JP2016072565A - 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】シート材、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、前記金属電極が前記切断により形成された切断端面を有し、前記切断端面が前記シート材の垂線に対して傾斜しており、前記接着層が前記切断端面の側方において隆起した隆起部を形成している、回路基板である。また、前記回路基板を備える、太陽電池モジュールである。
【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、この刃の間隔が狭くなると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。一方、１つの刃で単純に打ち抜いた場合は、回路パターン間に適切な距離を置くことができず、接触による短絡が発生して電気回路として成立しない問題があった。

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、金属電極の経時変形による端部接触および短絡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、シート材、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、前記金属電極が前記切断により形成された切断端面を有し、前記切断端面が前記シート材の垂線に対して傾斜しており、前記接着層が前記切断端面の側方において隆起した隆起部を形成している、回路基板である。

ここで、前記隆起部が前記切断端面を少なくとも部分的に覆っているのが好ましい。

また、縦断面視において、前記隆起部の上面が凸面形状を有するとともに、前記隆起部の前記切断端面に接する部分の最上部の高さが前記切断端面の最下部の高さ以上であるのが好ましい。あるいは、縦断面視において、前記隆起部の上面が凹面形状を有するとともに、前記隆起部の前記切断端面に接する部分の最上部の高さが前記切断端面の最下部の高さよりも大きいのが好ましい。

さらに、前記切断端面の傾斜角度が、２０°以上４０°以下であるのが好ましい。

本発明の課題を解決するための手段の別の例は、前記記載の回路基板を備える、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、シート材、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であって、前記金属電極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り、かつ、前記金属電極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る、工程と、を含み、前記金属電極が前記切断により形成された切断端面を有し、前記切断端面が前記シート材の垂線に対して傾斜しており、前記接着層を前記切断端面の側方において隆起させて隆起部を形成する隆起部形成工程を更に含む、回路基板の製造方法である。

ここで、前記隆起部形成工程が、前記接着層を７０〜１３０℃で加熱溶融する加熱溶融工程であるのが好ましい。また、前記隆起部形成工程が、前記接着層を０〜０．２Ｍ（メガ）Ｎ／ｍ^２で加圧する加圧工程であるのが好ましい。更に、前記隆起部形成工程の後に、前記隆起部を硬化させる硬化工程を更に含むのが好ましい。

また、前記隆起部が前記切断端面を少なくとも部分的に覆っているのが好ましい。

更に、縦断面視において、前記隆起部の上面が凸面形状を有するとともに、前記隆起部の前記切断端面に接する部分の最上部の高さが前記切断端面の最下部の高さ以上であるのが好ましい。あるいは、縦断面視において、前記隆起部の上面が凹面形状を有するとともに、前記隆起部の前記切断端面に接する部分の最上部の高さが前記切断端面の最下部の高さよりも大きいのが好ましい。

更に、前記切断端面の傾斜角度が、２０°以上４０°以下であるのが好ましい。

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、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。例えば、金属電極の経時変形による端部接触および短絡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。 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。 本発明の回路基板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別の例を模式的に示す縦断面図である。

以下、本発明の一実施形態について図１から図７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６０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６０は、太陽電池セル２０、回路基板５０、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５０は、後述する第１および第２金属電極５１ａ、５１ｂ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５３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５０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６０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。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６０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５０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５０は、図１に示すように、バックシート５３、絶縁性接着層５２、および金属電極（第１金属電極５１ａおよび第２金属電極５１ｂ）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５３は、本願におけるシート材の典型例である。バックシート５３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。バックシート５３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、バックシート５３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、バックシート５３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、バックシート５３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５３は、絶縁性接着層５２を介して第１金属電極５１ａおよび第２金属電極５１ｂを支持する。なお、バックシート５３は、バリア性と支持体として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５３のバリア性は、回路基板５０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６０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５３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５３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５２は、バックシート５３の表面に第１金属電極５１ａおよび第２金属電極５１ｂを固定するための層状部である。絶縁性接着層５２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５２として、段階硬化型接着剤を用いるのが好ましいが、段階硬化型でない接着剤を用いてもよい。

第１金属電極５１ａおよび第２金属電極５１ｂ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５１ａおよび第２金属電極５１ｂ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５１ａおよび第２金属電極５１ｂ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５１ａおよび第２金属電極５１ｂ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５１ａとマイナス電極である金属電極５１ｂ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６０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５２、第１金属電極５１ａおよび第２金属電極５１ｂ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）などからなるフィルム材を挙げることができる。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６０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５０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５０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６０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６０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６０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５１ａおよび第２金属電極５１ｂ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。

金属箔５１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５３、絶縁性接着層５２、および金属箔５１がこの順に積層されている。絶縁性接着層５２の接着条件に合わせて、第１金属電極５１ａおよび第２金属電極５１ｂとなるシート状の金属箔５１を貼り合わせる。

図示された例において、切断刃７０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Ｃに刃先を形成している。

金属箔５１に切断刃７０を差し入れる高さｈは、金属箔５１の厚さより大きく、絶縁性接着層５２を突き抜けない高さとするのが良い。例えば、高さｈは、金属箔５１の厚さより大きく、金属箔５１および絶縁性接着層５２の厚さの合計よりも小さくする（金属箔の厚さ＜ｈ＜金属箔の厚さ＋絶縁性接着層の厚さ）ことができる。金属箔５１の膜厚を５０μｍとし、絶縁性接着層５２の膜厚を７０μｍとした場合、高さｈは、好ましくは５０〜１２０μｍ、例えば８０μｍである。切断刃７０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７０を用いて、金属箔５１に回路パターンを形成するには、切断刃７０を位置あわせした後、切断刃７０を用いて金属箔５１をプレスする。これにより、図２（ｂ）に示すように、切断刃７０の刃先Ｃは、金属箔５１を切断して、絶縁性接着層５２内に到達する。金属箔５１は切断されて、図６に示すような第１切断端面５１ｃを有する第１金属電極５１ａと、第２切断端面５１ｄを有する第２金属電極５１ｂとが形成される。金属箔５１は、切断刃７０の側面形状に沿って塑性変形して、切断刃７０の外形が転写された第１切断端面５１ｃおよび第２切断端面５１ｄを有するようになっている。

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、例えば縦断面視において、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弧の長さの総和が、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弧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。切断端面、第１切断端面、および第２切断端面は、それぞれ切断部上面、第１切断部上面、および第２切断部上面ともいう。「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、金属電極の切断端面を含む端部の領域の意味を含み、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「切断端面の傾斜の角度」とは、図６に一例を示すように、バックシート５３の表面から直立した垂線Ｐと第１切断端面５１ｃとの間の角度αおよび垂線Ｐと第２切断端面５１ｄとの間の角度αの意味を含む。なお、図６においては、垂線Ｐと第１切断端面５１ｃとの間の角度と垂線Ｐと第２切断端面５１ｄとの間の角度が同じα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αは、シート材の垂線Ｐに対して２０°以上５０°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切断端面と明確に区別することができる。

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、切断刃によって切断端面が形成された部分と、当該部分に隣接する、接着層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５１ａにおいて第１傾斜部分を含む領域が第１端部領域５１ｅとして構成され、第２金属電極５１ｂにおいて第２傾斜部分を含む領域が第２端部領域５１ｆとして構成されている。

第１切断端面５１ｃおよび第２切断端面５１ｄの間の距離ｄは、例えば５μｍ以上１ｍｍ以下である。５μｍ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。

接着層の隆起部形成方法について、図３を参照して説明する。図３（ａ）には、図２で形成した回路パターンが形成された第１、第２金属電極５１ａ、５１ｂを含む回路基板５０の一例が示されている。上面から見て、回路基板５０の切断された部分には金属電極がなく、絶縁性接着層５２がむき出しとなっている。この状態において、矢印Ｓで示されるような、後に詳述する隆起部形成工程Ｓを行う。図示されて例において、隆起部形成工程Ｓは、絶縁性接着層５２を第１切断端面５１ａの側方および第２切断端面５１ｂの側方において隆起させて隆起部Ｔを形成する工程である。あるいは、隆起部形成工程Ｓは、第１切断端面５１ａの周囲および第２切断端面５１ｂの周囲において隆起させて隆起部Ｔを形成する工程である。あるいは、隆起部形成工程Ｓは、絶縁性接着層５２を、第１、第２切断端面５１ａ、５１ｂの間において隆起させて隆起部Ｔを形成する工程である。

隆起部形成工程Ｓは、絶縁性接着層５２の種類に応じた工程とすることができる。典型的には、絶縁性接着層５２として段階硬化型の熱硬化接着剤を選択することができる。段階硬化型の熱硬化接着剤を選択した場合、隆起部形成工程Ｓは、絶縁性接着層５２を７０〜１３０℃、典型的には１００℃での加熱溶融と、０〜０．２ＭＮ／ｍ^２、典型的には０．１ＭＮ／ｍ^２での加圧とを組み合わせた加熱加圧工程とする。加熱加圧工程は、１〜１５ｍｉｎ、典型的には３ｍｉｎで行うことができる。あるいは、隆起部形成工程Ｓを加熱溶融工程のみで構成し、絶縁性接着層５２をホットメルト型の接着剤とすることもできる。この場合、隆起部は、金属電極間での絶縁性接着層の毛細管現象を利用して形成することができる。あるいは、絶縁性接着層５２としてＵＶ硬化型接着剤または段階型ではない接着剤を選択してもよい。

図３（ｂ）は、隆起部形成工程Ｓ後の回路基板５０の一例を示す。回路基板５０において絶縁性接着層５２が流動して、絶縁性接着層５２の一部が金属電極の側方に隆起して隆起部Ｔが形成されている。例えば、回路基板５０において加熱プレス（加熱加圧加工）を行うことで、金属電極５１ａ、５１ｂが存在しない部分の絶縁性接着層５２が、第１、第２金属電極５１ａ、５１ｂ間の隙間を少なくとも部分的に埋めるように、隆起部Ｔが形成される。「隆起部」とは、金属電極の側方における接着層の隆起した部分を意味し、隆起部の上面は縦断面視において平面形状、凸面形状、または凹面形状であってもよい。第１金属電極５１ａの第１切断端面５１ｃと、第２金属電極５１ｂの第２切断端面５１ｄとの周囲、側方、または上面に、隆起部Ｔの少なくとも一部が形成されると良い。なお、加熱プレスの温度、圧力、時間の条件や、絶縁性接着層５２を任意の溶融温度、硬化温度の材料に変更することで、隆起部Ｔの高さ（厚さ）を調整することができる。

縦断面視において平面形状の上面を有する隆起部Ｔの場合、隆起部Ｔの第１、第２切断端面５１ｃ、５１ｄに接する部分が、少なくとも第１、第２側方端部５１ｇ、５１ｈの上部、好ましくは第１、第２切断端面５１ｃ、５１ｄの上面を覆っている構成が良い。具体的には、隆起部Ｔの高さ（隆起部Ｔにおける絶縁性接着層５２の下面から上面までの高さ、以下他の隆起部についても同様）は、第１金属電極５１ａの第２金属電極５１ｂに対して最も近くに位置する端部である第１側方端部５１ｇの高さ（または第１切断端面５１ｃの最下部に位置する端部である第１側方端部５１ｇの絶縁性接着層５２の下面からの高さ、以下他の側方端部についても同様）よりも高く（大きく）、第２金属電極５１ｂの第２側方端部５１ｈの高さよりも高い（大きい）と良い。あるいは、隆起部Ｔは、第１、第２金属電極５１ａ、５１ｂと絶縁性接着層５２との間の水平な界面Ｕよりも上方向に位置する上面を有する形状としても良い。すなわち、隆起部Ｔの高さは、金属電極５１ａ、５１ｂと絶縁性接着層５２との間の水平な界面Ｕにおける絶縁性接着層５２の厚さｔよりも大きくしても良い。隆起部Ｔが第１、第２金属電極５１ａ、５１ｂを覆う領域の縦断面視における長さ、すなわち隆起部Ｔの第１切断端面５１ｃに接する部分の最上部である第１最上部５２ａと第１側方端部５１ｇとの間の縦断面視における弧の長さ、または隆起部Ｔの第２切断端面５１ｄに接する部分の最上部である第２最上部５２ｂと第２側方端部５１ｈとの間の縦断面視における弧の長さは、例えば１０〜５０μｍである。絶縁性接着層５２の厚さｔは任意であるが、隆起部Ｔの高さと、第１、第２側方端部５１ｇ、５１ｈの高さとの差は、例えば５〜２５μｍである。

縦断面視において凸面形状の上面を有する隆起部Ｔ１の場合（図７（ａ）を参照）、隆起部Ｔ１の第１、第２最上部５２ａ、５２ｂの高さが、それぞれ第１、第２側方端部５１ｇ、５１ｈの高さ以上であることが好ましい。すなわち、縦断面視において凸面形状の上面を有する隆起部Ｔ１の場合、隆起部Ｔ１の第１、第２切断端面５１ｃ、５１ｄに接する部分が、少なくとも第１、第２側方端部５１ｇ、５１ｈの側方に位置するかまたは第１、第２側方端部５１ｇ、５１ｈの上部を覆っている構成が好ましい。この場合、隆起部分の空間が減少するので、回路基板５０を用いて太陽電池モジュール６０を組んだ際に、封止材３２と隆起部Ｔ１の間のエア残り不良が低減されるという効果が得られる。第１、第２金属電極５１ａ、５１ｂの隆起部Ｔ１に覆われる部分の縦断面視における長さ、すなわち隆起部Ｔ１の第１最上部５２ａと第１金属電極５１ａの第１側方端部５１ｇとの間の縦断面視における弧の長さ、または隆起部Ｔ１の第２最上部５２ｂと第２金属電極５１ｂの第２側方端部５１ｈとの間の縦断面視における弧の長さは、例えば１０〜５０μｍである。

縦断面視において凹面形状の上面を有する隆起部Ｔ２の場合（図７（ｂ）を参照）、隆起部Ｔ２の第１、第２最上部５２ａ、５２ｂの高さが、それぞれ第１、第２側方端部５１ｇ、５１ｈの高さよりも大きい（高い）のが好ましい。すなわち、縦断面視において凹面形状の上面を有する隆起部Ｔ２の場合、隆起部Ｔ２の第１、第２切断端面５１ｃ、５１ｄに接する部分が、少なくとも第１、第２側方端部５１ｇ、５１ｈの上部を覆っている構成が好ましい。この場合太陽電池モジュール工程において、太陽電池セル２０に加わる局所圧力（応力）が低減され、太陽電池セル割れが低減されるという効果が得られる。第１、第２金属電極５１ａ、５１ｂの隆起部Ｔ２に覆われる部分の縦断面視における長さ、すなわち隆起部Ｔ２の第１最上部５２ａと第１金属電極５１ａの第１側方端部５１ｇとの間の縦断面視における弧の長さ、または隆起部Ｔ２の第２最上部５２ｂと第２金属電極５１ｂの第２側方端部５１ｈとの間の縦断面視における弧の長さは、例えば１０〜５０μｍである。

隆起部形成工程Ｓの後に、隆起部Ｔを硬化させる硬化工程を更に含むのが好ましい。絶縁性接着層５２として熱硬化型接着剤を選択した場合、絶縁性接着層５２を９０〜１７０℃で３〜６０分間、硬化させる硬化工程を更に含むようにすることができる。なお、硬化工程の有無は任意である。

こうして、後工程の加熱や経時変化による金属電極の変形が起きても、切断端面同士の接触を抑制し、接触による短絡を防止できる。隆起部が金属電極間に存在することで金属電極間の短絡を防止できる。特に、金属電極の切断端面または端部領域が上方に変形して平面形状に戻ろうとする場合に、隆起部が切断端面の上面あるいは端部領域の上部を下向きに抑えて戻りを防止する役割を果たし、金属電極同士の接触を確実に防止することができる。また、金属電極の切断端面または端部領域が側方または横方向に変形して平面形状に戻ろうとする場合に、隆起部が切断端面または端部領域を側方または横方向に抑えて戻りを防止する役割を果たし、金属電極同士の接触を確実に防止することができる。

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５０を形成するには、バックシート５３、絶縁性接着層５２、および金属箔５１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５０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、第１金属電極５１ａおよび第２金属電極５１ｂを含む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の径は、接続電極２０ａ、２０ｂの径と同等か１〜２ｍｍ大きいことが好ましい。

図４に示すように、導電接続材１０が印刷された回路基板５０、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５０、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５に示した積層体６５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６５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５１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５１ａ、第２金属電極５１ｂ、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金属電極５１ａおよび第２金属電極５１ｂ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５０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６５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６０が完成する。

太陽電池モジュール６０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５１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５２として、段階硬化型の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５２は、予めバックシート５３上に膜厚７０μｍに形成しておいた。回路基板５０は、バックシート５３、絶縁性接着層５２、および金属箔５１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５１を、切断刃７０を差し入れる高さｈ＝８０μｍで切断することにより、第１切断端面５１ｃを有する第１金属電極５１ａと、第２切断端面５１ｄを有する第２金属電極５１ｂとを形成し、第１金属電極５１ａの第１切断端面５１ｃおよび第２金属電極５１ｂの第２切断端面５１ｄを絶縁性接着層５２に向けて押し込み変形して第１、第２金属電極５１ａ、５１ｂを櫛型パターンに加工した後、温度８０℃、圧力１×１０^５Ｎ／ｍ^２で２分間加圧加熱することで、絶縁性接着層５２の隆起部Ｔを形成し、さらに、温度１００℃、１５分間加熱して絶縁性接着層５２を硬化させて、回路基板５０を形成した。

次に、回路基板５０、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６０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、続いて温度１５０℃、圧力１×１０^５Ｎ／ｍ^２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６０は、第１金属電極５１ａおよび第２金属電極５１ｂ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５１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５１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
５０ 回路基板
５１ 金属箔
５１ａ 第１金属電極
５１ｂ 第２金属電極
５１ｃ 第１切断端面
５１ｄ 第２切断端面
５１ｅ 第１端部領域
５１ｆ 第２端部領域
５１ｇ 第１側方端部
５１ｈ 第２側方端部
５２ 絶縁性接着層
５２ａ 第１最上部
５２ｂ 第２最上部
５３ バックシート
６０ 太陽電池モジュール
６５ 積層体
７０ 切断刃
α 傾斜角度
ｄ 距離
Ｃ 刃先
Ｐ 垂線
Ｓ 隆起部形成工程
Ｔ、Ｔ１、Ｔ２ 隆起部
Ｕ 界面
ｔ 厚さ
ｈ 高さ

Claims (14)

1. シート材、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、
   前記金属電極が前記切断により形成された切断端面を有し、前記切断端面が前記シート材の垂線に対して傾斜しており、
   前記接着層が前記切断端面の側方において隆起した隆起部を形成している、回路基板。
2. 前記隆起部が前記切断端面を少なくとも部分的に覆っている、請求項１に記載の回路基板。
3. 縦断面視において、前記隆起部の上面が凸面形状を有するとともに、前記隆起部の前記切断端面に接する部分の最上部の高さが前記切断端面の最下部の高さ以上である、請求項１または２に記載の回路基板。
4. 縦断面視において、前記隆起部の上面が凹面形状を有するとともに、前記隆起部の前記切断端面に接する部分の最上部の高さが前記切断端面の最下部の高さよりも大きい、請求項１または２に記載の回路基板。
5. 前記切断端面の傾斜角度が、２０°以上４０°以下である、請求項１〜４のいずれか１項に記載の回路基板。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の回路基板を備える、太陽電池モジュール。
7. シート材、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であって、前記金属電極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り、かつ、前記金属電極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る、工程と、を含み、
   前記金属電極が前記切断により形成された切断端面を有し、前記切断端面が前記シート材の垂線に対して傾斜しており、
   前記接着層を前記切断端面の側方において隆起させて隆起部を形成する隆起部形成工程を更に含む、回路基板の製造方法。
8. 前記隆起部形成工程が、前記接着層を７０〜１３０℃で加熱溶融する加熱溶融工程である、請求項７に記載の製造方法。
9. 前記隆起部形成工程が、前記接着層を０〜０．２ＭＮ／ｍ^２で加圧する加圧工程である、請求項７または８に記載の製造方法。
10. 前記隆起部形成工程の後に、前記隆起部を硬化させる硬化工程を更に含む、請求項７〜９のいずれか１項に記載の製造方法。
11. 前記隆起部が前記切断端面を少なくとも部分的に覆っている、請求項７〜１０のいずれか１項に記載の回路基板。
12. 縦断面視において、前記隆起部の上面が凸面形状を有するとともに、前記隆起部の前記切断端面に接する部分の最上部の高さが前記切断端面の最下部の高さ以上である、請求項７〜１１のいずれか１項に記載の回路基板。
13. 縦断面視において、前記隆起部の上面が凹面形状を有するとともに、前記隆起部の前記切断端面に接する部分の最上部の高さが前記切断端面の最下部の高さよりも大きい、請求項７〜１１のいずれか１項に記載の回路基板。
14. 前記切断端面の傾斜角度が、２０°以上４０°以下である、請求項７〜１３のいずれか１項に記載の製造方法。

Images