JP2012253275A - 回路基板、その製造方法、および太陽電池モジュール - Google Patents

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Abstract

【課題】回路基板において金属箔を切断して複数の金属電極を形成する場合でも、容易に製造することができ、耐久性や信頼性に優れるようにする。
【解決手段】回路基板２は、基材３と、基材３の基材表面３ａに互いに隙間を隔てて形成された複数の接着剤層４と、接着剤層４にそれぞれ１つずつ形成された金属電極５と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、回路基板、その製造方法、および太陽電池モジュールに関する。
従来、基板上に回路や配線等の導電性パターンを形成する場合、基板上に金属薄膜を成膜してから、フォトエッチングなどによってパターニングを行い、不要部分の金属薄膜を除去することによって、導電性パターンを形成することが多い。
このような製造方法は工程数が多くなるため、近年では、基板上に金属箔シートを接着し、打ち抜き刃によって金属箔を打ち抜くことにより、導電性パターンを形成することも行われている。
例えば、特許文献１には、ＩＣタグのアンテナパターンを形成するために、金属箔および接着層を有する金属箔シートと、基材とを重ね合わせ、加熱された打抜き刃を用いて金属箔シートの打抜きおよび仮止めを行い、不要な部分を吸引機等で除去して、アンテナとなる導電性パターンを形成する方法が記載されている。
特開２００７−７６２８８号公報
しかしながら、上記のような金属箔シートを打ち抜いて導電性パターンを形成する方法、およびこれにより製造された導電性パターンを有する基板には以下のような問題があった。
特許文献１の図面には、接着剤層が完全に除去されているかのように記載されているが、金属箔シートを打ち抜いた後に不要部分の金属箔とその裏面側の接着剤層とを吸引機によって除去してこのような形状を形成するには、打ち抜き工程において金属箔シートとともに接着剤層も確実に切断しておく必要がある。このため、打ち抜き刃を接着剤層の下側の基板まで切り込まなくてはならない。この場合、基板表面に導電性パターンに沿って打ち抜き刃による鋭利な表面傷が残るため、外力を受けると基板が破損しやすくなり耐久性が悪化するという問題がある。基板が薄肉の樹脂シートの場合には、特に耐久性が悪化する。
したがって、実際には、打ち抜き刃によって基板を傷つかないように、打ち抜き刃を接着剤層内で止める必要があり、接着剤層を完全に切断することは困難である。このため、吸引される金属箔間の接着剤層とともに、導電性パターンを形成するために必要な金属箔までもいっしょに除去されるおそれがあるため、金属箔間の接着剤層を吸引によって完全に除去することも困難であった。
互いに隣接する金属箔間に接着剤層が残っていると、金属箔同士の間に基板上の接着剤層を通して微弱電流が流れるため、経時的に接着剤層の劣化が進み、いわゆるマイグレーションを起こして短絡を引き起しやすいため、耐久性や信頼性が低くなるという問題がある。
このため、例えば１０年〜５０年程度の長期間にわたって連続使用することが求められている太陽電池モジュールにおいて、太陽電池セル同士を電気的に接続する配線基板などの用途には用いることができないという問題がある。
本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、金属箔を切断して複数の金属電極を形成する場合でも、容易に製造することができ、耐久性や信頼性に優れる回路基板およびその製造方法を提供することを目的とする。
また、本発明は、耐久性や信頼性に優れる太陽電池モジュールを提供することを目的とする。
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明では、回路基板の製造方法であって、保持シート上に金属箔を保持した金属箔シートの前記金属箔を切断して、一部の金属箔を除去することにより、前記保持シート上に互いに隙間をあけた複数の金属電極を形成する金属電極形成工程と、前記複数の金属電極の表面に接着剤層を形成する接着剤層形成工程と、前記接着剤層を基材に密着させて該基材に接着する基材接着工程と、前記保持シートを前記複数の金属電極から剥離することにより、前記基材上に前記接着剤層および前記複数の金属電極を転写する金属電極転写工程と、を備える方法とする。
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の回路基板の製造方法において、前記金属箔シートは、保持シートの表面に設けられた粘着層を介して前記金属箔を保持し、前記金属電極形成工程では、前記金属箔を打ち抜き刃による打ち抜きによって切断し、前記打ち抜き刃の側方における前記金属箔と前記粘着層との間に剥離部を形成することによって、前記一部の金属箔の除去を行う方法とする。
請求項３に記載の発明では、回路基板において、基材と、該基材の表面に互いに隙間を隔てて形成された複数の接着剤層と、該接着剤層上にそれぞれ１つずつ形成された金属電極と、を備える構成とする。
請求項４に記載の発明では、請求項３に記載の回路基板において、前記金属電極の各外周面は、前記金属電極の表面から前記接着剤層の方に向かって外方に傾斜されるとともに、前記外周面の前記接着剤層側の端部に前記接着剤層の方に突出する突出部が形成されている構成とする。
請求項５に記載の発明では、太陽電池モジュールにおいて、請求項３または４に記載の回路基板と、該回路基板上に電気的に接続された太陽電池セルと、を備える構成とする。
本発明の回路基板、およびその製造方法によれば、互いに隙間を隔てて形成された複数の接着剤層上にそれぞれ金属電極を形成するため隣接する金属電極間に連続する接着剤層が残らず、金属箔を切断して複数の金属電極を形成する場合でも、容易に製造することができ、耐久性や信頼性に優れるという効果を奏する。
また、本発明の太陽電池モジュールによれば、本発明の回路基板を備えるため、耐久性や信頼性に優れるという効果を奏する。
本発明の実施形態の回路基板および太陽電池モジュールの構成を示す模式的な断面図である。 本発明の実施形態の回路基板の製造方法の工程フローを示すフローチャートである。 本発明の実施形態の回路基板の製造方法における、金属箔シート形成工程、および金属電極形成工程を説明する模式的な断面図である。 本発明の実施形態の回路基板の製造方法における、接着剤層形成工程を説明する模式的な断面図である。 本発明の実施形態の回路基板の製造方法における、基材接着工程、および金属電極転写工程を説明する模式的な断面図である。 本発明の実施形態の回路基板の製造方法における、金属電極形成工程の一例を説明する模式的な断面図である。 図６に続く金属電極形成工程の一例を説明する模式的な断面図，およびこれにより製造された回路基板の構成を示す模式的な断面図である。 本発明の実施形態の回路基板の製造方法における、金属電極形成工程の一例を実施するための装置構成例を示す模式的な断面図である。 本発明の実施形態の回路基板の変形例の構成を示す模式的な断面図である。
以下では、本発明の実施形態の回路基板、その製造方法、および太陽電池モジュールについて添付図面を参照して説明する。
図１は、本発明の実施形態の回路基板および太陽電池モジュールの構成を示す模式的な断面図である。
本実施形態の回路基板２は、表面に導電性パターンを形成した板状またはシート状の部材であって、図１に示すように、基材３、接着剤層４、および金属電極５を備える。
導電性パターンの例としては、電気・電子部品を半田付けするランド部、ランド部間を導通させる配線パターン、例えばアンテナやセンサ等として用いる回路パターンや電極パターン等のいずれか、またはこれらの２以上の組合せ等を挙げることができる。
回路基板２を用いる電気製品は特に限定されないが、長期の経時的な使用において高い耐久性、高い信頼性が求められる用途に特に好適である。以下では、このような高耐久性、高信頼性が求められる電気製品の一例として、太陽電池モジュール５０に用いられる場合の例で説明する。
基材３は、電気絶縁性を有する板状またはシート状の部材である。
本実施形態では、一例として厚さ０．０５ｍｍ〜０．２ｍｍのポリエチレンテレフタレート製の樹脂シートを採用しており、良好な可撓性を有している。
接着剤層４は、基材３上に金属電極５を固定するためのもので、基材３の基材表面３ａに互いに隙間を隔てて複数形成されている。
接着剤層４の材質は、金属電極５の材質や使用温度、必要な接着強度に応じて適宜の材質を採用することができる。例えば、エポキシ接着剤、ウレタン接着剤、アクリル接着剤等を採用することができる。
本実施形態では、一例として、ウレタン系接着剤を採用している。
金属電極５は、導電性パターンを形成する金属薄膜からなり、接着剤層４上にそれぞれ１つずつ形成されている。このため、金属電極５の個数は、接着剤層４の個数に応じて複数個が設けられている。
以下では、各金属電極５において、接着剤層４と密着された面を第１面５ａ、第１面５ａと反対の面を第２面５ｂと称する。
本実施形態では、各金属電極５の平面視形状は、接着剤層４と同形状に形成されている。このため、図１に示すように、厚さ方向の断面では、接着剤層４と同幅で積層している。
金属電極５の材質は、電気伝導性が良好な適宜の金属材質を採用することができる。例えば、金属電極５の例としては、銅、アルミニウム、ニッケル、真鍮、金、銀、鉛などを挙げることができる。
金属電極５の厚さは、必要な電気伝導性が得られれば適宜の厚さを採用することができる。ただし、金属電極５を、例えば、打ち抜き刃を有する金型を用いて金属箔から打ち抜いて形成する場合には、金型の型抜き性を考慮すると、金属電極５の厚さは５μｍ以上、１ｍｍ以下であることが望ましい。５μｍ未満では金属箔のハンドリングが困難となり、１ｍｍを越えると型抜き自体が困難となる。さらに、金型の耐久性を考えると、金属箔の膜厚は２００μｍ以下であることが望ましい。
本実施形態では、一例として、厚さ３５μｍの銅箔を切断したものを採用している。
次に、回路基板２を備える本実施形態の太陽電池モジュール５０の概略構成について説明する。
太陽電池モジュール５０は、内蔵された太陽電池セル７の電極の接続端子（図示略）が受光面と反対側に設けられた、いわゆるバックコンタクト方式の太陽電池モジュールである。バックコンタクト方式としては、例えば、貫通電極を用いた方式や、受光面電極を設けない方式等があるが、どの方式であってもよい。
太陽電池モジュール５０の概略構成は、バックシート１、回路基板２、太陽電池セル７、およびガラスパネル９を備える。以下では、図１に示すように、バックシート１が図示下側、ガラスパネル９が図示上側に配置され、上側からガラスパネル９に入射した外光が太陽電池セル７に入射して電力に変換されるものとして説明する。
バックシート１は、回路基板２の基材３を、接着剤層４が設けられたのと反対側の表面で支持する支持部材であり、本実施形態では、太陽電池モジュール５０の下面側の最外面を構成している。
これにより、回路基板２は、金属電極５をバックシート１と反対側の上側に向けて、バックシート１上に固定されている。
太陽電池セル７は、回路基板２における複数の金属電極５のうちのいくつかの上方に複数配置され、下側に向いた電極の接続端子（図示略）が、半田接合部６を介して回路基板２の複数の金属電極５の一部と電気的に接続されている。
回路基板２の金属電極５は、太陽電池モジュール５０内の太陽電池セル７を互いに電気的に接続して、各太陽電池セル７の電力を太陽電池モジュール５０に設けられた図示略の正負の出力端子から取り出せるようにパターン形成されている。
各太陽電池セル７の接続パターンは、必要に応じて直列接続および並列接続を適宜に組合せた接続パターンを採用することができる。
ガラスパネル９は、太陽電池セル７の上方に配置され、外光を太陽電池セル７に向けて透過させる部材であり、太陽電池モジュール５０の上面側の最外面を構成している。
基材３の基材表面３ａと、ガラスパネル９との間には、各太陽電池セル７を固定するとともに導体間同士を絶縁するため、光透過性の封止材８が充填されている。これにより、太陽電池モジュール５０は、バックシート１とガラスパネル９とで挟まれた板状に構成されている。
封止材８の材質としては、例えば、エチレン・酢酸ビニル共重合樹脂（ＥＶＡ樹脂）を採用することができる。
なお、図１は、断面の一部を描いており、太陽電池セル７は図示の水平方向および紙面奥行き方向に図示のパターンが反復した構成が配列されている。
また、太陽電池モジュール５０の平面視の外形は、特に図示しないが、矩形状の外形を有する。
次に、このような構成の回路基板２の製造方法について説明する。
図２は、本発明の実施形態の回路基板の製造方法の工程フローを示すフローチャートである。図３（ａ）、（ｂ）は、本発明の実施形態の回路基板の製造方法における、金属箔シート形成工程、および金属電極形成工程を説明する模式的な断面図である。図４（ａ）、（ｂ）は、本発明の実施形態の回路基板の製造方法における、接着剤層形成工程を説明する模式的な断面図である。図５（ａ）、（ｂ）は、本発明の実施形態の回路基板の製造方法における、基材接着工程、および金属電極転写工程を説明する模式的な断面図である。
本実施形態の回路基板２の製造方法は、図２に示すように、金属箔シート形成工程Ｓ１、金属電極形成工程Ｓ２、接着剤層形成工程Ｓ３、基材接着工程Ｓ４、および金属電極転写工程Ｓ５をこの順に行う方法である。
まず、金属箔シート形成工程Ｓ１を行う。本工程は、保持シート上に金属箔を保持した金属箔シートを形成する工程である。
本実施形態では、図３（ａ）に示すように、金属箔シート１４として、保持シート１７、粘着層１６、および金属箔層１５（金属箔）がこの順に積層されたシート部材を形成する。
なお、金属箔シート１４の配置姿勢は後述する各工程を支障なく実施できる適宜姿勢に配置することができる。ただし、説明の簡単のため、以下では、図３（ａ）に示すように、一例として、保持シート１７が下側、金属箔層１５が上側となる配置であるとして説明する。
金属箔層１５は、切断によって金属電極５を形成するため、金属電極５と同厚さ、同材質の金属箔からなり、回路基板２の基材３上において、金属電極５が形成される範囲を覆うことができる大きさを有している。
本実施形態では、基材３と同幅に切断された、厚さｔ１＝３５（μｍ）の銅箔からなる。
粘着層１６は、保持シート１７上に一様な厚さに形成され、金属箔層１５の一方の表面に密着して、保持シート１７上に金属箔層１５を固定するものである。以下では、粘着層１６に密着した金属箔層１５の一方の表面を第２面１５ｂ、他方の表面を第１面１５ａと称する。
また、粘着層１６の材質は、後述する接着剤層４と金属電極５との接着力よりも弱い力で金属箔層１５と密着する材質とする。
なお、粘着層１６と金属箔層１５との間の密着力は、金属箔層１５に表面処理を施すことにより調整することもできる。
保持シート１７は、金属箔層１５を切断して金属電極５の形状を形成し基材３に転写するまでの間、切断された際の複数の金属電極５の相対位置関係を保った状態で保持するシート部材である。
保持シート１７は、適宜の樹脂シートを採用することができる。
なお、金属箔層１５を打ち抜いて切断する場合には、粘着層１６と保持シート１７との合計の厚さを、打ち抜き刃によって保持シート１７を切断することなく金属箔層１５を切断するハーフカット工法が可能な厚さとする。この場合、粘着層１６と保持シート１７との合計厚さは５０μｍ以上であることが望ましい。合計厚さが５０μｍより薄いと、打ち抜き刃の刃先を保持シート１７の厚さ方向の中間部で止めることが困難になる。
本実施形態では、一例として、粘着層１６は、アクリルウレタン系粘着材を採用し、厚さｔ２＝７（μｍ）としている。また、保持シート１７は、例えば、厚さｔ３＝５０（μｍ）のポリエチレンテレフタレート樹脂のシート部材を採用している。
金属箔シート１４は、周知の適宜工程によって製造することができる。
例えば、本実施形態では、ロール状に巻かれた保持シート１７上に粘着層１６を予め塗布した粘着シートに、金属箔層１５を貼り合わせて製造している。このような製造工程としては、例えば、ロール・トゥ・ロールのラミネートプロセスを用いることができる。
以上で、金属箔シート形成工程Ｓ１が終了する。
ただし、金属箔シート１４として好適な３層のシート部材製品が入手できる場合には、本工程は、この製品を必要な大きさに整形することによって金属箔シート１４を形成する工程とすることができる。
また、シート部材製品のサイズが、所望の金属箔シート１４のサイズに一致する場合には、整形する必要もないため、金属箔シート形成工程Ｓ１を省略し、シート部材製品そのものを金属箔シート１４として用いることができる。
次に、金属電極形成工程Ｓ２を行う。本工程は、金属箔シート１４の金属箔層１５を切断して、一部の金属箔を除去することにより、保持シート１７上に互いに隙間をあけた複数の金属電極５を形成する工程である。
本工程は、例えば、図３（ｂ）に示すように、回路基板２の金属電極５の外周面５ｄを形成する位置に合わせて、金属箔層１５を厚さ方向に切断し、回路基板２の隣接する金属電極５間に対応する除去部金属箔１８を粘着層１６から剥離して、除去する。これにより、粘着層１６上には、切断によって側方に外周面５ｄが形成された複数の金属電極５が、粘着層１６と密着した状態で残存することになる。
このとき、本実施形態では粘着層１６と金属箔層１５との密着力が弱いため、除去部金属箔１８が剥離した後の粘着層１６は、剥離時に受ける力ではほとんど変形しない。このため、粘着層１６の上面の高さ変化はほとんど発生しないため、剥離後の各第１面５ａと粘着層１６の上面との間には、金属電極５の厚さと略等しい段差が生じる。この結果、隣り合う金属電極５同士の各外周面５ｄの間には、図示水平方向の隙間が形成される。
ただし、粘着層１６の上面は、第１面５ａを超えて突出することなく、かつ後述する接着剤層形成工程Ｓ３の支障にならない範囲であれば、凹凸が形成されていてもよい。
本工程に用いることができる金属箔層１５の切断工法としては、金属箔層１５を厚さ方向に確実に切断できれば、特に限定されない。例えば、打ち抜き刃を有する打ち抜き型を用いたプレスによる切断工法や、切断工具を金属箔層１５上で移動する切断工法や、レーザ光照射による切断工法などを挙げることができる。このうち、プレスによる切断工法の例の詳細は後にまとめて説明する。
なお、図３（ｂ）は模式図のため、外周面５ｄが、第１面１５ａに対して直交する方向に形成されているように描かれているが、切断工法によっては、適宜傾斜していてもよい。また、粘着層１６は、何ら変形がないように描かれているが、保持シート１７が破断することなく、かつ除去部金属箔１８を除く金属電極５が粘着層１６と接合している限りは、粘着層１６に変形や損傷が生じていてもよい。
また、本工程では、金属箔層１５が金属電極５の形状に沿って確実に切断されており、粘着層１６の粘着力は、後述する接着剤層４の金属電極５に対する接着力に比べて弱い。このため、除去部金属箔１８の剥離工法は、適宜の剥離工法を採用することができる。
例えば、剥離治具などを用いた機械的な剥離、吸引機による吸引による剥離、圧縮空気の吹き付けによる剥離などを採用することができる。
次に、接着剤層形成工程Ｓ３を行う。本工程は、複数の金属電極５の表面である第１面５ａに接着剤層４を形成する工程である。
まず、板状またはロール状の接着剤層保持体１９（図４（ａ）参照）の表面に、接着剤層４を形成する接着剤を塗布する。
接着剤層保持体１９の表面は、接着剤層４を形成する接着剤の材質に応じて、接着剤層４との密着力が、金属電極５と粘着層１６との密着力よりも小さくなる表面加工を施しておく。
次に、図４（ａ）に示すように、接着剤層保持体１９を第１面５ａに向けて移動して、接着剤層４と第１面５ａとを密着させる。
このとき、各金属電極５の間には水平方向の隙間があるため、隣接する金属電極５間には、粘着層１６の上面、互いに対向する外周面５ｄ、接着剤層４の表面によって囲まれた隙間Ｓが形成される。
次に、図４（ｂ）に示すように、接着剤層保持体１９を金属電極５に対して離間する方向に相対移動させる。これにより、第１面５ａ上では、接着剤層４が接着剤層保持体１９よりも第１面５ａに強く密着しているため、接着剤層４が接着剤層保持体１９に対して剥離する。一方、互いに隣接する金属電極５の間の接着剤層４は、隙間Ｓがあるため、接着剤層保持体１９のみと密着している。このため、未転写接着剤層４Ａとして接着剤層保持体１９に密着したまま移動し、第１面５ａ上に密着する接着剤層４の部分から分離される。
この結果、各金属電極５の第１面５ａ上に、第１面５ａの形状と同様の接着剤層４が残ることになる。これにより、本実施形態では、各金属電極５の切断形状に等しい接着剤層４が金属電極５と同数形成されることになる。
このようにして形成された保持シート１７、粘着層１６、各金属電極５、および各接着剤層４による積層体を、以下では中間積層体Ｍと称する。
以上で、接着剤層形成工程Ｓ３が終了する。
次に、基材接着工程Ｓ４を行う。本工程は、接着剤層４を基材３に密着させて基材３に接着する工程である。
例えば、図５（ａ）に示すように、中間積層体Ｍと基材３とを接着剤層４を挟んで対向させ、中間積層体Ｍを基材３に対して相対移動することにより、接着剤層４側から基材３上に密着させる。そして、接着剤層４と基材３との間に充分な接着力が発現するまで保持する。
これにより中間積層体Ｍの各接着剤層４が基材３に接着される。
このとき、中間積層体Ｍの隣接する金属電極５同士の間には隙間が形成されているため、金属電極５同士の間の粘着層１６は、基材３に対して離間している。
以上で、基材接着工程Ｓ４が終了する。
次に、金属電極転写工程Ｓ５を行う。本工程は、保持シート１７を各金属電極５から剥離することにより、基材３に各接着剤層４および各金属電極５を転写する工程である。
図５（ｂ）に示すように、保持シート１７を基材３に対して離間する方向に相対移動すると、第１面５ａと金属電極５の接着力に比べて、第２面５ｂと粘着層１６との密着力が弱いため、第２面５ｂから粘着層１６が離間して、粘着層１６とともに保持シート１７が剥離される。
これにより中間積層体Ｍのうち、金属電極５および接着剤層４からなる積層部分が、基材３上に転写される。
以上で、金属電極転写工程Ｓ５が終了する。
このようにして、回路基板２が製造される。
ここで、プレスによる切断工法を用いた場合の金属電極形成工程Ｓ２の例について詳細に説明する。
図６（ａ）、（ｂ）は、本発明の実施形態の回路基板の製造方法における、金属電極形成工程の一例を説明する模式的な断面図である。図７（ａ）、（ｂ）は、図６（ｂ）に続く金属電極形成工程の一例を説明する模式的な断面図である。図７（ｃ）は、この金属電極形成工程を経て製造された回路基板の構成を示す模式的な断面図である。図８は、本発明の実施形態の回路基板の製造方法における、金属電極形成工程の一例を実施するための装置構成例を示す模式的な断面図である。
まず、本工程に用いる打ち抜き型３０の構成について説明する。
打ち抜き型３０は、図６（ａ）に示すように、型表面３０ａ上に、打ち抜き刃３０ｂ、３０ｃが複数突出して設けられている。
打ち抜き刃３０ｂは、各金属電極５の外形に沿う形状に設けられている。例えば、図６（ａ）には、打ち抜き刃３０ｂとして、図示左側から右側に向かって、打ち抜き刃３０ｂ２、３０ｂ１、３０ｂ１、３０ｂ３が設けられている。ここで、打ち抜き刃３０ｂ１、３０ｂ１は、幅ｗ１を有する１つの金属電極５Ｂ（図６（ｂ）参照）の外周形状を打ち抜くものである。また、打ち抜き刃３０ｂ２、３０ｂ３は、それぞれ金属電極５Ｂに隣接する金属電極５Ｃ、５Ｄ（図６（ｂ）参照）の外周形状を打ち抜くものである。
打ち抜き刃３０ｃは、金属電極５の間の金属箔層１５を細分して除去するために設けられている。例えば、図６（ａ）では、金属電極５Ｃ、５Ｂ間の幅ｗ２の金属箔層１５を２等分して２つの除去部金属箔５Ａを打ち抜く打ち抜き刃３０ｃ１と、金属電極５Ｂ、５Ｄ間の幅ｗ３の金属箔層１５を２等分して２つの除去部金属箔５Ａを打ち抜く打ち抜き刃３０ｃ２とが設けられている。
打ち抜き刃３０ｃの設置間隔は、金属電極５同士の隙間の大きさに応じて適宜に設定することができる。
打ち抜き刃３０ｂ、３０ｃは、型表面３０ａに平行に延びるとともに、長手方向に直交する平面による断面が、突出方向に細る二等辺三角形状に形成され、突出方向の先端に刃先Ｃが形成されている。刃先Ｃの角度αは、鋭角に形成することが望ましい。角度αを小さくするほど、切断時に金属箔層１５に形成されるバリが小さくなるが、打ち抜き型３０の耐久性が低下する。一般的には、角度αは４０°から６０°程度とすることが望ましい。
打ち抜き刃３０ｂ、３０ｃの型表面３０ａから刃先Ｃの先端までの高さｈは、金属箔層１５の厚さｔ１より大きく、第１面５ａと型表面３０ａが密着しても厚さｔ２の粘着層１６を突き抜けない高さとする。すなわち、ｔ１＜ｈ＜ｔ１＋ｔ２とする。
さらに、高さｈは、打ち抜き刃３０ｂ、３０ｃによって、金属箔層１５を打ち抜いた際、各刃先Ｃの側方における金属箔層１５と粘着層１６との間に密着性が失われる微小隙間からなる剥離部を形成することができる寸法に設定する。
剥離部が形成される範囲は、保持シート１７の材質（硬度）や粘着層１６の粘着力等の仕様、金属箔層１５の材質や厚さ等の仕様、打ち抜き刃３０ｂ、３０ｃの材質や形状等の仕様、および、打ち抜き時に刃先Ｃの先端が達する深さが決まると一義的に定まるものである。このため適切な剥離部の大きさを形成するための高さｈは、予め実験などを行って決定しておく。
本実施形態では、予め実使用の材質を用いた実験によって、隣接する打ち抜き刃３０ｂ、３０ｃ間、隣接する打ち抜き刃３０ｃ、３０ｃ間で、除去部金属箔５Ａの第２面５ｂから粘着層１６が完全に剥離し、１つの金属電極５を形成する打ち抜き刃３０ｂ、３０ｂの幅内で金属電極５と粘着層１６との部分的な密着状態が保たれるように、条件出しを行うことで、高さｈを設定している。
打ち抜き型３０は、腐食金型、切削金型等を使用することができるが、これに限られることはない。打ち抜き型３０を形成する材料には、プリハ−ドン鋼、焼入焼戻鋼、析出硬化鋼、タングステン・カーバイドとコバルトとの合金、その他の超硬度合金等を使用することができるが、これらに限られることはない。
打ち抜き型３０を用いて、金属電極形成工程Ｓ２を行うには、図６（ａ）に示すように、金属箔シート１４の金属箔層１５上で、打ち抜き型３０を位置合わせする。
次に、打ち抜き型３０によって金属箔シート１４をプレスする。
これにより、図６（ｂ）に示すように、各打ち抜き刃３０ｂ、３０ｃが、金属箔層１５を貫通し、型表面３０ａと第１面１５ａが密着する。このとき、各刃先Ｃは、金属箔層１５を切断しつつ、刃先Ｃの先端が粘着層１６内に到達する。
金属箔層１５は打ち抜き刃３０ｂ、３０ｃの側面形状に沿って塑性変形して、打ち抜き刃３０ｂ、３０ｃの外形が転写されたＶ字溝形状が形成される。
刃先Ｃの先端では、応力が集中するため、金属箔層１５が打ち抜き刃３０ｂ、３０ｃの長手方向に沿って切断される。このため、金属箔層１５は、金属電極５、除去部金属箔５Ａに切断された状態になる。
金属電極５、除去部金属箔５Ａの第２面５ｂ側には、塑性変形により、粘着層１６側に向かって突出する突出部５ｃが形成される。
これにより、突出部５ｃの周辺の第２面５ｂが湾曲し、これと刃先Ｃの先端によって粘着層１６が保持シート１７側に押し下げられて湾曲することとが相俟って、第２面５ｂと粘着層１６の上面との間が離間し、微小隙間からなる剥離部３１、３２が形成される。
ここで、剥離部３１は、打ち抜き刃３０ｂの側方から打ち抜き型３０が当接する金属電極５側に向かって形成されるもので、打ち抜き刃３０ｂの中心から側方に幅Ｒの範囲に形成される。特に図示しないが、図示奥行き方向では、刃先Ｃに沿う各所で同様な形状に形成される。
幅Ｒは、各金属電極５の最小幅の半分よりも狭いため、各金属電極５の第２面５ｂには、粘着層１６との密着部分が残っている。
また、剥離部３２は、互いに隣接する打ち抜き刃３０ｂ、３０ｃの間、または、互いに隣接する打ち抜き刃３０ｃ同士の間に形成されるもので、除去部金属箔５Ａの第２面５ｂ側に形成される。本実施形態では、互いに隣接する打ち抜き刃３０ｂ、３０ｃの間、または、互いに隣接する打ち抜き刃３０ｃ同士の間の幅を、最大でも幅Ｒの２倍程度に設定することによって、剥離部３２は、除去部金属箔５Ａの第２面５ｂの全体にわたって形成されている。これにより、除去部金属箔５Ａの第２面５ｂでは、除去部金属箔５Ａと粘着層１６との密着部分を消失させることができる。
次に、打ち抜き型３０をプレス方向と逆方向、すなわち保持シート１７から離間する方向に退避させる。これにより、図７（ａ）に示すように、金属箔層１５が切断されて、金属電極５、除去部金属箔５Ａが形成された３層構成の打ち抜き済シート３３が形成される。このとき、打ち抜き型３０によるハーフカット工法では、保持シート１７が切断されることはないため、打ち抜き済シート３３の平面視の大きさは、保持シート１７と同じである。
次に、図７（ｂ）に示すように、打ち抜き済シート３３から、除去部金属箔５Ａを除去して、不要金属箔除去済シート３４を形成する。
打ち抜き済シート３３において、各除去部金属箔５Ａは、粘着層１６から剥離されているため、上記に説明したいずれの剥離工法によっても、より容易に剥離させることができる。
不要金属箔除去済シート３４は、上記のようなプレス加工によって形成されるため、外周面５ｄは、打ち抜き刃３０ｂの側面の傾斜に応じて、第１面５ａから第２面５ｂに向かって外方に傾斜しており、角度α／２のテーパ面になっている。
以上で、プレスによる切断工法を用いた場合の金属電極形成工程Ｓ２が終了する。
次に、この不要金属箔除去済シート３４を用いて、上記と同様に、接着剤層形成工程Ｓ３、基材接着工程Ｓ４、金属電極転写工程Ｓ５を行う。
これにより、図７（ｃ）に示す断面形状を有する回路基板２が製造される。すなわち、接着剤層形成工程Ｓ３によって各第１面５ａに接着剤層４が形成され、これにより、図４（ｂ）と同様の層構成を有する中間積層体Ｍ（図示略）が形成される。次に、基材接着工程Ｓ４によってこの中間積層体Ｍが基材３と接着する。これにより上記の不要金属箔除去済シート３４が接着剤層４を介して基材３と接着される。
次に、金属電極転写工程Ｓ５によって、中間積層体Ｍから、保持シート１７を剥離する。これにより保持シート１７とともに粘着層１６が各第２面５ｂから剥離され、図７（ｃ）に示すような断面形状を有する回路基板２が形成される。
図７（ｃ）に示す回路基板２は、プレスによる切断工法を用いた金属電極形成工程Ｓ２を行うことにより、各外周面５ｄ第１面５ａから第２面５ｂに向かうにつれて外方に角度α／２だけ傾斜している。また、各第２面５ｂの外縁部には、基材３と反対側方向に向かって第２面５ｂから突出する突出部５ｃが形成されている。
このようなプレスによる切断工法を用いた金属電極形成工程Ｓ２および接着剤層形成工程Ｓ３は、図８に示す加工装置４８を用いて、連続的に行うことができる。
加工装置４８は、金属箔シート１４を図示左側から右側に搬送しつつ、搬送方向の上流側から下流側に順次配置された型抜きローラ４０、圧縮空気吹き付け部４２、塗布ローラ４６の作用により、打ち抜き済シート３３、不要金属箔除去済シート３４、中間積層体Ｍを、順次形成していくものである。
型抜きローラ４０は、外周面に打ち抜き型３０が設けられており、押圧ローラ４１と対向して回転可能に支持されている。このため、型抜きローラ４０側に金属箔層１５、押圧ローラ４１側に保持シート１７を向けた金属箔シート１４を、型抜きローラ４０および押圧ローラ４１の間に挿通して、型抜きローラ４０を回転すると、打ち抜き型３０の打ち抜きが連続的に行われる。これにより金属箔シート１４から打ち抜き済シート３３を形成される。
本例では、保持シート１７が上向き、金属箔層１５が下向きとなる状態で、金属箔シート１４を搬送している。このため、金属箔シート１４を挟んで、型抜きローラ４０が下側、押圧ローラ４１が上側に配置されている。
圧縮空気吹き付け部４２は、型抜きローラ４０を通って搬送された打ち抜き済シート３３上の除去部金属箔５Ａに圧縮空気を吹き付けて、除去金属箔部５Ａを粘着層１６から剥離するもので、型抜きローラ４０の下流側において、打ち抜き済シート３３の金属電極５、除去金属箔部５Ａが形成された方の表面の近傍に配置されている。
打ち抜き済シート３３の下方、かつ型抜きローラ４０と圧縮空気吹き付け部４２の間において、圧縮空気吹き付け部４２の近傍には、打ち抜き済シート３３から剥離した除去部金属箔５Ａを回収する除去部金属箔回収容器４４が配置されている。
また、圧縮空気吹き付け部４２の配置位置と打ち抜き済シート３３を挟んで対向する位置には、圧縮空気吹き付け部４２の吹き付け時に打ち抜き済シート３３を保持シート１７側から支える裏面保持ステージ４３が設けられている。
圧縮空気吹き付け部４２によって除去部金属箔５Ａが剥離、除去される。除去金属箔部５Ａは、除去金属箔回収容器４４内に落下して回収される。これにより、打ち抜き済シート３３は、不要金属箔除去済シート３４となり、塗布ローラ４６に向けて搬送される。
塗布ローラ４６は、搬送される不要金属箔除去済シート３４の第２面５ｂに接着剤層４を形成する接着剤４９を供給する回転ローラであり、接着剤４９が貯留された接着剤貯留部４５にローラ下部が浸漬されている。
塗布ローラ４６の上側には、不要金属箔除去済シート３４の保持シート１７を回転搬送する搬送ローラ４７が対向して配置されている。
このため、塗布ローラ４６と搬送ローラ４７との間に不要金属箔除去済シート３４が挿通されると、各金属電極５の第２面５ｂ上に接着剤４９が塗布され、接着剤層４が形成された中間積層体Ｍが形成される。
加工装置４８によれば、金属箔シート１４を搬送する間に、金属箔の切断、除去部金属箔５Ａの剥離、除去、および回収、接着剤４９の塗布による接着剤層４の形成を順次連続的に行うことができるため、本実施形態の回路基板の製造方法の金属電極形成工程Ｓ２および接着剤層形成工程Ｓ３を効率的かつ迅速に行うことができる。
以上に説明したように、本実施形態の回路基板２は、互いに隙間を隔てて形成された複数の接着剤層４上にそれぞれ金属電極５を形成するため、隣接する金属電極５間に連続する接着剤層４が残らず、金属箔を切断して複数の金属電極５を形成する場合でも、容易に製造することができる。
また、このような回路基板２は、打ち抜き工法を用いても、基材３が傷つくことがないため、回路基板２の機械的な耐久性に優れる。
また、このような回路基板２は、隣接する金属電極５を基材３に接合している接着剤層４は互いに離間しているため、隣接する金属電極５同士の間で、接着剤層４を通じて微弱電流が流れることもなく、これによる接着剤層４の劣化、いわゆるマイグレーションが進んで短絡を起こすおそれもない。この結果、長期間使用しても、電気的な耐久性、信頼性に優れる。
このように、本実施形態の回路基板２は、マイグレーションの原因となる隣接する金属電極５間に連続する接着剤層４を有しないため、例えば、１０年〜５０年のような長期にわたって、太陽光が照射され続ける屋外環境で使用される、太陽電池モジュール等の高耐久性、高信頼性を要求される電気製品に特に好適である。
また、本実施形態の回路基板２およびその製造方法によれば、離間した接着剤層４の間の基材３上には接着剤層４を形成しない。このため、基材３の全面に接着剤層４を形成する場合に比べて、接着剤層４を形成するための接着剤の使用量を低減することができ、製造コストを低減することができる。
また、全面に接着剤層４を形成した後に除去加工を行う場合に比べると、接着剤の使用量の他に、接着剤層４の除去加工を省略することができるため、さらに製造コストを低減することができる。
また、本実施形態の太陽電池モジュール５０によれば、回路基板２を用いるため、耐久性や信頼性に優れる。
［変形例］
次に、本実施形態の変形例の回路基板について説明する。
図９は、本発明の実施形態の回路基板の変形例の構成を示す模式的な断面図である。
本変形例の回路基板２Ａは、図９に示すように、上記実施形態の回路基板２の接着剤層４に代えて、接着剤層４Ｂを備える。以下、上記実施形態と異なる点を中心に説明する。
接着剤層４Ｂは、接着剤層外周面４ｄが、各金属電極５において、外周面５ｄよりも外方に位置する点が、接着剤層４と異なる。
このため、接着剤層４Ｂは、回路基板２Ａを第２面５ｂ側から見たときに、各金属電極５の側方に飛び出している。ただし、隣接する接着剤層４Ｂ同士の各接着剤層外周面４ｄとの間は離間されている。
なお、図９には、すべての金属電極５が、接着剤層４Ｂに積層されている場合の例を示したが、回路基板２Ａは、接着剤層４と金属電極５が積層した部分を有していてもよい。
次に、本変形例の回路基板２Ａの製造方法の一例について説明する。
まず、上記実施形態と同様にして、図３（ｂ）に示す、粘着層１６上に複数の金属電極５を離間して配置した金属電極積層体を形成する（金属電極積層体形成工程）。なお、この金属電極積層体は、プレス加工で形成してもよく、この場合、上記実施形態の不要金属箔除去済シート３４が金属電極積層体となる。
次に、基材３上に予め接着剤層４Ｂをパターニングした接着剤層積層体を形成する（接着剤層積層形成工程）。
パターニング手段は、特に限定されない。例えば、接着剤吐出手段から接着剤を吐出しつつ、接着剤吐出手段と基材３とを相対移動させることにより、接着剤層４Ｂのパターンを描画する、といったパターニング手段を採用することができる。
ただし、これらの形成工程は、順序を入れ替えてもよいし、並行して行ってもよい。
次に、金属電極積層体と接着剤層積層体とを位置合わせして、金属電極５の第１面５ａと、接着剤層４Ｂとを密着し、接着強度が発現するのを待つ（積層体接着工程）。接着強度が発現したら、保持シート１７を粘着層１６ともに剥離する（保持シート剥離工程）。
このようにして、回路基板２Ａが製造される。
なお、上記実施形態に説明したすべての構成要素は、本発明の技術的思想の範囲で適宜組み合わせを代えたり、削除したりして実施することができる。
１ バックシート
２、２Ａ 回路基板
３ 基材
３ａ 基材表面
４、４Ｂ 接着剤層
４ｄ 接着剤層外周面
５、５Ｂ、５Ｃ、５Ｄ 金属電極
５Ａ 除去部金属箔
５ｃ 突出部
５ｄ 外周面
７ 太陽電池セル
１４ 金属箔シート
１５ 金属箔層（金属箔）
１６ 粘着層
１７ 保持シート
１９ 接着剤層保持体
３０ 打ち抜き型
３０ａ 型表面
３０ｂ、３０ｂ１、３０ｂ２、３０ｂ３、３０ｃ、３０ｃ１、３０ｃ２ 打ち抜き刃
３１、３２ 剥離部
３３ 打ち抜き済シート
３４ 不要金属箔除去済シート
４０ 型抜きローラ
４２ 圧縮空気吹き付け部
４６ 塗布ローラ
４８ 加工装置
４９ 接着剤
５０ 太陽電池モジュール
Ｃ 刃先
Ｍ 中間積層体
Ｓ１ 金属箔シート形成工程
Ｓ２ 金属電極形成工程
Ｓ３ 接着剤層形成工程
Ｓ４ 基材接着工程
Ｓ５ 金属電極転写工程

Claims (5)

  1. 保持シート上に金属箔を保持した金属箔シートの前記金属箔を切断して、一部の金属箔を除去することにより、前記保持シート上に互いに隙間をあけた複数の金属電極を形成する金属電極形成工程と、
    前記複数の金属電極の表面に接着剤層を形成する接着剤層形成工程と、
    前記接着剤層を基材に密着させて該基材に接着する基材接着工程と、
    前記保持シートを前記複数の金属電極から剥離することにより、前記基材上に前記接着剤層および前記複数の金属電極を転写する金属電極転写工程と、
    を備えることを特徴とする回路基板の製造方法。
  2. 前記金属箔シートは、保持シートの表面に設けられた粘着層を介して前記金属箔を保持し、
    前記金属電極形成工程では、前記金属箔を打ち抜き刃による打ち抜きによって切断し、前記打ち抜き刃の側方における前記金属箔と前記粘着層との間に剥離部を形成することによって、前記一部の金属箔の除去を行う
    ことを特徴とする請求項１に記載の回路基板の製造方法。
  3. 基材と、
    該基材の表面に互いに隙間を隔てて形成された複数の接着剤層と、
    該接着剤層上にそれぞれ１つずつ形成された金属電極と、
    を備える回路基板。
  4. 前記金属電極の各外周面は、前記金属電極の表面から前記接着剤層の方に向かって外方に傾斜されるとともに、前記外周面の前記接着剤層側の端部に前記接着剤層の方に突出する突出部が形成されている
    ことを特徴とする請求項３に記載の回路基板。
  5. 請求項３または４に記載の回路基板と、
    該回路基板上に電気的に接続された太陽電池セルと、
    を備える太陽電池モジュール。
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