JP2015192085A - Circuit board and manufacturing method therefor, and solar cell module - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、回路基板およびその製造方法、および太陽電池モジュールに関し、好適には太陽電池用回路基板およびその製造方法、および太陽電池モジュールに関する。 The present invention relates to a circuit board, a manufacturing method thereof, and a solar cell module, and more preferably to a circuit board for solar cell, a manufacturing method thereof, and a solar cell module.
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、先ず、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う。その後、多くの場合、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。 Conventionally, when a conductive pattern such as a circuit or wiring is formed on a substrate, a metal thin film is first formed on the substrate, and then patterned by photoetching or the like. Then, in many cases, a conductive pattern is formed by removing the unnecessary metal thin film.
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。 Since such a manufacturing method requires many steps, in recent years, a conductive pattern is also formed by bonding a metal foil sheet on a substrate and punching the metal foil with a punching blade.
例えば、特許文献1には、ICタグの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。ここでは、金属箔と接着層を有する金属箔シートと、基材とを重ね合わせ、加熱された打ち抜き刃を用いて金属箔シートの打ち抜きおよび仮止めを行い、不要な部分を吸引機等で除去されている。 For example, Patent Document 1 describes a method of forming a conductive pattern that becomes an antenna of an IC tag. Here, the metal foil sheet having the metal foil and the adhesive layer and the base material are overlapped, and the metal foil sheet is punched and temporarily fixed using a heated punching blade, and unnecessary portions are removed with a suction machine or the like. Has been.
しかしながら、上記のような従来技術には、以下のような問題があった。回路パターン形成する際には、金属箔をパターン状に切断したあとに不要部分の除去工程が必要となっていた。また、この不要部分のパターンが複雑になると、剥離の際に千切れたりするため除去作業を困難なものとしていた。また不要部分の除去の際に、必要な回路パターンのエッジ部分が引っ張られ、回路端面にバリが出たり、回路パターンの浮きやはがれが発生したりしていた。このような回路を太陽電池モジュール化した場合、短絡等の不具合を起こすことがあった。 However, the prior art as described above has the following problems. When forming a circuit pattern, it is necessary to remove unnecessary portions after cutting the metal foil into a pattern. Further, if the pattern of this unnecessary portion becomes complicated, it will be broken at the time of peeling, making the removal operation difficult. Further, when removing unnecessary portions, the edge portion of the necessary circuit pattern is pulled, and burrs appear on the end face of the circuit, or the circuit pattern is lifted or peeled off. When such a circuit is made into a solar cell module, a problem such as a short circuit may occur.
また、従来手法で回路パターンを形成する際、対となる平行した2つの刃で切断を行い、間の不要部分を剥離していた。しかし、この刃の間隔が1mm以下になると2つの刃の物理的近接の限界になり、パターン打ち抜きが困難になることで、高密度な配線パターン形成を困難にしていた。 Moreover, when forming a circuit pattern by the conventional method, it cut | disconnected with the two parallel blades used as a pair, and peeled the unnecessary part between. However, when the distance between the blades is 1 mm or less, it becomes a limit of physical proximity between the two blades, and pattern punching becomes difficult, thereby making it difficult to form a high-density wiring pattern.
本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであって、本発明の1つの課題は、高密度且つ安価で信頼性の高い回路基板、および太陽電池モジュールを提供することである。本発明の別の課題は、回路パターン形成時に、不要部分の除去工程を不要とすることである。本発明の更に別の課題は、導電回路の端面バリおよび回路パターン剥離による不具合を軽減することを可能とする回路基板を提供することである。 The present invention has been made in view of the above problems, and one object of the present invention is to provide a high-density, inexpensive and highly reliable circuit board, and a solar cell module. Another object of the present invention is to eliminate an unnecessary portion removing step when forming a circuit pattern. Still another object of the present invention is to provide a circuit board that can alleviate problems caused by end surface burrs and circuit pattern peeling of conductive circuits.
本発明の課題を解決するための手段の一例は、バックシート、接着層、および金属電極を含む回路基板であって、前記金属電極が、第1金属電極、第2金属電極、および前記第1金属電極および前記第2電極の間の切断片を含み、前記第1金属電極および前記第2金属電極が、前記接着層に向けて押し込み変形されており、前記切断片が、前記接着層内に少なくとも部分的に押し込まれている、回路基板である。 An example of means for solving the problems of the present invention is a circuit board including a back sheet, an adhesive layer, and a metal electrode, wherein the metal electrode is a first metal electrode, a second metal electrode, and the first metal electrode. Including a cut piece between the metal electrode and the second electrode, wherein the first metal electrode and the second metal electrode are pressed and deformed toward the adhesive layer, and the cut piece is in the adhesive layer. A circuit board that is at least partially depressed.
ここで、前記第1金属電極、前記第2金属電極、および前記切断片が、金属箔を切断するとともに前記金属箔の切断された部分が除去されることなく形成されたものであることが好ましい。また、前記第1金属電極および前記第2金属電極が、それぞれ第1切断端面および第2切断端面を有し、前記第1切断端面および前記第2切断端面が、前記基材の垂線に対して傾斜していることが好ましい。ここで、前記切断片が、前記接着層内に全体的に押し込まれて(すなわち埋没して)いてもよい。あるいは、前記切断片が、前記接着層内に部分的に押し込まれていてもよい。また、前記切断片の幅が、100μm以上3mm以下であることが好ましい。さらに、前記第1切断端面および前記第2切断端面の間の距離が、20μm以上1mm以下であることが好ましい。 Here, it is preferable that the first metal electrode, the second metal electrode, and the cut piece are formed without cutting the metal foil and removing the cut portion of the metal foil. . The first metal electrode and the second metal electrode each have a first cut end face and a second cut end face, and the first cut end face and the second cut end face are perpendicular to the base material. It is preferable to be inclined. Here, the cut piece may be entirely pushed into the adhesive layer (that is, buried). Alternatively, the cut piece may be partially pushed into the adhesive layer. Moreover, it is preferable that the width | variety of the said cut piece is 100 micrometers or more and 3 mm or less. Furthermore, it is preferable that a distance between the first cut end face and the second cut end face is 20 μm or more and 1 mm or less.
本発明の課題を解決するための手段の別の例は、バックシート、接着層、および金属箔をこの順に含む積層体を準備する準備工程と、前記金属箔を切断することにより、第1金属電極、第2金属電極、および前記第1金属電極および前記第2電極の間の切断片を形成する金属電極形成工程とを含み、前記金属電極形成工程において、前記第1金属電極および前記第2金属電極が、前記接着層に向けて押し込み変形され、更に、前記切断片を前記接着層内に少なくとも部分的に押し込む押し込み工程を含む、回路基板の製造方法である。 Another example of the means for solving the problems of the present invention is a preparation step of preparing a laminate including a back sheet, an adhesive layer, and a metal foil in this order, and cutting the metal foil to form the first metal An electrode, a second metal electrode, and a metal electrode forming step of forming a cut piece between the first metal electrode and the second electrode. In the metal electrode forming step, the first metal electrode and the second metal electrode It is a method for manufacturing a circuit board, wherein the metal electrode is pressed and deformed toward the adhesive layer, and further includes a pressing step of pressing the cut piece into the adhesive layer at least partially.
ここで、前記第1金属電極、前記第2金属電極、および前記切断片が、前記金属箔の切断された部分が除去されることなく形成されたものであることが好ましい。また、前記第1金属電極および前記第2金属電極が、それぞれ第1切断端面および第2切断端面を有し、前記第1切断端面および前記第2切断端面が、前記基材の垂線に対して傾斜していることが好ましい。 Here, it is preferable that the first metal electrode, the second metal electrode, and the cut piece are formed without removing a cut portion of the metal foil. The first metal electrode and the second metal electrode each have a first cut end face and a second cut end face, and the first cut end face and the second cut end face are perpendicular to the base material. It is preferable to be inclined.
ここで、前記押し込み工程が、前記金属箔の前記切断と同時に行われもよい。この場合、前記金属電極形成工程において、平行に配置された一対の打ち抜き刃によるうち抜きによって前記金属箔を切断すると同時に、前記平行に配置された一対の打ち抜き刃の間に配置された押し型により、前記切断片を前記接着層内に少なくとも部分的に押し込むのが好ましい。あるいは、前記押し込み工程が、前記金属箔の前記切断の後に行われてもよい。また、前記押し込み工程において、前記切断片を、前記接着層内に全体的に押し込んでもよく、前記押し込み工程において、前記切断片を、前記接着層内に部分的に押し込んでもよい。 Here, the pressing step may be performed simultaneously with the cutting of the metal foil. In this case, in the metal electrode forming step, the metal foil is cut by punching with a pair of punching blades arranged in parallel, and at the same time, by a pressing die placed between the pair of punching blades arranged in parallel. The cutting piece is preferably pushed at least partially into the adhesive layer. Alternatively, the pushing step may be performed after the cutting of the metal foil. In the pushing step, the cut piece may be entirely pushed into the adhesive layer, and in the pushing step, the cut piece may be partially pushed into the adhesive layer.
本発明の課題を解決するための手段の更に別の例は、上記回路基板を備えた、太陽電池モジュールである。 Yet another example of means for solving the problems of the present invention is a solar cell module including the circuit board.
本発明によれば、高密度且つ安価で信頼性の高い回路基板、および太陽電池モジュールを提供できる。例えば、回路パターン形成時に、不要部分の除去工程を不要とすることができる。例えば、導電回路の端面バリおよび回路パターン剥離による不具合を軽減することが可能となる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, a high-density, cheap and reliable circuit board and a solar cell module can be provided. For example, an unnecessary portion removing step can be eliminated when forming a circuit pattern. For example, it is possible to reduce defects caused by end surface burrs and circuit pattern peeling of the conductive circuit.
以下、本発明の一実施形態について図1から図5を参照して説明する。すべての図面において、同一または類似する部材には同一の符号を付し、共通する説明は省略する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 5. In all the drawings, the same or similar members are denoted by the same reference numerals, and common description is omitted.
図1は、本実施形態の太陽電池モジュール150の構成を模式的に示す縦断面図である。太陽電池モジュール150は、太陽電池セル20、回路基板140、封止材30、導電接続材10、および透光性基板40を備える。太陽電池セル20は、発電のための光を受光する受光面20cと反対側の裏面20dとを有する。裏面20d上に配線用の接続電極20a、20bが複数設けられている。回路基板140は、後述する第1および第2金属電極141a、141bを用いて太陽電池セル20間の電気接続を行うとともに、バックシート143を用いて太陽電池セル20を保護するためのものであり、導電接続材10を介して太陽電池セル20に電気的に接続されている。封止材30は、回路基板140および太陽電池セル20上に積層されて太陽電池セル20を封止している。透光性基板40は、封止材30上に積層されている。太陽電池モジュール150は、本発明の回路基板を用いて製造することができる。詳細については後述する。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view schematically showing the configuration of the
太陽電池セル20は、受光面20cから入射した光を光電変換して発電を行う半導体素子である。太陽電池セル20としては、裏面20dにプラスの接続電極20aとマイナスの接続電極20bが設けられた、いわゆるバックコンタクト方式の太陽電池セルであれば、その構造に特に制限はない。接続電極20a、20bの個数は、2以上の適宜個数を必要に応じて設けることができる。本実施形態においては、接続電極20aはプラス電極、接続電極20bはマイナス電極として説明されるが、これに限定されない。接続電極20a、20bの材質は、例えば、銀ペーストを焼成したものである。なお、接続電極20a、20bは、大きさや形状が互いに異なっていてもよい。以下では一例として、各接続電極20a、20bは同一の大きさと形状を有するものとして説明する。
The
太陽電池セル20として、単結晶、多結晶、アモルファスなど公知のものを適宜選択することができる。太陽電池セル20の平面視における形状は、例えば矩形状などの適宜形状を採用することができ、特段の制限はない。また、太陽電池モジュール150における太陽電池セル20は、図1では1個のみ図示されているが、回路基板140の面方向に沿って複数のものが、適宜間隔をあけて2個以上配置されている。本実施形態では、図示は省略するが、図1における左右方向、および手前と奥方向に複数の太陽電池セル20が所定の間隔をあけて整列配置されている。こうして、複数の太陽電池セル20は平面視において略矩形格子状に配置されている。
As the
回路基板140は、図1に示すように、バックシート143、絶縁性接着層142、および金属電極(第1金属電極141aおよび第2金属電極141b)をこの順に積層することにより形成されたものである。
As shown in FIG. 1, the
バックシート143は、本願において基材ともいう。基材は電気絶縁性に優れる材料から形成されることが好ましい。基材としては、例えば樹脂材料をシート状もしくはフィルム状に形成したものを採用することができる。樹脂材料としては、例えば、アクリル、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリイミド、ウレタン、エポキシ、メラミン、スチレンなどの樹脂材料、またはこれらを共重合した樹脂材料を用いることが可能である。断熱性や弾力性や光学特性の制御のため、必要に応じて、基材に有機フィラーまたは無機フィラー等を混入させることも可能である。また、基材は、上記の樹脂材料を複数積層させた積層フィルムとしてもよい。あるいは、基材は、上記の樹脂材料の層と、例えばアルミニウム箔等の金属箔とを積層させた複合積層フィルムとすることも可能である。
The
バックシート143は、絶縁性接着層142を介して第1金属電極141aおよび第2金属電極141bを支持する。なお、バックシート143は、バリア性と支持体としての基材の機能を持ち合わせた部材であることが好ましい。バックシート143のバリア性は、回路基板140の積層方向における一方の外表面が、太陽電池モジュール150の内部に水分や酸素等が侵入することを抑制する機能であり、シールド材としてのバリア機能を奏する性質である。なお、バリア機能を奏する層を含む複数の層からバックシート143を形成することも可能である。この場合には、水分や酸素に対する遮断性に優れた適宜の樹脂材料、フッ素系樹脂材、アルミニウム箔、もしくはアルミニウム箔と適宜の樹脂との複合積層フィルム等を使用することができる。バックシート143は、好ましくは可撓性を有するシート状部材で構成される。
The
絶縁性接着層142は、バックシート143の表面に第1金属電極141aおよび第2金属電極141bを固定するための層状部である。絶縁性接着層142は、例えば、硬化性樹脂であるウレタン、アクリル、エポキシ、ポリイミド、オレフィン、またはこれらを共重合した硬化型接着剤を硬化させることで形成されている。硬化型接着剤の種類は特に限定されない。硬化型接着剤として、例えば熱硬化型接着剤、UV硬化型接着剤などを好適に採用できる。また、絶縁性接着層142として段階硬化型でない接着剤を用いてもよい。
The insulating
第1金属電極141aおよび第2金属電極141bは、太陽電池セル20に電気的に接続される配線パターンを構成する。第1金属電極141aおよび第2金属電極141bは、電気伝導性が良好な適宜の金属材料から形成することができる。第1金属電極141aおよび第2金属電極141bは、例えば、銅、アルミニウム、ニッケル、真鍮、金、銀、および鉛などの箔から形成することができる。
The
第1金属電極141aおよび第2金属電極141bの平面視形状、すなわち配線パターンとしては、例えば、プラス電極である金属電極141aとマイナス電極である金属電極141bがともに櫛形形状を有するパターンを挙げることができる。例えば、櫛型形状の櫛歯状部が、互いの線状部間の隙間に貫入するとともに互いに離間して近接配置されるようにする。太陽電池モジュール150において太陽電池セル20のプラス電極20aとマイナス電極20bとの接続を電気的に分離することができていれば良い。
As a planar view shape of the
封止材30は、絶縁性接着層142、第1金属電極141aおよび第2金属電極141bを用いて太陽電池セル20を封止して絶縁できればよく、適宜の材質から構成することができる。封止材30に好適な材質としては、熱可塑性樹脂、例えば、エチレン・酢酸ビニル共重合体(EVA)、エチレン・メタアクリル酸共重合体(EMAA)、ポリエチレン(ポリオレフィン)などからなるフィルム材を挙げることができる。このフィルム材の厚さは、例えば30〜200μmから適宜選択することができる。現状では100〜200μmが多く利用されている。本実施形態の封止材30は、図1に示すように、上述の熱可塑性樹脂からなるフィルム材で構成される封止材シート32および透明封止材シート31によって、太陽電池セル20を挟み込み、ラミネート加工により両者を一体にすることにより形成されている。このため、太陽電池モジュール150において、封止材シート32と透明封止材シート31との境界は、同材質の場合、明確ではない。しかしながら、異材質の場合には、色、透過率、あるいは屈折率等が異なることによって、例えば、図1に想像線A−A(二点鎖線)で示すような界面を認める場合もある。
The
封止材シート32は、太陽電池セル20の受光面20cよりも回路基板140側の封止材30の領域を形成するため、選択的に光透過性を有するとしてよい。このため、封止材シート32の材質としては、光吸収性、光散乱性、または光反射性を有する種々のフィルムを採用することが可能である。例えば、適宜色を有する色材を含む色付き(白色を含む)フィルム、例えば、黒色フィルムまたは白色フィルム等を好適に採用することができる。封止材シート32として、このような色付きフィルムを採用することにより、透光性基板40側から太陽電池セル20間の隙間を通して回路基板140の上面を視認できなくなる。この場合、太陽電池モジュール150の意匠性を向上することができる。
Since the sealing
これに対して、透明封止材シート31は、太陽電池セル20を受光面20c側から封止するためのフィルム部材である。透明封止材シート31は、太陽電池セル20の受光を妨げないよう、光透過性を有することが必須であり、無色透明であるのが最も好ましい。本実施形態では、透明封止材シート31の厚さは、太陽電池モジュール150における太陽電池セル20の裏面20dから透光性基板40までの層厚に略相当する厚さである。
On the other hand, the transparent
導電接続材10は、後で説明する太陽電池モジュール150の形成の際に、太陽電池セル20の接続電極20aおよび接続電極20bを、第1金属電極141aおよび第2金属電極141bにそれぞれ電気的に接続出来るものであれば良い。導電接続材10として、例えば、銀ペースト、銅ペースト、およびカーボンペースト等の導電性接着剤、またはスズおよびニッケル系の低融点はんだが挙げられる。また、導電接続材10として、熱硬化性の導電性接着剤を利用することもできる。本実施形態では、導電接続材10に、熱硬化性の導電性接着剤を用いた例が説明されている。
The conductive connecting
金属箔141に回路パターンを形成する方法について、図2(a)〜図2(b)を参照して説明する。図2(a)において、バックシート143、絶縁性接着層142、および金属箔141がこの順に積層されている。絶縁性接着層142の接着条件に合わせて、第1金属電極141aおよび第2金属電極141bとなるシート状の金属箔141を貼り合わせる。
A method of forming a circuit pattern on the
図示された例において、切断刃160は、中央部に1つの押し型160aと、押し型160aの両側方に計2つの側面刃160bを有する。押し型160aは、水平方向に延在した底面を有する。側面刃160bは、突出方向に細る略二等辺三角形状の長手方向断面を有し、突出方向の先端C4に刃先を形成している。なお、図示は省略するが、平行に配置された一対の側面刃により切断刃を構成し、この切断刃により金属箔を切断して第1金属電極および第2金属電極を形成しておき、その後に、位置合わせの機構を用いて第1金属電極および第2金属電極の間の切断片(金属分離電極または分離電極ともいう)を型押しする方法もとれる。その場合、切断刃は、打ち抜き用の平行に配置された一対の刃を大きな高さ(例えばh3)を有する刃で構成し、別途小さな高さ(例えばh4)を有する箔押し用の押し型を準備しても良い。
In the illustrated example, the
金属箔141に側面刃160aを差し入れる高さh3は、金属箔141の厚さより大きく、絶縁性接着層142を突き抜けない高さとするのが良い。例えば、高さh3は、金属箔141の厚さより大きく、金属箔141および絶縁性接着層142の厚さの合計よりも小さくする(金属箔の厚さ<h3<金属箔の厚さ+絶縁性接着層の厚さ)ことができる。金属箔141の膜厚を50μmとし、絶縁性接着層142の膜厚を70μmとした場合、高さh3は、好ましくは50〜120μm、例えば80μmである。押し型160aを押し入れる高さ(深さ)h4は、切断片144が絶縁性接着層142内に少なくとも部分的に押し込む高さ(深さ)が良い。例えば、高さ(深さ)h4は、少なくとも金属箔141の厚みを超える高さ(深さ)とすることができる。金属箔111の膜厚を50μmとし、絶縁性接着層112の膜厚を70μmとした場合、高さh4は、好ましくは20μmより大きく70μm未満、例えば60μmである。切断片144の幅d3は、例えば100μm以上3mm以下である。100μm以上とすることによりパターン形成時に安定した押し込みが可能となり、3mm以下とすることで高集積な回路パターンに対応可能となる。と切断刃160を形成する材料として、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、これに限定されない。
The height h3 at which the
図6に示すように、切断片144が絶縁性接着層142に完全に埋まらず、第1金属電極141aおよび第2金属電極141bの上面と、切断片144との間の高さhd(段差hd)に差がある状態も、本発明の範囲内に含まれる。本発明は、第1金属電極141aおよび第2金属電極141bの上面と、切断片144の上面との間に少なくとも段差があれば良い構成をも含み、この場合も所望の効果が得られる。また、本発明は、切断片144が第1金属電極141aおよび第2金属電極141bの膜厚以内にある場合、すなわち第1金属電極141aおよび第2金属電極141bの上面と、切断片144との間の高さhdが第1金属電極141aおよび第2金属電極141bの膜厚よりも小さい場合も、所望の効果が得られる。なお、絶縁性接着層142の中に押し込む(すなわち完全に埋没させる)には、絶縁性接着層142をより厚くして、h3とh4(図2(b)を参照)の差を大きくしながら、押し型160aと側面刃160bが両方とも絶縁性接着層142に入り込むような条件が好ましい。
As shown in FIG. 6, the
切断刃160を用いて、金属箔141に回路パターンを形成するには、切断刃160を位置あわせした後、切断刃160を用いて金属箔141をプレスする。これにより、図2(b)に示すように、切断刃160の刃先C1は、金属箔141を切断して、絶縁性接着層142内に到達する。金属箔141は、切断刃160の側面形状に沿って塑性変形して、切断刃160の外形が転写された形状を有するようになっている。金属箔141は切断されて、第1切断端面141cを有する第1金属電極141a、第2切断端面141dを有する第2金属電極141b、および第1金属電極141aと第2金属電極141bとの間の切断片144が形成される。同時に、切断刃160の中央の箔押し型160aが切断片144を絶縁性接着層142内に押し込むことになる。このような形状とすることで、第1金属電極141aおよび第2金属電極141bの間の距離を、切断片144の分だけ物理的に短くすることができる。これにより、第1切断端面141cおよび第2切断端面141dが加熱や経時変化によって、元の平面的な形状に戻ったとしても、切断片144が絶縁性接着剤143に少なくとも部分的に押し込まれているため、第1切断端面141cおよび第2切断端面141dが互いに接触することがない。
In order to form a circuit pattern on the
本願において「第1金属電極、第2金属電極、および切断片が、金属箔を切断するとともに前記金属箔の切断された部分が除去されることなく形成されたものであり」とは、前記金属電極および切断片が、金属箔の切断後に切断された部分が別途、剥離、欠損、または除去されることなく形成されたものであることの意味を含む。これは、例えば切断端面を含む前記金属電極および前記切断片の所定の領域における総断面積が、同じ所定の領域において切断されていないと仮定した金属箔の総断面積と同じであることにより特定することができる。あるいは、例えば切断により湾曲した前記金属電極および前記切断片の所定の領域における表面積の総和が、同じ所定の領域において切断されていないと仮定した金属箔の表面積と同じであることにより特定することができる。あるいは、例えば断面図で見た場合、切断により湾曲した前記金属電極および前記切断片の表面または裏面の所定の領域における長さの総和が、同じ所定の領域において切断されていないと仮定した金属箔の表面または裏面の長さと同じであることにより特定することができる。 In the present application, "the first metal electrode, the second metal electrode, and the cut piece are formed without cutting the metal foil and removing the cut portion of the metal foil" means that the metal It includes the meaning that the electrode and the cut piece are formed without being separated, chipped, or removed separately from a portion cut after cutting the metal foil. This is specified, for example, by the fact that the total cross-sectional area in the predetermined region of the metal electrode and the cut piece including the cut end surface is the same as the total cross-sectional area of the metal foil that is assumed not to be cut in the same predetermined region. can do. Alternatively, for example, the metal electrode curved by cutting and the total surface area in a predetermined region of the cut piece may be specified by being the same as the surface area of the metal foil assumed not to be cut in the same predetermined region. it can. Alternatively, for example, when viewed in a cross-sectional view, it is assumed that the sum of the lengths of the metal electrode curved by cutting and the predetermined length of the front or back surface of the cut piece is not cut in the same predetermined region It can be specified by being the same as the length of the front or back surface.
本願において「切断端面」とは、金属箔を切断することにより形成された金属電極の端面の意味を含み、典型的には、切断刃によって切断されることにより切断刃の外形が実質的に転写された端面の意味を含み、金属電極の表面に延在していて上方に面した湾曲面または屈曲面の意味を含む。「実質的に転写され」とは、切断刃の外形が、そのまま同一形状で転写される場合、および切断後の金属箔(金属電極および切断片)の変形により微小な曲面、ダレ、カエリ等を含んで転写される場合の意味を含む。本願において「端部領域」とは、切断端面を含む領域の意味を含み、典型的には切断端面および切断によって接着層に向けて湾曲した金属電極の部分を含む領域の意味を含む。 In the present application, the “cut end face” includes the meaning of the end face of the metal electrode formed by cutting the metal foil, and typically the outer shape of the cutting blade is substantially transferred by being cut by the cutting blade. The meaning of the end face made, and the meaning of the curved surface or the bending surface that extends to the surface of the metal electrode and faces upward. “Substantially transferred” means that when the outer shape of the cutting blade is transferred in the same shape as it is, or when the cut metal foil (metal electrode and cut piece) is deformed, Including the meaning of including and transferring. In the present application, the “end region” includes the meaning of a region including a cut end surface, and typically includes the meaning of a region including a cut end surface and a portion of a metal electrode curved toward an adhesive layer by cutting.
本願において「切断端面の傾斜の角度」とは、図5に一例を示すように、バックシート143の表面から直立した垂線P3と第1切断端面141cとの間の角度α3および垂線P3と第2切断端面141dとの間の角度α3の意味を含む。なお、図5においては、垂線P3と第1切断端面141cとの間の角度と垂線P3と第2切断端面141dとの間の角度が同じα3である場合を示しているが、これらは僅かに異なる場合もある。例えば、切断端面の傾斜角度α3は、基材の垂線P3に対して20°以上50°以下である。この場合、側面刃160aの刃角度は、例えば40°以上100°以下である。なお、エッチングまたは打ち抜き後の剥離により形成された切断端面は、一般に0°の傾斜角度すなわち傾斜の無い垂直な2つの切断端面を有し、典型的には本願におけるいずれか一方が傾斜した切断端面と明確に区別することができる。
In the present application, the “inclination angle of the cut end surface” means, as shown in FIG. 5 as an example, an angle α3 between the vertical line P3 standing upright from the surface of the
本願において「傾斜部分」とは、金属電極の表面が水平または平坦な部分を除く部分の意味を含む。例えば、傾斜部分は、金属電極において、中央刃によって切断端面が形成された部分と、当該部分に隣接して配置された、基材としてのバックシートに向けて押し込み変形された部分とからなる。なお、「傾斜部分」は、上記「端部領域」と一致することもあるし、異なることもある。以下に示す例においては、第1金属電極141aの第1傾斜部分が第1端部領域141eとして構成され、第2金属電極141bの第2傾斜部分が第2端部領域141fとして構成されている。
In the present application, the “inclined portion” includes a portion excluding a portion where the surface of the metal electrode is horizontal or flat. For example, the inclined portion is composed of a portion in which a cut end surface is formed by a central blade in a metal electrode, and a portion that is disposed adjacent to the portion and is pressed and deformed toward a back sheet as a base material. Note that the “inclined portion” may coincide with the “end region” or may be different. In the example shown below, the first inclined portion of the
例えば、第1金属電極141aの第1端部領域141e(または第1切断端面141c)および第2金属電極141bの第2端部領域141f(または第2切断端面141d)は、絶縁性接着層142に少なくとも部分的に押し込む状態とすることができる。第1金属電極141aの第1端部領域141e(または第1切断端面141c)および第2金属電極141bの第2端部領域141f(または第2切断端面141d)が絶縁性接着層142内に少なくとも部分的に埋没することで、後工程の加熱や経時変化による金属箔の変形が起きても、切断端面同士が接触することを抑制し、切断端面同士が接触することを防止できる。また、パターン形成時に、絶縁性接着層142の樹脂の形成特性に合わせて、例えば、熱硬化型の樹脂を用いた場合には、刃を入れたあとに硬化温度まで加熱することで、より堅牢な回路パターンを形成することができる。
For example, the
第1切断端面141cおよび第2切断端面141dの間の距離d4は、例えば20μm以上1mm以下である。20μm以上とすることにより切断片同士の接触による短絡を防止することとなり、1mm以下とすることで高集積な回路形成が可能となる。回路パターン形成時に、切断片144の上面に絶縁性接着層142の流れ込みが少なく切断片144を完全に覆わない場合、すなわち切断片144は絶縁性接着層142内に部分的に押し込まれている場合でも、図3、4に示されるような太陽電池モジュールを組む場合には、封止剤32が流れ込むことによって、空隙になることなく切断片144が封止される。
A distance d4 between the first
本発明の回路基板を含む太陽電池モジュールの製造方法の一例を説明する。回路基板140を形成するには、バックシート143、絶縁性接着層142、および金属箔141をこの順に積層したものを準備する。これら各層を一体に接合し、上述の切断加工を行うことにより回路基板140を形成する。接合方法としては、ドライラミネートや、押し出しラミネートなど、公知の各種方法を適宜選択してよい。この後に前述した切断を行う。切断を行うことで、回路パターンが形成される。
An example of the manufacturing method of the solar cell module containing the circuit board of this invention is demonstrated. In order to form the
次に、上記積層体と太陽電池セル20の接続電極20a、20bとを位置合わせして、導電接続材10を、例えばスクリーン印刷法を用いて印刷する(図3)。この印刷法は、パターン形成できる方法であればよく、特定の方法に限定されるものではない。同様に、太陽電池セル20の接続電極20a、20bの位置に合わせて、封止材シート32に貫通孔32aを形成しておく。貫通孔32aを開ける方法としては、金型ポンチよるパンチング、レーザー加工、ドリル加工等の既存の方法を採ることができる。貫通孔32aの直径は、接続電極20a、20bの直径と同等か1〜2mm大きいことが好ましい。
Next, the laminate and the
図3に示すように、導電接続材10が印刷された回路基板140、封止材シート32、太陽電池セル20、透明封止材シート31、および透光性基板40をこの順に重ねて配置する。こうして、回路基板140、封止材シート32、太陽電池セル20、透明封止材シート31、および透光性基板40が積層された、図4に示した積層体155が形成される。
As shown in FIG. 3, the
次に、ラミネーターを用いて、真空下で、積層体155を加熱しつつ積層方向に加圧する真空加圧ラミネート加工を行う。加工条件は、封止材シート32と透明封止材シート31とが軟化して変形し、それぞれが隣接する部材の表面と密着して接着可能な加熱温度および加圧力とする。更に、導電接合材10および接続電極20a、20bが電気的に接続可能であり、かつ、導電接合材10および金属電極141が電気的に接続可能な加熱温度および加圧力とする。このようなラミネート加工により、第1金属電極141a、第2金属電極141b、導電接合材10、および接続電極20a、20bが、厚さ方向に加圧されるとともに加熱される。
Next, using a laminator, a vacuum pressure laminating process is performed in which the
その結果、導電接合材10が硬化して、第1金属電極141aおよび第2金属電極141bと、接続電極20a、20bとが、導電接合材10により接着される。また、ラミネート加工の加熱により、封止材シート32および透明封止材シート31が軟化して変形し一体化される。また、軟化が進んだ封止材シート32および透明封止材シート31は流動しそれぞれが隣接する部材の表面と密着される。これにより、太陽電池セル20の外周部が封止され、回路基板140と透光性基板40との間に、封止材30の層が形成される。
As a result, the
加熱および加圧を終了すると、積層体155の各層間が接着された状態で固化し、図1に示すような太陽電池モジュール150が完成する。
When heating and pressurization are completed, the layers of the
太陽電池モジュール150は、回路パターン形成時に、不要部分の除去が不要となる。また、回路基板のエッジバリによる不具合を軽減することが可能となる。更に、安価で信頼性の高い太陽電池モジュールを提供できる。
The
次に、本発明の回路基板およびこの回路基板を含む太陽電池モジュールについて、実施例および比較例を示す。 Next, an Example and a comparative example are shown about the circuit board of this invention, and the solar cell module containing this circuit board.
(実施例)
本実施例の金属箔141として、高純度アルミニウム(純度99%以上)からなる厚さ50μmのアルミニウム板を用いた。絶縁性接着層142として、熱硬化型エポキシ樹脂のエレファンCS(商品名;(株)巴川製紙所製)を用いた。絶縁性接着層142は、予めバックシート143上に膜厚70μmに形成しておいた。回路基板140は、バックシート143、絶縁性接着層142、および金属箔141を、この順に積層させドライラミネータにより圧着した。
(Example)
As the
また、金属箔141を、平行に配置された側面刃160bを差し入れる高さh3=80μmで切断するとともに中央の箔押し型160bを押し入れる高さh4=60μmで押し込むことにより、第1切断端面141cを有する第1金属電極141aと、第2切断端面141dを有する第2金属電極141bとを形成し、第1金属電極141aの第1切断端面141cおよび第2金属電極141の第2切断端面141dを絶縁性接着層112に向けて押し込み変形するとともに、切断片144を絶縁性接着層142に埋め込んだ。その後、100℃、30分で加熱して絶縁性接着層112を硬化させて、櫛形パターンの第1金属電極141aおよび第2金属電極141bを形成した。
Further, the
次に、回路基板140、導電接合材10、封止材シート32、太陽電池セル20、透明封止材シート31、および厚さ3mmのガラス板からなる透光性基板40をこの順に積層し、モジュールラミネータによりモジュールラミネートを行うことにより、太陽電池モジュール150を作製した。ここで、導電接合材10には、導電ペーストのペルトロンS−3028(商品名;ペルノックス(株)製)を用い、スクリーン印刷により形成されたものを用いた。また、封止材シート32として、厚さ200μmの白色のEMAAフィルムを用いた。封止材シート32には、直径3mmの貫通孔32aを形成しておいた。透明封止材シート31は、厚さ300μmの透明なEVAフィルムを用いた。モジュールラミネートは、真空にて150℃で3分間、続いて150℃、大気圧で、12分間、積層方向に加圧することにより行った。このようにして製造した太陽電池モジュール150は、第1金属電極141aおよび第2金属電極141bに対して太陽電池セル20が良好に電気接続されており、導通不良などは発生しなかった。
Next, the
(比較例)
金属箔141を間隔2mmの平行の2枚の切断刃を用いて切断し、切断刃の間の2mm幅の不要部分を剥離して回路パターンを形成した以外は実施例と同様にして、比較例の太陽電池モジュールを作製した。本比較例では、金属箔141の不要部分を除去するための工程が必要になり、上記実施例の回路パターン形成作業と比べると格段に長い作業時間を要した。また、回路パターン端面のバリと浮きのため金属電極部と太陽電池セルとの電気接続の不良があった。
(Comparative example)
Comparative example, except that
以上、本発明の各実施形態および実施例について説明したが、本発明の技術範囲は上記各実施形態および実施例に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない範囲において構成要素の組合せを変えたり、各構成要素に種々の変更を加えたり、削除したりすることが可能である。 While the embodiments and examples of the present invention have been described above, the technical scope of the present invention is not limited to the above embodiments and examples. It is possible to change the combination of the constituent elements within a range not departing from the gist of the present invention, to add various changes to the constituent elements, or to delete them.
10 導電接合材
20 太陽電池セル
20a プラス接続電極
20b マイナス接続電極
20c 太陽電池セル受光面
20d 太陽電池セル裏面
30 封止材
31 透明封止材シート
32 封止材シート
32a 貫通孔
40 透光性基板
140 回路基板
141 金属箔
141a 第1金属電極
141b 第2金属電極
141c 第1切断端面
141d 第2切断端面
141e 第1端部領域
141f 第2端部領域
142 絶縁性接着層
143 バックシート
144 切断片
150 太陽電池モジュール
155 積層体
160 切断刃
α3 傾斜角度
d3、d4 距離
C4 刃先
P3 垂線
DESCRIPTION OF
Claims (16)
前記金属電極が、第1金属電極、第2金属電極、および前記第1金属電極および前記第2電極の間の切断片を含み、
前記第1金属電極および前記第2金属電極が、前記接着層に向けて押し込み変形されており、
前記切断片が、前記接着層内に少なくとも部分的に押し込まれている、回路基板。 A circuit board including a back sheet, an adhesive layer, and a metal electrode,
The metal electrode includes a first metal electrode, a second metal electrode, and a cut piece between the first metal electrode and the second electrode;
The first metal electrode and the second metal electrode are pressed and deformed toward the adhesive layer;
The circuit board, wherein the cut piece is at least partially pressed into the adhesive layer.
前記金属箔を切断することにより、第1金属電極、第2金属電極、および前記第1金属電極および前記第2電極の間の切断片を形成する金属電極形成工程とを含み、
前記金属電極形成工程において、前記第1金属電極および前記第2金属電極が、前記接着層に向けて押し込み変形され、
更に、前記切断片を前記接着層内に少なくとも部分的に押し込む押し込み工程を含む、回路基板の製造方法。 A preparation step of preparing a laminate including a back sheet, an adhesive layer, and a metal foil in this order;
A metal electrode forming step of forming a first metal electrode, a second metal electrode, and a cut piece between the first metal electrode and the second electrode by cutting the metal foil,
In the metal electrode forming step, the first metal electrode and the second metal electrode are pressed and deformed toward the adhesive layer,
Furthermore, the manufacturing method of a circuit board including the pushing process which pushes the said cut piece into the said adhesive layer at least partially.
Priority Applications (1)
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