JP2006111954A

JP2006111954A - 電鋳用母型及びその製造方法

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Publication number: JP2006111954A
Application number: JP2004303245A
Authority: JP
Inventors: Takaki Otsu; 大津貴己; Kota Iwasaki; 岩崎高大; Hideki Chiba; 千葉秀貴
Original assignee: Process Lab Micron Co Ltd
Current assignee: Process Lab Micron Co Ltd
Priority date: 2004-10-18
Filing date: 2004-10-18
Publication date: 2006-04-27
Anticipated expiration: 2024-10-18
Also published as: JP4716213B2

Abstract

【課題】球状結晶太陽電池の球状結晶を支持するため凹型形状の底に貫通穴を有する集光板を多量に作製する際に、貫通穴の穴あけ精度が劣る。又、集光効率も悪く、安価には作れない。又、電鋳法で作製する場合、電鋳母型から離型性に劣る。
【解決手段】電鋳用母型であって、凹型形状を繰り返し配置し、凹型形状の底に貫通穴を有し、該貫通穴に、充填材を充填させた電鋳用母型。
【選択図】図１

Description

本発明は、受光素子集光板、球状結晶太陽電池反射鏡、反射鏡、導光板、その他の装置に使用できる凹型形状のめっき物を作製するための電鋳用母型とその製造方法に関するものである。

シリコンを素材とする太陽電池は、その製造・使用の過程において他の電力生成手段に比べて環境を汚染する要素が少ないという特徴から、21世紀エネルギー需要を支える一手段として期待されている。近年、低価格化をはかるために、単結晶シリコンなどの直径1mm以下の球状の結晶粒子を作製し、この粒子を穴のあいたアルミホイルからなる支持体に埋め込み、種々の素子化工程を経て作製した太陽電池が提案されている。
特開平６−１３６３３号公報

また、別の方法として、網目状に編んだ支持体の上の各網目の間に球状シリコンを配置したものも提案されている。
特開平９−１６２４３４号公報

しかしながら、特許文献１においては、球状シリコンを支持するための穴の穴あけをアルミニウム箔の打ち出し後、エッチングで行うため、穴の加工精度が低い。一方、特許文献２においては、球状シリコンを支持する網目の大きさの均一性に問題があった。また、前記した太陽電池においては集光可能な入射光範囲が狭いため、発電効率が悪い。更に、製造方法が煩雑であり、経済的にも問題があった。従って、球状シリコンを支持する穴の加工精度が高く、集光可能な入射光範囲が広く、且つ安価で大量生産できる支持体が求められている。
本発明は、上記のような状況に鑑みて成されたものであり、集光率が高く、貫通穴の穴あけ精度が高く、かつ安価で大量生産できる支持体を作るための電鋳用の母型を提供することを目的とする。

即ち、本発明は、凹型形状の上部開口部の面積が1.5〜5.5mm²,深さ0.3〜1.0mm , 表面粗さRyが0.5〜1.5mmの凹型形状を繰り返し配置し、凹型形状の底に貫通穴を有し、該貫通穴に充填材を充填させたことを特徴とする電鋳用母型である。
又前記電鋳用母型の凹型形状部の底の貫通穴の面積が0.9〜3.0mm²であることを特徴とする。

又、前記の電鋳用母型の製造する方法であって、凹型形状の底に貫通穴がある繰り返しパターンを有する基板の表面に液状レジストを塗布し、フォトリソグラフィー法により、貫通穴に液状レジストを充填させる工程を有することを特徴とする電鋳用母型の製造方法である。

本発明により、底に貫通穴を有する凹型形状を繰り返し多数有する支持体をめっき法により作製した場合、貫通穴の壁面に対するめっきが抑止され、穴あけ精度が高く、且つ集光率が高い支持体を、安価に大量生産できる電鋳用母型を提供できる。

以下、本発明の実施例について、添付図面を参照して説明する。図１本発明の凹型形状の底に貫通穴を有する電鋳用母型の製造工程図であり、図１（ａ）は、本発明の電鋳用母型に用いられる基板１の断面図である。この材料は四角形でサイズは、20〜650mm×15〜550mm、厚さが0.1〜1.0mm程度である。材質はステンレス鋼材、ニッケル、銅、鉄など、電鋳ができるものであれば特に限定はされない。

図1(b)は、上記基板にフォトリソグラフィー法でドライフィルムレジスト膜に凹型形状及び貫通穴を形成するためのパターン２を形成した断面図である。
図2(b)の製造方法について詳しく説明する。先ず上記基板を整面、脱脂、酸洗を行い、該基板の表面粗さを1〜1.5mmに制御する。材料の表面粗さを1〜1.5mmとすることで、下記するドライフィルムレジストとの密着性を良好にする。次に基板の両面に厚さ100mｍのドライフィルムレジスト膜２を形成した後、上下にフォトマスクをセットして両面露光を行い、現像処理により不用なレジストを除去する。尚、フォトマスクをセットする際には、上下のフォトマスクの位置合わせ誤差を10 mｍ以下に制御する。

図1(c)は、電鋳用母型の凹型形状の底の貫通穴部４を形成した状態の断面図である。該貫通穴部の製造方法を説明する。凹型形状面となる側をフィルム等を貼り合せて保護膜３で保護した後、塩化第二鉄等のエッチング液を用いて基板をウエットエッチングして貫通穴部４を形成する。該貫通穴の大きさは、用途にもよるが0.9〜3.0ｍｍ²である。またその穴の形状は、円形、多角形など、形状は問わない。図１(ｄ)は、凹型形状部５を形成した状態を示す。この凹型形状の形成方法は、図1(c)の保護膜３を除去し、基板の凹型形状の底部側になる面を保護膜3で保護した後、前記した貫通穴の形成方法と同じ方法で貫通穴部４に達するまで基板をウエットエッチングして凹型形状部５を形成する。凹型形状の上部開口部（図1(e)のA部）の面積は1.5〜5.5mm²,深さ0.3〜1.0mmにし、該凹型形状の上部開口部の形状は、めっきをした際の電鋳母型からの離型性から多角形、特に６角形が好ましい。又、この際エッチングする時間をコントロールすると、図1(d)に示したように、凹型形状は半球状になり、集光ミラーとして用いる場合には集光効率を向上させることができる。
前述の様に、上下のフォトマスクの位置合わせ誤差を10mm以下に制御することにより貫通穴の穴あけ精度が非常に高い電鋳用母型が得ることができる。尚本発明の穴あけ精度とは、凹型形状の中心位置と貫通穴の中心位置との整列精度を指す。

図1(e)は、同図（ｄ）のフォトレジスト膜及び保護膜を除去した状態の断面図である。図1(ｆ)は、貫通穴に充填材を充填するために上記基板全面を液状レジスト等の感光性樹脂６により被覆した状態の断面図である。図1(ｇ)は、貫通穴側とする側から全面に紫外線を照射し、現像処理にて不用なレジストを取り除き、貫通穴にレジスト膜が充填された状態の本発明の電鋳母型を示す。貫通穴にレジスト膜を充填することにより、貫通穴の壁面に対する電着を抑止し、良好なめっき物を得ることができる。その結果、安価で大量生産できる支持体を提供することができる。

本発明の電鋳母型を用いる電鋳法により、例えば球状結晶太陽電池の集光板を製作するには、通常の電鋳法により行えばよく、本発明の電鋳母型をめっき浴に浸漬し、所定のめっき厚になるまで通電し、電鋳母材からめっき物を剥離する。

本発明によれば、支持用の穴の穴あけ精度が良好な球状結晶太陽電池用の反射鏡を安価にかつ大量に製造することができる。また、受光素子集光板、反射鏡、導光板、その他の装置に使用できる凹型形状のめっき物を作製するための電鋳用母型とその製造方法であることは言うまでも無い。

本発明の電鋳用母型の製造工程の一実施様態を示す図。

符号の説明

１．基板
２．ドライフィルムレジスト
３．保護膜
４．貫通穴部
５．凹型形状部
６．感光性樹脂
A．凹型形状面積部

Claims

電鋳用母型であって、凹型形状の上部開口部の面積が1.5〜5.5mm²,
深さ0.3〜1.0mm, 表面粗さRyが0.5〜1.5mmの凹型形状を繰り返し配置し、凹型形状の底に貫通穴を有し、該貫通穴に、充填材を充填させたことを特徴とする電鋳用母型。
貫通穴の面積が0.9〜3.0mm²であることを特徴とする請求項1記載の電鋳用母型。
請求項1または２記載の電鋳用母型の製造する方法であって、凹型形状の底に貫通穴がある繰り返しパターンを有する基板の表面に液状感光性樹脂を塗布し、フォトリソグラフィー法により、貫通穴に液状感光性樹脂を充填させる工程を有することを特徴とする電鋳用母型の製造方法。