チと第１の部材との接触を感知するまでポンチを挿入す
ることができるので、第２の部材の厚さ分だけポンチを
正確に挿入させることができ、第２の部材の厚さによら
ずに穴開け加工ができる。

【００３７】本発明の穴開け加工装置について、以下に
述べる。

【００３８】＜穴開け加工装置＞図７に本発明の加工装
置の一例の概略図を示す。７０１はポンチ、７０２はポ
ンチを動かす駆動装置、７０３はポンチの動作、加熱を
制御する制御装置、７０４は穴開け加工を施す積層体、
７０５は加工台である。

【００３９】また、図８にポンチの一例の拡大図を示
す。図８（ａ）は、ポンチの中心軸に沿った断面図、図
８（ｂ）は、ポンチの中心軸に対して垂直な方向の断面
図である。このポンチの先端は、穴開け部の樹脂が取り
込めるよう、また余分な熱負荷がかからないように中空
形状をしている。８０２はポンチを加熱するためのヒー
ターである。またポンチ先端には例えば光起電力素子電
極との接触を感知するセンサー８０３が内蔵されてお
り、制御装置７０３によりポンチの加熱及び動作を制御
することができる。

【００４０】次に上記加工装置を用いた穴開け加工方法
を述べる。

【００４１】まず、穴開け加工を施す積層体７０４を加
工台７０５の上に載せる。この時、積層体は第２の部材
がポンチ側になるようにセットする。

【００４２】ポンチ７０１はポンチに内蔵されたヒータ
ー８０２により、積層体の第１の部材表面の物質、及び
第２の部材の物質の融点または軟化点よりも高い温度に
加熱される。加熱されたポンチ７０１は駆動装置７０２
により下降し、はじめに積層体７０４の第２の部材と接
触する。その後、ポンチは第２の部材を溶融させつつ積
層体中に挿入され、積層体の第１の部材表面に達する。
ポンチが第１の部材表面と接触すると第１の部材表面の
物質が溶融し、第１の部材と第２の部材間の接着力が失
われる。また、ポンチと第１の部材表面との接触はポン
チ先端に設けられているセンサー８０３により検知さ
れ、制御装置７０３に伝えられる。この制御装置７０３
は、ポンチの下降動作を停止させ、ポンチ内部のヒータ
ー８０２の回路も切断する。これと同時、または一定時
間後にポンチの上昇動作を開始させ、ポンチ７０１は先
端に穴開け加工部分の第２の部材を保持したまま上昇す
る。

【００４３】上記の加工方法により、容易に積層体に穴
開け加工をすることができる。

【００４４】本発明の加工方法は、集積回路をはじめと
する電子部品や積層フィルムの加工等種々の穴開け加工
に適応することが可能である。

【００４５】

【実施例】以下、実施例に基づき本発明を詳細に説明す
る。

【００４６】（実施例１）本実施例は、本発明を太陽電
池モジュールの出力電極の取り出し穴の形成に応用した
ものである。

【００４７】＜光起電力素子＞図２に示す構成のアモル
ファスシリコン（ａ−Ｓｉ）太陽電池（光起電力素子）
を以下のようにして作製した。尚、図２（ａ）は光起電
力素子の平面図、図２（ｂ）は図２（ａ）中のＡ−Ａ’
断面図、図２（ｃ）は図２（ａ）中のＢ−Ｂ’断面図で
ある。

【００４８】洗浄した導電性基板２０１（ステンレス
製、厚さ０．１５ｍｍ）上に、スパッタ法で裏面反射層
２０２としてＡｌ層（膜厚０．２μｍ）とＺｎＯ層（膜
厚２．０μｍ）を順次形成した。次いで、プラズマＣＶ
Ｄ法により、ＳｉＨ₄とＰＨ₃とＨ₂の混合ガスからｎ型
ａ−Ｓｉ層を、ＳｉＨ₄とＨ₂の混合ガスからｉ型ａ−Ｓ
ｉ層を、ＳｉＨ₄とＢＦ₃とＨ₂の混合ガスからｐ型微結
晶μｃ−Ｓｉ層を形成し、ｎ層膜厚０．０１５μｍ／ｉ
層膜厚０．４μｍ／ｐ層膜厚０．０１μｍ／ｎ層膜厚
０．０１μｍ／ｉ層膜厚０．０８μｍ／ｐ層膜厚０．０
１μｍの層構成のタンデム型ａ−Ｓｉ光電変換半導体層
２０３を形成した。次に、透明導電層２０４として、Ｉ
ｎ₂Ｏ₃薄膜（膜厚０．０７μｍ）を、Ｏ₂雰囲気下でＩ
ｎを抵抗加熱法で蒸着することによって形成した。この
後、光起電力素子の欠陥除去処理を行った。すなわち、
電導度が５０乃至７０ｍＳとなるように調整した塩化ア
ルミニウムの水溶液中に、光起電力素子と、素子の透明
導電層と対向するように電極板を浸漬し、素子をアース
として電極板に３．５Ｖの正電位を２秒間印加すること
によりシャントしている部分の透明導電層を選択的に分
解した。この処理により、光起電力素子のシャント抵抗
は処理前１ｋΩ・ｃｍ²乃至１０ｋΩ・ｃｍ²であったの
に対し、処理後５０ｋΩ・ｃｍ²乃至２００ｋΩ・ｃｍ²
に改善された。

【００４９】次に、集電用のグリッド電極２０５を設け
る。スクリーン印刷により形成された幅２００μｍの銅
ペースト２０７のライン上に沿って直径１００μｍの銅
線を布線し、その上にクリーム半田をのせた後、半田を
溶融させることにより銅線を銅ペースト上に固定し集電
電極とした。

【００５０】最後に、負極側端子として銅タブ２０６ｂ
をステンレス基板にステンレス半田を用いて取り付け、
正極側端子としては銅タブ２０６ａを半田にて集電電極
に取り付け出力端子とし、光起電力素子を得た。

【００５１】上記の光起電力素子を５枚直列化して、光
起電力素子群とした。この光起電力素子群の正極端素子
の正極電極と負極端素子の負極電極をそれぞれ延長し、
光起電力素子群の裏面側に配設して出力電極とした。出
力電極には銅箔を用い、電極取り出し部分の銅箔表面に
は溶融温度が２０３℃の半田をコートした。

【００５２】＜モジュール化＞図３の積層図に示すよう
に、補強板３０７（０．４ｍｍ厚のポリエステル塗装の
ガルバリウム鋼板）上に裏面封止材樹脂３０５（２３０
μｍ厚ＥＶＡ）／絶縁性フィルム３０６（１００μｍ厚
ＰＥＴ）／裏面封止材樹脂３０５（２３０μｍ厚ＥＶ
Ａ）の一体積層フィルム、上記のようにして作製した光
起電力素子群３０１（アモルファスシリコン半導体）、
繊維状無機化合物３０２（ガラス繊維不織布、秤量４０
ｇ／ｍ²：１０μｍ径１３ｍｍ長のガラス繊維をアクリ
ルバインダーで不織布にしたもの）、表面封止材樹脂３
０３（４６０μｍ厚ＥＶＡ）、表面樹脂フィルム３０４
（５０μｍ厚エチレン−テトラフルオロエチレン共重合
体（以下ＥＴＦＥ））をこの順に積層した。

【００５３】ここで用いたＥＶＡはＥＶＡ樹脂（酢酸ビ
ニル含有量３３％）１００重量部に対して架橋剤として
２，５−ジメチル−２，５−ビス（ｔ−ブチルパーオキ
シ）ヘキサン１．５重量部、シランカップリング剤とし
てγ−（２−アミノエチル）アミノプロピルトリメトキ
シシラン０．５重量部、紫外線吸収剤として２−ヒドロ
キシ−４−ｎ−オクトキシベンゾフェノン０．１５重量
部、光安定化剤としてビス（２，２，６，６−テトラメ
チル−４−ピペリジル）セバケート０．１重量部、酸化
防止剤としてトリス（モノ−ノニルフェニル）フォスフ
ァイト０．２重量部を配合したものである。またＥＴＦ
ＥはＥＶＡとの接着性を高めるため、接着面側をプラズ
マ放電処理した。

【００５４】また、ここで用いた補強板３０７は金属製
であり、本発明の加工方法では穴を開けることができな
いため、ラミネート前に予め補強板の電極取り出し部分
にφ１５ｍｍの穴を開けておいた。

【００５５】上記の積層体を一重真空室方式のラミネー
ト装置のプレート上にＥＴＦＥフィルム側を上にして置
き、真空に引いた後、１４０℃に昇温してから１５分問
その温度を保持することにより、ＥＶＡの溶融と架橋反
応を行い、平板状の太陽電池モジュールを作製した。

【００５６】＜穴開け加工＞上記の方法で作製した太陽
電池モジュール３０８の出力電極部分を、図４に示すよ
うに本発明の加工方法により穴開け加工を行った。

【００５７】ポンチ４０１の加熱温度は、第２の部材に
相当する絶縁性フィルム３０６のＰＥＴの融点２７８℃
と裏面封止材樹脂３０５のＥＶＡの融点６７℃、第１の
部材の銅箔（前述の光起電力素子群の出力電極に用いた
銅箔）表面にコートされている半田の融点２０３℃以上
になるよう、３００℃に設定した。ここでポンチとして
は、銅製でφ５ｍｍの中空かつ先端部分内側が楔型の形
状をしているものを用いた。ポンチ先端には対面する位
置に二つの電極が埋め込まれており、ポンチが光起電力
素子群の出力電極である銅箔表面にコートされた半田に
接触すると、ポンチ先端の電極間が短絡してポンチと第
１の部材との接触を検知し、ポンチの加熱回路の切断及
びポンチの下降動作の停止等の制御ができるようにし
た。その後、封止材樹脂をポンチ先端内部に保持したま
ま、ポンチを引き上げ、太陽電池モジュールの電極部分
に電極取り出し穴を形成した。

【００５８】本実施例の方法では、穴開けに要する時間
は５秒と短く、光起電力素子に負荷がほとんどかからな
かった。また、穴開け部分に絶縁性フィルム３０６及び
裏面封止材樹脂３０５の残渣が全く残らず、樹脂のはみ
出しも全くなかったため、後工程での電極部分へのリー
ド線の半田付けも容易であった。さらに、電極部には全
く損傷がみられなかった。

【００５９】（実施例２）本実施例は、本発明をエポキ
シ樹脂で封止された半導体素子の電極の取り出し穴の形
成に応用したものである。

【００６０】図５（ａ）の平面図に示すように半導体素
子５０３及び電極５０１を１８６℃の軟化点をもつビス
フェノール型エポキシ樹脂５０２でモールド加工した。
この半導体の電極部分のエポキシ樹脂５０２を、図５
（ｂ）の斜視図に示すように本発明の加工方法により穴
開け加工した。ポンチ５０４にはφ２ｍｍのものを用
い、ポンチの加熱温度は３００℃とした。なお、電極５
０１にはモールド加工する前に半田をコートしておい
た。穴開けに要した時間は１０秒で、電極表面にはエポ
キシ樹脂の残渣は全く見られなかった。その後半導体素
子の動作確認を行ったところ、全く問題はなく正常に作
動した。

【００６１】本実施例に用いた半導体素子５０３の電極
５０１はエポキシ樹脂５０２により完全に封止されてい
るが、本発明の加工装置を用いて、エポキシ樹脂５０２
の所望の部分のみに穴開け加工を行うことができる。こ
のようにして必要な電極のみを後から露出させることが
できるので、従来のリードフレーム型の半導体素子のよ
うな電極部の経時劣化が無く、取扱い時の静電気等によ
る破壊も起こらないという副次的な効果があった。

【００６２】（実施例３）本実施例は、図６に示すよう
に本発明を積層フィルムの穴開け加工に応用したもので
ある。

【００６３】実施例１に記述した加工装置を用いて、太
陽電池モジュールの代わりに半田のコートされた銅箔６
０１（厚さ：１００μｍ）（第１の部材）とＰＥＴフィ
ルム６０２（厚さ：１００μｍ）（第２の部材）の２層
構造をした積層フィルムの穴開け加工を行った。６０３
はポンチ、６０４は穴である。

【００６４】このような積層フィルムの加工において
も、比較的損傷しやすい銅箔を全く傷つけることなく、
選択的にＰＥＴフィルム部分のみを残渣なく除去し、穴
開け加工することができた。

【００６５】（比較例１）実施例１における本発明の加
工方法の代わりに、カッターナイフを使用して封止材樹
脂をくり貫きφ５ｍｍの電極取り出し穴を形成した。

【００６６】その結果、電極部に封止材樹脂の残渣が付
着しており、電極表面にもカッターナイフによると思わ
れる傷が多数みられた。また穴開け加工するのに、実施
例１の１０倍近い時間を要した。

【００６７】（比較例２）実施例１における本発明の加
工方法の代わりに、半田ごて（こて先形状：φ５ｍｍ、
こて先温度：３００℃）を使用して、電極取り出し部分
の封止材樹脂を熱で溶融させて穴を形成した。ここでは
光起電力素子群の電極にはラミネート前に半田をコート
せずに作製した太陽電池モジュールを使用した。

【００６８】その結果、こて先が中空でないため、溶融
した樹脂がはみ出し、実施例１における半田のような、
電極と封止材樹脂との間の剥離を促す物質がないため、
封止材樹脂の残渣が電極に付着したままとなった。この
ため、後工程での電極へのリード線の半田付けがうまく
いかなかった。

【００６９】

【発明の効果】本発明の積層体の加工方法及び装置を用
いれば、加熱したポンチを挿入することにより、第２の
部材を溶融しつつ第１の部材の表面を溶融させること
で、ポンチの挿入部分の第１の部材と第２の部材間の接
着力を失わせることができる。このため、第２の部材の
みを選択的に残渣なく取り除くことができる。また、ポ
ンチ先端内部に穴開け加工部分の第２の部材を保持した
ままポンチを引き上げれば、第２の部材を容易に残渣な
く取り除くことができる。また、従来のような刃物によ
る穴開け加工に比べて手間がかからず、第１の部材を損
傷させずに電子部品や積層フィルム等の穴開け加工がで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の積層体の加工方法の概略図である。

【図２】本発明の実施例１にて作製した太陽電池モジュ
ールの光起電力素子の模式図である。

【図３】本発明の実施例１における太陽電池モジュール
作製時の各部材の積層状態を示す図である。

【図４】本発明の実施例１における穴開け加工の様子を
模式的に示す断面図である。

【図５】本発明の実施例２の概略図である。

【図６】本発明の実施例３の概略図である。

【図７】本発明の加工装置の一構成例を示す概略図であ
る。

【図８】本発明に用いるポンチの一構成例を示す概略図
である。

【符号の説明】

１０１第１の部材１０２第２の部材１０３、４０１、５０４、６０３、７０１ポンチ２０１導電性基板２０２裏面反射層２０３半導体光活性層２０４透明導電層２０５集電電極２０６ａ、２０６ｂ出力端子２０７導電性ぺースト２０８絶縁体３０１光起電力素子群３０２繊維状無機化合物３０３表面封止材樹脂３０４最表面部材３０５裏面封止材樹脂３０６絶縁性フィルム３０７補強板３０８太陽電池モジュール５０１電極５０２封止材樹脂５０３半導体素子５０５、６０４穴６０１銅箔６０２ＰＥＴフィルム７０２駆動装置７０３制御装置７０４積層体７０５加工台８０２ヒーター８０３センサー

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Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも第１の部材と第２の部材とを
有する積層体の加工方法において、前記第２の部材の表面から、該第２の部材の融点又は軟
化点よりも高く、且つ、前記第１の部材の表面の融点又
は軟化点よりも高い温度に加熱したポンチを前記積層体
に挿入し、前記第２の部材の一部と前記第１の部材の表
面の一部を溶かすことにより、前記ポンチの挿入部分の
第２の部材を除去し、前記第１の部材を露出させること
を特徴とする積層体の加工方法。
【請求項２】前記第１の部材のうち、前記第２の部材
と接する側の表面が金属であることを特徴とする請求項
１に記載の積層体の加工方法。
【請求項３】前記金属が半田であることを特徴とする
請求項２に記載の積層体の加工方法。
【請求項４】前記第２の部材が有機高分子樹脂からな
ることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の積
層体の加工方法。
【請求項５】前記積層体が太陽電池モジュールである
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の積層
体の加工方法。
【請求項６】少なくとも第１の部材と第２の部材とを
有する積層体の加工装置において、前記第２の部材の表面から、該第２の部材の融点又は軟
化点よりも高く、且つ、前記第１の部材の表面の融点又
は軟化点よりも高い温度に加熱したポンチを前記積層体
に挿入する制御機構を備え、前記第２の部材の一部と前記第１の部材の表面の一部を
溶かすことにより、前記ポンチの挿入部分の第２の部材
を除去し、前記第１の部材を露出させることを特徴とす
る積層体の加工装置。
【請求項７】前記ポンチの少なくとも加工側先端が中
空であることを特徴とする請求項６に記載の積層体の加
工装置。
【請求項８】前記ポンチの加工側先端の内側が楔型の
形状であることを特徴とする請求項６又は７に記載の積
層体の加工装置。
【請求項９】前記ポンチの先端にセンサーが内蔵され
ていることを特徴とする請求項６〜８のいずれかに記載
の積層体の加工装置。
【請求項１０】前記ポンチの先端に内蔵されたセンサ
ーが前記第１の部材を感知することで、前記ポンチの加
熱を制御する機構を備えていることを特徴とする請求項
９に記載の積層体の加工装置。
【請求項１１】前記ポンチの先端に内蔵されたセンサ
ーが前記第１の部材を感知することで、前記ポンチの動
作を制御する機構を備えていること特徴とする請求項９
に記載の積層体の加工装置。
【請求項１２】前記積層体が太陽電池モジュールであ
ることを特徴とする請求項６〜１１のいずれかに記載の
積層体の加工装置。