JP2011159688A - 配線基材及び配線基材の製造装置並びに配線基材の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】導電性材料を硬化させる工程を不要にでき、導電性材料と絶縁性基材を強固に一体形成することを可能にした配線基材及び配線基材の製造装置並びに配線基材の製造方法を提供する。
【解決手段】転写ロール１２によって絶縁性基材２の他面２ｂ側を低温で維持しつつ、版胴ロール１１の内孔から微細孔を通じて導電性材料（溶融した導電性材料）３を外周面１１ｂ側に排出させ、この導電性材料３を絶縁性基材２の一面２ａに押し付ける。そして、絶縁性基材２を導電性材料３で溶かし、絶縁性基材２の一面２ａに一部を露出させた状態で導電性材料３を絶縁性基材２に埋設させ、導電性材料３と絶縁性基材２の接合界面を融合させて、導電性材料３と絶縁性基材２を一体形成するようにした。
【選択図】図２

Description

本発明は、絶縁性基材上に導電性材料を印刷して形成される配線基材及び配線基材の製造装置並びに配線基材の製造方法に関する。

従来、例えば太陽電池モジュールやＩＣカードのアンテナなどには、シート状のＰＥＴ、ＰＥＮ、プリプレグなどの絶縁性基材上に導電性材料を設けて回路パターン（配線パターン）を形成した配線基材が用いられている。

そして、一般に、この種の配線基材を製造する際には、熱硬化性の導電性ペースト（導電性材料）を絶縁性基材上にスクリーン印刷などで印刷して回路パターンを形成したり、接着剤（導電性接着剤）を用いて絶縁性基材上に銅箔などの導電性シート（導電性材料）を貼り付け、所定の形状にエッチングして回路パターンを形成している（例えば、特許文献１参照）。

特開２００９−８８１４５号公報

しかしながら、スクリーン印刷などで熱硬化性の導電性ペーストを絶縁性基材上に印刷して配線基材を形成する場合には、導電性ペーストを印刷した後に配線基材をヒータを通して加熱し、導電性ペーストを硬化させる工程が必要になる。そして、導電性ペーストの硬化に例えば３０分〜６０分以上の時間を要するため、この硬化工程を不要にして製造歩留まりを向上させる手法が強く望まれていた。

また、接着剤で絶縁性基材上に銅箔などの導電性シートを貼り付けて配線基材を形成する場合には、導電性シートと絶縁性基材の一体性が接着剤の接着性に依存することになる。そして、例えば、太陽エネルギーを利用して発電を行う太陽電池モジュールは、太陽光を受光することにより配線基材が高温になるため、このような高温等の条件によって接着剤の接着性が低下し、導電性シートが絶縁性基材から剥離するおそれがあった。

なお、近年、建材分野、パッケージ分野、出版分野、エレクトロニクス分野などの様々な分野の工業製品の製造に印刷技術が利用されている。また、工業製品の小型化、高機能化などに応じて、細線の鋭さ、無断線等を確保しつつより高細線で印刷し、さらに、印刷対象物の表面に転写するインキ、樹脂、導電ペーストなどの膜厚を任意に調節して印刷することが求められている。そして、厚膜を印刷できる技術として孔版印刷法やロータリースクリーン法があるが、これら孔版印刷法やロータリースクリーン法は、高細線印刷の点でグラビア印刷法や凹版印刷法に劣る。このため、グラビア印刷法または凹版印刷法が注目されており、この従来のグラビア印刷法または凹版印刷法を基にして上記要望を実現する手法を開発し、配線基材の製造に適用することが期待されている。

本発明は、上記事情に鑑み、導電性材料を硬化させる工程を不要にでき、導電性材料と絶縁性基材を強固に一体形成することを可能にした配線基材及び配線基材の製造装置並びに配線基材の製造方法を提供することを目的とする。

上記の目的を達するために、この発明は以下の手段を提供している。

本発明の配線基材は、絶縁性基材と、前記絶縁性基材の表面側に設けて回路パターンを形成する導電性材料とを一体に形成してなる配線基材であって、前記導電性材料が導電性金属材料であり、前記導電性材料が前記絶縁性基材の表面に一部を露出させた状態で前記絶縁性基材に埋設され、前記導電性材料と前記絶縁性基材の接合界面が融合して前記導電性材料と前記絶縁性基材が一体に形成されていることを特徴とする。

この発明においては、導電性材料と絶縁性基材の接合界面が融合しているため、この融合によるアンカー効果を得ることができ、導電性材料と絶縁性基材を強固に一体形成することが可能になる。また、このような配線基材は、導電性金属材料である導電性材料を溶融し、この溶融した導電性材料を絶縁性基材に押し付けることにより、絶縁性基材を溶かし、導電性材料と絶縁性基材の接合界面を融合させて形成することができる。そして、絶縁性基材の表面に一部を露出させた状態で絶縁性基材に埋設させた導電性材料の温度が下がることで、この導電性材料を容易に（自然に）硬化させることができる。このため、従来の導電性材料（導電性ペースト）を硬化させる工程を不要にすることが可能になる。

また、本発明の配線基材においては、前記導電性材料の外面が凹凸状に形成され、前記導電性材料が外面の凸部を前記絶縁性基材に食い込ませるように埋設されている。

この発明においては、導電性材料の外面が凹凸状に形成されることで、導電性材料と絶縁性基材の接合面積（接合界面の面積）が大きくなり、導電性材料と絶縁性基材の接合界面の融合によるアンカー効果によって、導電性材料と絶縁性基材をより強固に一体形成することが可能になる。また、導電性材料が凸部を食い込ませるように絶縁性基材に埋設されていることで、導電性材料と絶縁性基材の接合界面の融合に加え、この凸部の食い込みによるアンカー効果を得ることが可能になる。このため、導電性材料と絶縁性基材をさらに強固に一体形成することが可能になる。

さらに、本発明の配線基材においては、複数の太陽電池セルを前記回路パターン上に実装して電気的に接続するための太陽電池モジュールの配線基材であることが望ましい。

この発明においては、接着剤を用いて導電性材料と絶縁性基材を一体形成した配線基材ではないため、高温等の条件によって導電性材料が絶縁性基材から剥離する従来の配線基材の不都合を解消することができる。このため、太陽電池モジュールの配線基材として用いることにより、太陽電池モジュールの信頼性を高めることが可能になる。

本発明の配線基材の製造装置は、絶縁性基材と、前記絶縁性基材の表面側に設けて回路パターンを形成する導電性材料とを一体に形成してなる配線基材を製造するための装置であって、水平方向に配した軸線周りに回転可能に設けられた版胴ロールと、外周面を前記版胴ロールの外周面に近接させ、且つ軸線を前記版胴ロールの軸線と平行に配して、前記版胴ロールの上方に軸線周りに回転可能に設けられた転写ロールとを備え、前記版胴ロールと前記転写ロールで挟み込んだ前記絶縁性基材を前記版胴ロールと前記転写ロールの回転とともに一方向に搬送するように構成されており、前記版胴ロールは、溶融した前記導電性材料が供給される内孔を備えるとともに、外周面から内周面に貫通し、前記溶融した導電性材料を前記内孔から前記外周面側に排出させて前記版胴ロール側を向く前記絶縁性基材の一面に押し付けるための複数の微細孔を備えて形成され、前記転写ロールは、該転写ロール側を向く前記絶縁性基材の他面側を低温で維持する冷却ロールであることを特徴とする。

この発明においては、溶融した導電性材料を版胴ロールの内孔に供給し、複数の微細孔から排出させて絶縁性基材の一面に押し付ける（転写する）ことができる。そして、このように溶融した導電性材料を絶縁性基材に押し付けることにより、絶縁性基材を溶かし、導電性材料と絶縁性基材の接合界面を融合させて、絶縁性基材の一面（表面）に一部を露出させた状態で絶縁性基材に導電性材料を埋設させることができる。また、このとき、転写ロールが冷却ロールとされ、この転写ロールで絶縁性基材の他面（裏面）側が低温で維持されているため、溶融した導電性材料によって絶縁性基材が一面から他面まで溶けてしまうことを防止でき、確実に絶縁性基材の一面に一部を露出させた状態で絶縁性基材に導電性材料を埋設させることが可能になる。

これにより、導電性材料と絶縁性基材の接合界面の融合によるアンカー効果で導電性材料と絶縁性基材を強固に一体形成した配線基材を製造することが可能になる。また、絶縁性基材に埋設された導電性材料の温度が下がることで、この導電性材料を容易に（自然に）硬化させることができるため、従来の導電性材料（導電性ペースト）を硬化させる工程を不要にすることが可能になる。

また、本発明の配線基材の製造装置においては、前記転写ロールに対し前記版胴ロールの回転方向上流側に設けられるとともに、先端を前記版胴ロールの外周面に当接させて設けられ、前記版胴ロールの外周面から外側に押し出された前記溶融した導電性材料を前記版胴ロールからかき落とすためのドクターブレードを備えており、該ドクターブレードが加熱されて前記導電性材料を溶融した状態で維持するように構成されていることが望ましい。

この発明においては、ドクターブレードによって余分な導電性材料を版胴ロールの外周面から除去することができる。そして、このとき、ドクターブレードを高温に加熱しておくことにより、導電性材料を溶融した状態で維持することができる。これにより、ドクターブレードに付着した導電性材料の温度が下がり、導電性材料が硬化してドクターブレードに残存してしまうことを防止できる。よって、導電性材料に半田などの導電性金属材料を用いた場合であっても、確実にドクターブレードによって余分な導電性材料を版胴ロールの外周面から除去することが可能になる。

本発明の配線基材の製造方法は、絶縁性基材と、前記絶縁性基材の表面側に設けて回路パターンを形成する導電性材料とを一体に形成してなる配線基材を製造する方法であって、上記の配線基材の製造装置を用い、前記転写ロールによって前記絶縁性基材の他面側を低温で維持しつつ、前記版胴ロールの内孔から前記微細孔を通じて外周面側に排出された前記溶融した導電性材料を前記絶縁性基材の一面に押し付けて、前記絶縁性基材を前記溶融した導電性材料で溶かし、前記絶縁性基材の一面に一部を露出させた状態で前記導電性材料を前記絶縁性基材に埋設させるとともに、前記導電性材料と前記絶縁性基材の接合界面を融合させて、前記導電性材料と前記絶縁性基材を一体形成するようにしたことを特徴とする。

この発明においては、溶融した導電性材料を版胴ロールの内孔に供給し、複数の微細孔から排出させて絶縁性基材の一面に押し付けることにより、絶縁性基材を溶かし、導電性材料と絶縁性基材の接合界面を融合させて、絶縁性基材の一面に一部を露出させた状態で絶縁性基材に導電性材料を埋設させることができる。このとき、転写ロールで絶縁性基材の他面側が低温で維持されているため、溶融した導電性材料によって絶縁性基材が一面から他面まで溶けてしまうことを防止でき、確実に絶縁性基材の一面に一部を露出させた状態で絶縁性基材に導電性材料を埋設させることが可能になる。

これにより、導電性材料と絶縁性基材の接合界面の融合によるアンカー効果で導電性材料と絶縁性基材を強固に一体形成した配線基材を製造することが可能になる。また、絶縁性基材に埋設された導電性材料の温度が下がることで、この導電性材料を容易に硬化させることができるため、従来の導電性材料を硬化させる工程を不要にすることが可能になる。

本発明の配線基材及び配線基材の製造装置並びに配線基材の製造方法によれば、導電性材料と絶縁性基材の接合界面が融合している（融合する）ため、この融合によるアンカー効果を得ることができ、導電性材料と絶縁性基材を強固に一体形成することが可能になる。また、半田などの導電性金属材料である導電性材料を溶融し、この溶融した導電性材料をＰＥＴ、ＰＥＮ、プリプレグなどの絶縁性基材に押し付けることにより、絶縁性基材を溶かし、導電性材料と絶縁性基材の接合界面を融合させて配線基材を形成（製造）することができる。そして、絶縁性基材の表面に一部を露出させた状態で絶縁性基材に埋設された導電性材料の温度が下がることで、この導電性材料を硬化させることができる。このため、従来の導電性材料を硬化させる工程を不要にすることが可能になる。

本発明の一実施形態に係る配線基材を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係る配線基材の製造装置（配線基材の製造方法）を示す図である。 本発明の一実施形態に係る配線基材の製造装置の版胴ロールを示す図である。

以下、図１から図３を参照し、本発明の一実施形態に係る配線基材及び配線基材の製造装置並びに配線基材の製造方法について説明する。本実施形態は、多数の太陽電池セルを実装して電気的に接続するための太陽電池モジュールの配線基材及びこの配線基材の製造方法並びに配線基材の製造装置に関するものである。なお、本発明に係る配線基材及び製造装置並びに製造方法は太陽電池モジュールの配線基材に限定して適用されるものではない。

本実施形態の配線基材１は、図１に示すように、シート状のＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）、プリプレグ（ガラスクロス、ガラス不織布、紙など繊維とエポキシ樹脂などの樹脂を含有する複合材料）などの絶縁性基材２と、半田などの導電性材料（導電性金属材料）３とで構成されている。また、配線基材１は、導電性材料３が絶縁性基材２の表面（一面）２ａに一部を露出させた状態で絶縁性基材２に埋設されており、導電性材料３によって絶縁性基材２上に回路パターン（配線パターン）が形成されている。

さらに、配線基材１は、導電性材料３と絶縁性基材２の接合界面４が融合して導電性材料３と絶縁性基材２が一体に形成されている。また、導電性材料３の外面（表面）が凹凸状に形成され、この導電性材料３が外面の凸部３ａを絶縁性基材２に食い込ませるように埋設されて、導電性材料３と絶縁性基材２とが一体形成されている。

そして、本実施形態の配線基材１は、図２に示すように、グラビア印刷法または凹版印刷法で用いるグラビア印刷機を改良した形の印刷装置（本実施形態の配線基材の製造装置１０）を用いて製造される。

この配線基材の製造装置１０は、版胴ロール１１と、転写ロール１２と、ドクターブレード１３と、支持ロール１４と、パン１５とが主な構成要素とされている。

版胴ロール１１は、鉄、銅、ニッケル、クロムなどの金属を用いて形成され、図３に示すように、外管１６と、外管１６の内部（版胴ロール１１の内孔１１ａ）に設けられた内管１７とを備えて構成されている。この版胴ロール１１は、軸線Ｏ１を水平方向に配して設けられるとともに、軸線Ｏ１周りに回転可能に設けられている。

外管１６は、外管本体部１６ａと、外管本体部１６ａを挟んで軸線Ｏ１方向両端部側にそれぞれ設けられた外管連結部１６ｂ及び内管軸挿通部１６ｃとを備え、略円筒状に形成されている。また、外管本体部１６ａと外管連結部１６ｂと内管軸挿通部１６ｃは、互いの軸線を版胴ロール１１の軸線Ｏ１と一致させて同軸上に配設されている。

さらに、外管本体部１６ａは、円筒状に形成され、外周面（版胴ロール１１の外周面１１ｂ）から内周面に貫通する多数（複数）の微細孔１８が形成されている。外管連結部１６ｂは、外管本体部１６ａよりも小径の円筒状に形成され、版胴ロール１１の軸線Ｏ１方向一端部側に、外管本体部１６ａに繋げて設けられている。また、この外管連結部１６ｂに、回転軸線Ｏ２を版胴ロール１１の軸線Ｏ１と同軸上に配して設けられた駆動軸１９の一端が連結されている。このように外管連結部１６ｂに駆動軸１９が連結していることによって、外管１６（版胴ロール１１）は、一端部側が支持され、駆動軸１９が回転軸線Ｏ２周りの一方向Ｔ１に回転するとともに軸線Ｏ１周りの一方向Ｔ１に回転する。また、内管軸挿通部１６ｃは、外管本体部１６ａよりも小径の円筒状に形成され、版胴ロール１１の軸線Ｏ１方向他端部側に、外管本体部１６ａに繋げて設けられている。

内管１７は、内管本体部１７ａと、内管本体部１７ａを挟んで軸線Ｏ１方向両端部側にそれぞれ設けられた一対の内管軸１７ｂ、１７ｃとを備えて形成されている。また、内管本体部１７ａと一対の内管軸１７ｂ、１７ｃは、互いの軸線を外管１６の軸線ひいては版胴ロール１１の軸線Ｏ１と一致させて同軸上に配設されている。そして、内管本体部１７ａは、外管１６の外管本体部１６ａよりも僅かに小さく形成され、外管本体部１６ａの内周面と内管本体部１７ａの外周面の間に所定の隙間が形成されるようにして外管本体部１６ａ内に配設されている。また、内管本体部１７ａの外周面には、外周面から径方向外側に突出し、軸線Ｏ１方向一端部から漸次他端部側に向かいながら螺旋状に捩れる突部（螺旋構造）２０が設けられている。

一方の内管軸１７ｂは、軸線Ｏ１方向一端部側に、内管本体部１７ａに繋げて設けられている。そして、一方の内管軸１７ｂは、外管１６の外管連結部１６ｂの内孔よりも僅かに小径で形成され、この外管連結部１６ｂの内孔に挿入して設けられている。また、一方の内管軸１７ｂと外管連結部１６ｂの間にメカニカルシールなどのシール材２１及びベアリング２２が設けられている。これにより、内管１７は、ベアリング２２を介して一端部側の一方の内管軸１７ｂが外管連結部１６ｂに挿入して支持されている。

他方の内管軸１７ｃは、軸線Ｏ１方向他端部側に、内管本体部１７ａに繋げて設けられている。そして、他方の内管軸１７ｃは、外管１６の内管軸挿通部１６ｃの内孔よりも僅かに小径で形成され、内管軸挿通部１６ｃの内孔に挿通して設けられている。また、他方の内管軸１７ｃと内管軸挿通部１６ｃの間にメカニカルシールなどのシール材２１及びベアリング２２が設けられている。これにより、他方の内管軸１７ｃによって外管１６の内管軸挿通部１６ｃが軸線Ｏ１周りに回転可能に支持されている。

さらに、内管１７は、軸線Ｏ１上に、一端部側の一方の内管軸１７ｂから他端部側の他方の内管軸１７ｃまで延びる内孔１７ｄが形成されて、略円筒状に形成されている。また、他方の内管軸１７ｃには、外周面から内周面に貫通する導電性材料供給孔２３が、内孔１７ｄの端部側に設けられている。さらに、一方の内管軸１７ｂと他方の内管軸１７ｃにそれぞれ、外周面から内周面に貫通し、内管１７の内孔１７ｄと外管１６の内孔１１ａを連通させる少なくとも１つの連通孔２４が形成されている。

また、版胴ロール１１は、導電性材料３を溶融した状態で維持するための加熱手段２５を備えており、螺旋構造の突部２０の内部に電熱線などの加熱手段２５を設けて、版胴ロール１１の外周面１１ｂ及び内部（内孔１１ａ）を例えば２５０℃前後の高温で維持するように構成されている。この加熱手段（電熱線）２５は、内管１７に形成した電熱線取出孔２６を通じて突部２０に配設されている。

転写ロール１２は、図２に示すように、外周面１２ａを版胴ロール１１の外周面１１ｂ（外管１６の外周面）に近接させ、且つ軸線Ｏ３を版胴ロール１１の軸線Ｏ１と平行に配して、版胴ロール１１の上方（直上）に設けられている。また、転写ロール１２は、軸線Ｏ３周りに回動可能に設けられ、版胴ロール１１に同期して、且つ版胴ロール１１の回転方向Ｔ１と逆に回転する。そして、版胴ロール１１が版胴ロール１１側を向く絶縁性基材２の一面（表面２ａ）に当接して押し付け、転写ロール１２が転写ロール１２側を向く絶縁性基材２の他面（裏面２ｂ）に当接して押し付けるようにして版胴ロール１１と転写ロール１２で挟み込んだ絶縁性基材２を、版胴ロール１１と転写ロール１２の回転とともに一方向Ｔ２に搬送するように、版胴ロール１１と転写ロール１２が配設されている。

また、本実施形態の転写ロール１２は、冷却手段（不図示）を備えた冷却ロールであり、転写ロール１２側を向く絶縁性基材２の他面２ｂ側を例えば１０℃前後の低温で維持するように構成されている。

ドクターブレード１３は、転写ロール１２に対し版胴ロール１１の回転方向Ｔ１上流側に設けられている。また、ドクターブレード１３は、先端側を版胴ロール１１の外周面１１ｂに当接させて設けられている。さらに、本実施形態のドクターブレード１３は、少なくとも先端側を例えば３００℃前後の高温で維持するための加熱手段（不図示）を備え、加熱手段によって加熱されて導電性材料３を溶融した状態で維持するように構成されている。

支持ロール１４は、転写ロール１２に対し版胴ロール１１の回転方向Ｔ１下流側に設けられている。また、この支持ロール１４は、軸線Ｏ４を版胴ロール１１の軸線Ｏ１と平行に配して、軸線Ｏ４周りに回転自在に設けられている。

パン１５は、版胴ロール１１の下方（直下）に設けられ、溶融した導電性材料３を貯留するとともに、版胴ロール１１から出た余分な導電性材料３、ドクターブレード１３によって版胴ロール１１の外周面１１ｂからかき落として除去された余分な導電性材料３を受けるように配設されている。また、本実施形態のパン１５は、貯留した導電性材料３を溶融した状態で維持するための電熱線などの加熱手段（不図示）を備えており、この加熱手段によって例えば３００℃前後の高温で維持するように構成されている。

次に、上記構成からなる本実施形態の配線基材の製造装置１０を用いて配線基材１を製造する場合には、図２及び図３に示すように、半田などの導電性材料３を溶融した状態でパン１５内に貯留し、スクリューポンプ等の定量ポンプを用いて導電性材料供給孔２３から版胴ロール１１の内管１７の内孔１７ｄに、溶融した導電性材料３を供給する。このように導電性材料３を供給すると、連通孔２４を通じて溶融した導電性材料３が外管１６と内管１７の隙間（版胴ロール１１の内孔１１ａ）に排出される。このとき、加熱手段によって版胴ロール１１を高温で維持することにより、導電性材料３は溶融した状態で維持される。

そして、導電性材料３が外管１６の外管本体部１６ａに形成した多数の微細孔１８から外部に押し出される。このとき、駆動軸１９を回転させて外管１６が回転すると、溶融した導電性材料３が外管本体部１６ａの多数の微細孔１８から均一に押し出される。すなわち、内管１７と外管１６の間に供給された導電性材料３は、外管１６の回転とともに、内管１７の外周面に形成された螺旋状の突部（螺旋構造）２０の間を伝わって移動し、外管１６と内管１７の間の隙間全体に行き渡る。そして、この際に生じた圧力及び定量ポンプからの圧力によって微細孔１８から押し出される。また、このとき、螺旋構造の突部２０は、既存の孔版やロータリースクリーンにおけるスキージーのように、導電性材料３を外管１６の微細孔１８からかき出す役割を果たす。このかき出し効果により、微細孔１８の孔径や密度が異なる領域があっても、微細孔１８から外部に押し出される導電性材料３の量を均一にすることができる。

そして、導電性材料３は、外管１６が回転するとともに、順次微細孔１８から押し出されながら搬送される。外管１６の回転によって下方側に搬送されると、その一部がパン１５に落下して回収され、さらに外管１６が回転して搬送されると、ドクターブレード１３によって導電性材料３が版胴ロール１１の外周面１１ｂからかき落とされ、パン１５に回収される。また、加熱手段によってドクターブレード１３が高温で維持されていることにより、ドクターブレード１３に導電性材料３が付着して硬化するようなことがなく、導電性材料３が溶融した状態で維持され、好適にパン１５に回収されることになる。

一方、ＰＥＴ、ＰＥＮ、ブリプレグなどの絶縁性基材２を版胴ロール１１と転写ロール１２の間に通し、転写ロール１２と支持ロール１４に巻き掛けて配設すると、版胴ロール１１の回転とともに転写ロール１２と支持ロール１４が同期して版胴ロール１１と逆方向に回転し、絶縁性基材２が順次一方向Ｔ２に搬送される。そして、絶縁性基材２が版胴ロール１１と転写ロール１２の間に搬送されると、順次版胴ロール１１が回転してドクターブレード１３の位置から版胴ロール１１と転写ロール１２の間の位置までの間で微細孔１８から押し出された所定量の導電性材料３が、版胴ロール１１と転写ロール１２によって絶縁性基材２の一面（表面２ａ）に押し付けられ、転写される。

このとき、版胴ロール１１が高温で維持され、導電性材料３が溶融した状態であるため、絶縁性基材２の一面２ａに押し付けられると、絶縁性基材２が溶け、導電性材料３と絶縁性基材２の接合界面４が融合して、絶縁性基材２の一面２ａに一部を露出させた状態で絶縁性基材２に導電性材料３が埋設される。

一方、転写ロール１２が冷却ロールであるため、この転写ロール１２に接する絶縁性基材２の他面（裏面２ｂ）側が冷却されて低温の状態で維持される。これにより、溶融した導電性材料３によって絶縁性基材２が一面２ａから他面２ｂまで溶けてしまうことがなく、確実に絶縁性基材２の一面２ａに一部を露出させた状態で絶縁性基材２に導電性材料３が埋設される。

さらに、このとき、溶融した導電性材料３は、絶縁性基材２の一面２ａに押し付けられて絶縁性基材２を溶かしながら他面２ｂ側に近づくにつれ、転写ロール１２で徐々に冷却されることによって、その外面（表面）が凹凸状になる。このため、導電性材料３と絶縁性基材２の接合面積（接合界面４の面積）を大きくして、且つ導電性材料３の外面の凸部３ａが絶縁性基材２に食い込むようにして、導電性材料３が絶縁性基材２に一体形成される。また、導電性材料３と絶縁性基材２の接合界面４部分は、絶縁性基材２が高温によって白濁するとともに融合する。このように導電性材料３と絶縁性基材２の接合界面４が融合するとともに、凹凸状の外面により接合面積が大きくなり、さらに凸部３ａが食い込むことによって、アンカー効果が得られ、導電性材料３と絶縁性基材２が強固に一体形成される。

そして、導電性材料３と絶縁性基材２が一体形成されることにより、絶縁性基材２の表面２ａに導電性材料３を設けて回路パターンを形成した配線基材１が製造される。また、本実施形態のように半田などの導電性材料（導電性金属材料）３を用いると、絶縁性基材２の表面２ａに一部を露出させた状態で絶縁性基材２に埋設させた導電性材料３の温度が下がることで、この導電性材料３が容易に（自然に）硬化する。このため、従来の熱硬化性の導電性ペーストを用いた場合のようにヒータなどで加熱して導電性材料３を硬化させる工程が不要になり、効率的に配線基材１の製造が行える。

したがって、本実施形態の配線基材１においては、導電性材料３と絶縁性基材２の接合界面４が融合しているため、この融合によるアンカー効果を得ることができ、導電性材料３と絶縁性基材２を強固に一体形成することが可能になる。また、このような配線基材１は、導電性金属材料である導電性材料３を溶融し、この溶融した導電性材料３を絶縁性基材２に押し付けることにより、絶縁性基材２を溶かし、導電性材料３と絶縁性基材２の接合界面４を融合させて形成することができる。そして、絶縁性基材２の表面２ａに一部を露出させた状態で絶縁性基材２に埋設させた導電性材料３の温度が下がることで、この導電性材料３を容易に（自然に）硬化させることができる。このため、従来の導電性材料（導電性ペースト）を硬化させる工程を不要にすることが可能になる。

また、導電性材料３の外面が凹凸状に形成されることで、導電性材料３と絶縁性基材２の接合面積（接合界面４の面積）が大きくなり、導電性材料３と絶縁性基材２の接合界面４の融合によるアンカー効果によって、導電性材料３と絶縁性基材２をより強固に一体形成することが可能になる。さらに、導電性材料３が凸部３ａを食い込ませるように絶縁性基材２に埋設されていることで、導電性材料３と絶縁性基材２の接合界面４の融合に加え、この凸部３ａの食い込みによるアンカー効果を得ることが可能になる。このため、導電性材料３と絶縁性基材２をさらに強固に一体形成することが可能になる。

また、接着剤を用いて導電性材料３と絶縁性基材２を一体形成した配線基材ではないため、高温等の条件によって導電性材料３が絶縁性基材２から剥離する従来の配線基材の不都合を解消することができる。このため、本実施形態の配線基材１を、複数の太陽電池セルを回路パターン上に実装して電気的に接続するための太陽電池モジュールの配線基材１として用いることにより、太陽電池モジュールの信頼性を高めることが可能になる。

また、本実施形態の配線基材の製造装置１０及び配線基材の製造方法においては、溶融した導電性材料３を版胴ロール１１の内孔１１ａに供給し、複数の微細孔１８から排出させて絶縁性基材２の一面２ａに押し付ける（転写する）ことができる。そして、このように溶融した導電性材料３を絶縁性基材２に押し付けることにより、絶縁性基材２を溶かし、導電性材料３と絶縁性基材２の接合界面４を融合させて、絶縁性基材２の一面（表面２ａ）に一部を露出させた状態で絶縁性基材２に導電性材料３を埋設させることができる。また、このとき、転写ロール１２が冷却ロールとされ、この転写ロール１２で絶縁性基材２の他面（裏面２ｂ）側が低温で維持されているため、溶融した導電性材料３によって絶縁性基材２が一面２ａから他面２ｂまで溶けてしまうことを防止でき、確実に絶縁性基材２の一面２ａに一部を露出させた状態で絶縁性基材２に導電性材料３を埋設させることが可能になる。

これにより、導電性材料３と絶縁性基材２の接合界面４の融合によるアンカー効果で導電性材料３と絶縁性基材２を強固に一体形成した配線基材１を製造することが可能になる。また、絶縁性基材２に埋設された導電性材料３の温度が下がることで、この導電性材料３を容易に（自然に）硬化させることができるため、従来の導電性材料（導電性ペースト）を硬化させる工程を不要にすることが可能になる。

さらに、ドクターブレード１３によって余分な導電性材料３を版胴ロール１１の外周面１１ｂから除去することができる。そして、このとき、ドクターブレード１３を高温に加熱しておくことにより、導電性材料３を溶融した状態で維持することができる。これにより、ドクターブレード１３に付着した導電性材料３の温度が下がり、導電性材料３が硬化してドクターブレード１３に残存してしまうことを防止できる。よって、導電性材料３に半田などの導電性金属材料を用いた場合であっても、確実にドクターブレード１３によって余分な導電性材料３を版胴ロール１１の外周面１１ｂから除去することが可能になる。

以上、本発明に係る配線基材及び配線基材の製造装置並びに配線基材の製造方法の一実施形態について説明したが、本発明は上記の一実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、本実施形態では、導電性材料３が半田であるように説明を行ったが、本発明に係る導電性材料は、半田に限定しなくてもよく、他の導電性金属材料であってもよい。そして、他の導電性金属材料を用いた場合には、版胴ロール１１の外周面１１ｂ及び内部１１ａ、転写ロール１２、ドクターブレード１３、パン１５の各温度を他の導電性金属材料に合わせた温度に設定すればよい。すなわち、これら版胴ロール１１、転写ロール１２、ドクターブレード１３、パン１５の維持温度は、本実施形態に記載した温度に限定されるものではない。

１ 配線基材
２ 絶縁性基材
２ａ 表面（一面）
２ｂ 裏面（他面）
３ 導電性材料
３ａ 凸部
４ 接合界面
１０ 配線基材の製造装置（印刷装置）
１１ 版胴ロール
１１ａ 内孔（内部）
１１ｂ 外周面
１２ 転写ロール
１２ａ 外周面
１３ ドクターブレード
１４ 支持ロール
１５ パン
１６ 外管
１６ａ 外管本体部
１６ｂ 外管連結部
１６ｃ 内管軸挿通部
１７ 内管
１７ａ 内管本体部
１７ｂ 一方の内管軸
１７ｃ 他方の内管軸
１７ｄ 内孔
１８ 微細孔
１９ 駆動軸
２０ 突部（螺旋構造）
２１ シール材
２２ ベアリング
２３ 導電性材料供給孔
２４ 連通孔
２５ 加熱手段（電熱線）
２６ 電熱線取出孔
Ｏ１ 版胴ロールの軸線
Ｏ２ 駆動軸の回転軸線
Ｏ３ 転写ロールの軸線
Ｏ４ 支持ロールの軸線
Ｔ１ 版胴ロールの回転方向
Ｔ２ 一方向

Claims (6)

1. 絶縁性基材と、前記絶縁性基材の表面側に設けて回路パターンを形成する導電性材料とを一体に形成してなる配線基材であって、
   前記導電性材料が導電性金属材料であり、
   前記導電性材料が前記絶縁性基材の表面に一部を露出させた状態で前記絶縁性基材に埋設され、
   前記導電性材料と前記絶縁性基材の接合界面が融合して前記導電性材料と前記絶縁性基材が一体に形成されていることを特徴とする配線基材。
2. 請求項１記載の配線基材において、
   前記導電性材料の外面が凹凸状に形成され、前記導電性材料が外面の凸部を前記絶縁性基材に食い込ませるように埋設されていることを特徴とする配線基材。
3. 請求項１または請求項２に記載の配線基材において、
   複数の太陽電池セルを前記回路パターン上に実装して電気的に接続するための太陽電池モジュールの配線基材であることを特徴とする配線基材。
4. 絶縁性基材と、前記絶縁性基材の表面側に設けて回路パターンを形成する導電性材料とを一体に形成してなる配線基材を製造するための装置であって、
   水平方向に配した軸線周りに回転可能に設けられた版胴ロールと、外周面を前記版胴ロールの外周面に近接させ、且つ軸線を前記版胴ロールの軸線と平行に配して、前記版胴ロールの上方に軸線周りに回転可能に設けられた転写ロールとを備え、前記版胴ロールと前記転写ロールで挟み込んだ前記絶縁性基材を前記版胴ロールと前記転写ロールの回転とともに一方向に搬送するように構成されており、
   前記版胴ロールは、溶融した前記導電性材料が供給される内孔を備えるとともに、外周面から内周面に貫通し、前記溶融した導電性材料を前記内孔から前記外周面側に排出させて前記版胴ロール側を向く前記絶縁性基材の一面に押し付けるための複数の微細孔を備えて形成され、
   前記転写ロールは、該転写ロール側を向く前記絶縁性基材の他面側を低温で維持する冷却ロールであることを特徴とする配線基材の製造装置。
5. 請求項４記載の配線基材の製造装置において、
   前記転写ロールに対し前記版胴ロールの回転方向上流側に設けられるとともに、先端側を前記版胴ロールの外周面に当接させて設けられ、前記版胴ロールの外周面から外側に押し出された前記溶融した導電性材料を前記版胴ロールからかき落とすためのドクターブレードを備えており、
   該ドクターブレードが加熱されて前記導電性材料を溶融した状態で維持するように構成されていることを特徴とする配線基材の製造装置。
6. 絶縁性基材と、前記絶縁性基材の表面側に設けて回路パターンを形成する導電性材料とを一体に形成してなる配線基材を製造する方法であって、
   請求項４または請求項５に記載の配線基材の製造装置を用い、
   前記転写ロールによって前記絶縁性基材の他面側を低温で維持しつつ、前記版胴ロールの内孔から前記微細孔を通じて外周面側に排出された前記溶融した導電性材料を前記絶縁性基材の一面に押し付けて、前記絶縁性基材を前記溶融した導電性材料で溶かし、
   前記絶縁性基材の一面に一部を露出させた状態で前記導電性材料を前記絶縁性基材に埋設させるとともに、前記導電性材料と前記絶縁性基材の接合界面を融合させて、前記導電性材料と前記絶縁性基材を一体形成するようにしたことを特徴とする配線基材の製造方法。

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