JP2015192086A - 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 - Google Patents

Abstract

【課題】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。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。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。【解決手段】基材、接着層、および金属電極をこの順に含む回路基板である。前記金属電極が、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、前記金属電極が切断端面を有し、前記切断端面が前記基材の垂線に対して傾斜していて傾斜部分を少なくとも部分的に形成しており、前記傾斜部分に切り込みが設けられている。【選択図】図１

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。

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。

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。

特開２００７−７６２８８号公報

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。

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。

さらに、金属箔を精度良く加工したとしても、加工時の残留応力などの影響で、時間経過により加工したパターンが変形し、所望の精度が維持できない問題もあった。

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、加工時の残留応力などの影響で、時間経過により加工したパターンが変形することの少ない、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。本発明の更に別の課題は、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。

本発明の課題を解決するための手段の一例は、基材、接着層、および金属電極をこの順に含む回路基板であって、前記金属電極が、金属箔を切断するとともに切断された部分を除去することなく形成されたものであり、前記金属電極が切断端面を有し、前記切断端面が前記基材の垂線に対して傾斜していて傾斜部分を少なくとも部分的に形成しており、前記傾斜部分に切り込みが設けられている、回路基板である。

ここで、前記切断端面を含む端部領域の少なくとも一部が、前記接着層内に埋没していることが好ましい。

本発明の課題を解決するための手段の別の例は、基材、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金属電極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、前記金属箔の切断端面の少なくとも一部が、前記接着層に向けて押し込み変形され、かつ、前記金属電極は、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、前記切断端面が、前記基材の垂線に対して傾斜していて傾斜部分を少なくとも部分的に形成しており、更に、前記傾斜部分に切り込みを設ける切り込み形成工程を含む、回路基板の製造方法である。

ここで、前記切り込み形成工程が、前記金属電極形成工程中の前記切断と同時に行われてもよい。あるいは、前記切り込み形成工程が、前記金属電極形成工程中の前記切断の後に行われてもよい。

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。

本発明の課題を解決するための手段の更に別の例は、薄膜を切断および切り込み加工するための切断刃であって、中央刃と、前記中央刃の側方に設けられた側面刃を有し、前記中央刃の先端を通る軸線と、前記側面刃の先端を通る軸線とが平行であって、両軸線間の距離が、０．５ｍｍ以上３ｍｍ以下であり、前記中央刃の刃深度が、前記側面刃の刃深度よりも５μｍ以上６０μｍ以下大きい、切断刃である。なお、例えば、刃の刃深度が箔の厚みだけあれば、中央刃と測面刃が同じ深度でも箔を切断しつつ切り込みを入れることが出来る。また、例えば、前記中央刃の刃深度が、前記側面刃の刃深度よりも絶縁性接着剤層の膜厚以下とすることもできる。

ここで、前記側面刃が２つ設けられていてもよい。

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、加工時の残留応力などの影響で、時間経過により加工したパターンが変形することを少なくすることができる。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。あるいは、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が可能となる。

本発明の回路基板を含む太陽電池モジュールの一例を模式的に示す縦断面図である。 本発明の回路基板の製造工程例を説明する説明図である。 本発明の回路基板を含む太陽電池モジュールの製造工程例の一部を説明する説明図である。 図３の続きを説明する説明図である。 金属電極の切断端面の一例を説明する説明図である。

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。

図１は、本実施形態の太陽電池モジュール１２０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１２０は、太陽電池セル２０、回路基板１１０、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１１０は、後述する第１、第２金属電極１１１ａ、１１１ｂ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１１３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１１０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１２０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。

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。

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１２０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１１０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。

回路基板１１０は、図１に示すように、バックシート１１３、絶縁性接着層１１２、および金属電極（第１金属電極１１１ａおよび第２金属電極１１１ｂ）をこの順に積層することにより形成されたものである。

バックシート１１３は、本願における基材の一例である。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。

バックシート１１３は、絶縁性接着層１１２を介して第１金属電極１１１ａおよび第２金属電極１１１ｂを支持する。なお、バックシート１１３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１１３のバリア性は、回路基板１１０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１２０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１１３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１１３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。

絶縁性接着層１１２は、バックシート１１３の表面に第１金属電極１１１ａおよび第２金属電極１１１ｂを固定するための層状部である。絶縁性接着層１１２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１１２として段階硬化型でない接着剤を用いてもよい。

第１金属電極１１１ａおよび第２金属電極１１１ｂ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１１１ａおよび第２金属電極１１１ｂ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１１１ａおよび第２金属電極１１１ｂ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。

第１金属電極１１１ａおよび第２金属電極１１１ｂ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１１１ａとマイナス電極である金属電極１１１ｂ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１２０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。

封止材３０は、絶縁性接着層１１２、第１金属電極１１１ａおよび第２金属電極１１１ｂ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１２０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。

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１１０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１１０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１２０の意匠性を向上することができる。

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１２０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。

導電接続材１０は、後で説明する太陽電池モジュール１２０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１１１ａおよび第２金属電極１１１ｂ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。

金属箔１１１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１１３、絶縁性接着層１１２、および金属箔１１１がこの順に積層されている。絶縁性接着層１１２の接着条件に合わせて、第１金属電極１１１ａおよび第２金属電極１１１ｂとなるシート状の金属箔１１１を貼り合わせる。

切断刃１３０は、図は省略するが、平面状の抜き型の表面に形成される。切断刃１３０は、腐食金型、切削金型等を使用することができるが、これに限定されない。切断刃１３０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。

切断刃１３０は、突出方向に細る複数の略二等辺三角形状の長手方向断面を有する刃を有するようになっている。図２に示された例において、切断刃１３０は、中央部に１つの中央刃１３０ａと中央刃１３０ａの両側方に計２つの側面刃１３０ｂを有する。中央刃１３０ａ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Ｃ２に刃先を形成している。また、側面刃１３０ｂも、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Ｃ３に刃先を形成している。なお、図示は省略するが、側面刃１３０ｂを中央刃１３０ａの片側だけに設けて切断刃を構成しても良い。切断刃として、中央刃の両側に設けた側面刃を設けたもの、または中央刃の片側に設けた側面刃を設けたものを適宜選択できる。また、例えば、金属箔を切断した後に、位置合わせの機構を用いて、切り込みを後から入れてもよく、その場合、切断刃は、切断用の高さｈ１を有する刃と切り込み用の高さｈ２を有する刃の２つの刃に分けても良い。

回路基板１１０に中央刃１３０ａを差し入れる高さｈ１は、金属箔１１１の厚さより大きく、絶縁性接着層１１２を突き抜けない高さとするのが良い。すなわち、高さｈ１は、金属箔１１１の厚さより大きく、金属箔１１１および絶縁性接着層１１２の厚さの合計よりも小さくする（金属箔の厚さ＜ｈ１＜金属箔の厚さ＋絶縁性接着層の厚さ）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６０μｍとした場合、高さｈ１は、好ましくは５０〜１１０μｍ、例えば８０μｍである。回路基板１１０に側面刃１３０ｂを差し入れる高さｈ２は、金属箔１１１の厚さより小さくし、金属箔１１１を突き抜けない高さとするのが良い。すなわち、高さｈ２は、金属箔１１１の厚さ未満とする（ｈ＜金属箔の厚さ）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６０μｍとした場合、高さｈ２は、好ましくは５０μｍ未満、更に好ましくは１０μｍ以上５０μｍ未満、例えば４０μｍである。ここで、切り込み１１４ａ１１４ｂは、傾斜部分１１１ｅ，ｆの応力緩和を目的にしているため、高さｈ２の下限値は、応力緩和ができる値であればよい。

本願において「刃深度」とは、中央刃または側面刃の先端から、切断刃において、中央刃または側面刃が最大限進入し得る面までの距離を意味するものとする。図２（ｂ）に示された例においては、中央刃１３０ａの刃深度は、先端Ｃ２から、図中矩形断面で示された切断刃１３０の基部（符号なし）までの距離を意味する。側面刃１３０ｂの刃深度は、先端Ｃ３から、図中矩形断面で示された切断刃の基部（符号なし）までの距離を意味する。中央刃１３０ａの刃深度は、例えば５０μｍ以上１１０μｍ以下であり、側面刃１３０ｂの刃深度は、例えば１０μｍ以上５０μｍ以下である。中央刃１３０ａの刃深度と側面刃１３０ｂの刃深度の関係は、中央刃１３０ａが金属箔１１１を貫通し得る刃深度である一方、側面刃１３０ｂが金属箔１１１を貫通せずに切り込みを形成し得る刃深度となる。中央刃１３０ａの刃深度と側面刃１３０ｂの刃深度の関係は、金属箔１１１の膜厚に応じて設定されることが好ましい。例えば金属箔１１１の膜厚が２０μｍ以上１５０μｍ以下である場合、中央刃１３０ａの刃深度は、側面刃１３０ｂの刃深度よりも５μｍ以上６０μｍ以下大きいことが好ましい。

中央刃１３０ａの刃角度は、例えば４０°以上８０°以下である。側面刃１３０ｂの刃角度は、例えば４０°以上６０°以下である。図５においては、中央刃１３０ａによって形成された第１切断端面１１１ｃおよび第２切断端面１１１ｄの間の角度（α２×２）が示されており、この角度（α２×２）が、典型的には中央刃１３０ａの刃角度に対応して、４０°以上８０°以下となる。また、側面刃１３０ｂによって形成された後述する第１切り込み１１４ａおよび第２切り込み１１４ｂの角度βが、典型的には側面刃１３０ｂの刃角度に対応して、４０°以上６０°以下となる。

中央刃１３０ａの先端Ｃ２を通る軸線と側面刃１３０ｂの先端Ｃ３を通る軸線との間の距離Ｂは、０．５ｍｍ以上３ｍｍ以下である。これは、第１切り込み１１４ａの中心軸線または第２切り込み１１４ｂの中心軸線と、中央刃１３０ａの先端Ｃ２を通る軸線との距離が０．５ｍｍ以上３ｍｍ以下であることを意味する。第１切断端面１１１ｃおよび第２切断端面１１１ｄの間の距離ｄ２が、５μｍ以上１ｍｍ以下である場合、第１切り込み１１４ａおよび第２切り込み１１４ｂの中心軸線は、それぞれ第１切断端面１１１ｃおよび第２切断端面１１１ｄの水平方向末端部からの距離Ｎが０．５ｍｍ以上３ｍｍ以下の範囲となるように形成するのが好ましい。これは、０．５ｍｍ未満であると切り込みの部分の変形が中央切断面に突出することになり、箔上面で接触して短絡不良を発生する懸念が生じ、３ｍｍを超えると中央の切断部と側面の切り込み部の距離が長くなることで、相対的な変形量が減ることで効果が低くなるという理由による。

切断刃１３０を用いて、金属箔１１１に回路パターンを形成するには、切断刃１３０を位置あわせした後、切断刃１３０を用いて金属箔１１１をプレスする。これにより、図２（ｂ）に示すように、中央刃１３０ａの刃先Ｃ２は、金属箔１１１を切断して、絶縁性接着層１１２内に到達する。側方刃１３０ｂの刃先Ｃ３は、金属箔１１１に第１切り込み１１４ａおよび第２切り込み１１４ｂを形成する。金属箔１１１は、切断刃１３０の側面形状に沿って塑性変形して、切断刃１３０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１１１の一部が切断されて、第１切断端面１１１ｃを有する第１金属電極１１１ａと、第２切断端面１１１ｄを有する第２金属電極１１１ｂとが形成される。同時に、側面刃１３０ｂが第１金属電極１１１ａおよび第２金属電極１１１ｂに切り込みを入れ、第１切り込み１１４ａおよび第２切り込み１１４ｂを形成することになる（図１を参照）。このように切り込みを形成することで残留応力を緩和し、後工程の加熱や経時変化により、切断端面、端部領域、または傾斜部分が変形することを抑制し、切断端面同士、端部領域同士、または傾斜部分同士が接触することを防止できる。

本願において「金属電極が、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、前記金属電極が、金属箔の切断後に剥離、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。

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）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。

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、切断端面が形成された部分と、当該部分に隣接してまたは当該部分と離れて近くに配置された、基材の垂線に対して傾斜された表面を含む部分または基材に向けて押し込み変形された部分とからなる。例えば、傾斜部分は、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、切り込みの周囲の部分とからなる。あるいは、例えば、傾斜部分は、中央刃によって切断端面が形成された部分と、当該部分と離れて近くに配置された、基材の垂線に対して傾斜された表面を含む部分とからなる。すなわち、傾斜部分は、切断端面が形成された部分と切り込みとが隣接している場合の両部分の意味と、切断端面が形成された部分と切り込みとが離れて近くに配置されている場合の両部分を含む部分の意味を含むものである。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１１１ａの第１端部領域が第１傾斜部分１１１ｅとして構成され、第２金属電極１１１ｂの第２端部領域が第２傾斜部分１１１ｆとして構成されている。「傾斜部分を少なくとも部分的に形成し」とは、切断端面が傾斜部分の全てを形成する場合と、切断端面が傾斜部分の一部を形成する場合の両方を含むことを意図するものである。

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、基材としてのバックシート１１３の表面から直立した垂線Ｐ２と第１切断端面１１１ｃとの間の角度α２または垂線Ｐ２と第２切断端面１１１ｄとの間の角度α２の意味を含む。なお、図５においては、垂線Ｐ２と第１切断端面１１１ｃとの間の角度と垂線Ｐ２と第２切断端面１１１ｄとの間の角度が同じα２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は、基材の垂線Ｐ２に対して２０°以上４０°以下である。この場合、中央刃１３０ａの刃角度は、例えば４０°以上８０°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。

金属箔１１１には、断面図で見て、典型的にはＶ字溝形状が形成されるが、軸心が傾斜した略楔形状、凸状に湾曲した二辺を有する略楔形状、または凹状に湾曲した二辺を有する略楔形状の縦断面を有する溝形状が形成されることもある。例えば、第１金属電極１１１ａの第１傾斜部分１１１ｅおよび第２金属電極１１１ｂの第２傾斜部分１１１ｆは、絶縁性接着層１１２に少なくとも部分的に埋没した状態とすることができる。第１金属電極１１１ａの第１切断端面１１１ｃおよび第２金属電極１１１ｂの第２切断端面１１１ｄが絶縁性接着層１１２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１１２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。

第１切断端面１１１ｃおよび第２切断端面１１１ｄの間の距離ｄ２は、例えば５μｍ以上１ｍｍ以下である。５μｍ以上とすることにより短絡による信頼性の問題が生じ難くなり、１ｍｍ以下とすることで高密度な配線パターンを形成可能となる。本発明によれば、特に、従来の打ち抜きおよび剥離による配線パターンでは、一般に２ｍｍ以上の切断端面間の距離を有するため、典型的には本願の５μｍ以上１ｍｍ以下の距離を有する第１および第２切断端面と明確に区別することができる。

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１１０を形成するには、バックシート１１３、絶縁性接着層１１２、および金属箔１１１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１１０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。

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。

図３に示すように、導電接続材１０が印刷された回路基板１１０、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１１０、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１２５が形成される。

次に、ラミネーターを用いて、真空下で、積層体１２５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および第１金属電極１１１ａ、第２金属電極１１１ｂ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１１１ａ、第２金属電極１１１ｂ、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。

その結果、導電接合材１０が硬化して、第１、第２金属電極１１１ａ、１１１ｂと接続電極２０ａ、２０ｂとがそれぞれ導電接合材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１１０と透光性基板４０との間に、封止材３０の層が形成される。

加熱および加圧を終了すると、積層体９５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１２０が完成する。

太陽電池モジュール１２０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。

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。

（実施例）
本実施例の金属箔１１１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１１２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１１２は、予めバックシート１１３上に膜厚５０μｍに形成しておいた。回路基板１１０は、バックシート１１３、絶縁性接着層１１２、および金属箔１１１を、この順に積層させドライラミネータにより圧着した。

また、金属箔１１１を、切断刃１３０を用いて中央刃１３０ａを差し入れる高さｈ１＝８０μｍで切断するとともに側面刃１３０ｂを差し入れる高さｈ２＝４０μｍで切り込み加工をして、第１切断端面１１１ｃおよび第１切り込み１１４ａを有する第１金属電極１１１ａと、第２切断端面１１１ｄおよび第２切り込み１１４ｂを有する第２金属電極１１１ｂとを形成し、第１金属電極１１１ａの第１切断端面１１１ｃおよび第２金属電極１１１の第２切断端面１１１ｄを絶縁性接着層１１２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１１１ａおよび第２金属電極１１１ｂを形成した。

次に、回路基板１１０、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１２０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１２０は、第１金属電極１１１ａおよび第２金属電極１１１ｂ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。

（比較例）
金属箔１１１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１１１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。

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。

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
９５ 積層体
１１０ 回路基板
１１１ 金属箔
１１１ａ 第１金属電極
１１１ｂ 第２金属電極
１１１ｃ 第１切断端面
１１１ｄ 第２切断端面
１１１ｅ 第１傾斜部分
１１１ｆ 第２傾斜部分
１１２ 絶縁性接着層
１１３ バックシート
１２０ 太陽電池モジュール
１３０ 切断刃
１１４ａ、１１４ｂ 切り込み
α２ 傾斜角度
β 切り込み角度
ｄ２、Ｂ、Ｎ 距離
Ｃ２、Ｃ３ 刃先
Ｐ２ 垂線

Claims (9)

1. 基材、接着層、および金属電極をこの順に含む回路基板であって、
   前記金属電極が、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、
   前記金属電極が切断端面を有し、前記切断端面が前記基材の垂線に対して傾斜していて傾斜部分を少なくとも部分的に形成しており、
   前記傾斜部分に切り込みが設けられている、回路基板。
2. 前記切断端面を含む端部領域の少なくとも一部が、前記接着層内に埋没している、請求項１に記載の回路基板。
3. 請求項１または２に記載の回路基板を備えた、太陽電池モジュール。
4. 基材、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金属電極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、前記金属箔の切断端面の少なくとも一部が、前記接着層に向けて押し込み変形され、かつ、前記金属電極は、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、
   前記切断端面が、前記基材の垂線に対して傾斜していて傾斜部分を少なくとも部分的に形成しており、
   更に、前記傾斜部分に切り込みを設ける切り込み形成工程を含む、回路基板の製造方法。
5. 前記切り込み形成工程が、前記金属電極形成工程中の前記切断と同時に行われる、請求項４に記載の製造方法。
6. 前記切り込み形成工程が、前記金属電極形成工程中の前記切断の後に行われる、請求項４に記載の製造方法。
7. 前記金属電極が、前記切断端面を含む端部領域を有し、前記端部領域の少なくとも一部が前記接着層内に埋没される、請求項４〜６のいずれか１項に記載の製造方法。
8. 薄膜を切断および切り込み加工するための切断刃であって、
   中央刃と、前記中央刃の側方に設けられた側面刃を有し、
   前記中央刃の先端を通る軸線と、前記側面刃の先端を通る軸線とが平行であって、両軸線間の距離が、０．５ｍｍ以上３ｍｍ以下であり、
   前記中央刃の刃深度が、前記側面刃の刃深度よりも５μｍ以上６０μｍ以下大きい、切断刃。
9. 前記側面刃が２つ設けられている、請求項８に記載の切断刃。

Images