JP4017340B2

JP4017340B2 - 光起電力装置の製造方法

Info

Publication number: JP4017340B2
Application number: JP2000382904A
Authority: JP
Inventors: 敏宏野村; 昌佳前羽; 雅夫釣
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2000-12-15
Filing date: 2000-12-15
Publication date: 2007-12-05
Anticipated expiration: 2020-12-15
Also published as: JP2002185030A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、光起電力装置及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の光起電力装置が、例えば、特開平８−５７５２号に開示されている。この公報の図３に開示されるように、この光起電力装置は、腕時計の電源に利用されるものであり、光起電力モジュール（４）が形成された円形基板（６）を、時計ケース（９）に、リング状の中枠（８）、スペーサ（５）等を利用して、固定している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
光起電力装置を腕時計に利用するため、時計ケース内に安定して固定できるよう、上記の従来の光起電力装置とは異なる以下の構造を検討した。
【０００４】
図８に示すように、金属基板５２上の絶縁膜５３上に光起電力モジュール５４（詳細なパターンは省略する）を形成した光起電力装置５１において、前記絶縁膜５３が形成された状態で前記金属基板５２が延長した固定片５２ａを備えている（図８（ａ）参照）。また、光起電力モジュール５４の形成に際して、アモルファス半導体層５６等の機能膜が、固定片５２ａ上にも形成されている。
【０００５】
次に、図９に示すように、光起電力モジュール５４が形成された後、光起電力モジュール５４が形成された金属基板５２の面に対して固定片５２ａが折曲される。そして、この状態で、腕時計の針を駆動するムーブメント６０の係止穴６２に、固定片５２ａが挿入、係止され、固定される。
【０００６】
しかしながら、この構造においては、以下の剥離問題が発生する。図９（ｂ）に示されるように、固定片が折曲された部分において、各層が密着することができず、絶縁膜、絶縁膜／半導体層、半導体層の剥離層が発生する。このような剥離層は、ムーブメント内のギア、軸等の駆動部分に入り込むと、動作不良を引き起こす可能性がある。
【０００７】
本発明はこのような問題点を解決するために成されたものであり、取り付けを容易にするため、金属基板を延長、折曲した固定片を有する光起電力装置において、絶縁膜等が折曲された場所で、剥離することがない構造、製造方法を提供する。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の光起電力装置の製造方法は、金属基板の主面に絶縁膜、裏面電極層、半導体層および表面電極層が形成された光起電力装置の製造方法であり、大型金属基板を被覆する前記絶縁膜の上面に、前記各層を積層させた積層体が形成される積層体領域と、前記積層体領域から周囲に延長されて固定片と成る固定領域とから成る全体領域を形成する工程と、前記積層体領域と前記固定領域とが連続する箇所にて前記絶縁膜を除去する工程と、前記全体領域を前記大型金属基板から切り離す工程と、前記積層体領域と前記固定片とが連続する箇所で、平坦な前記積層体領域に対して前記固定片を略直角に曲折させる工程と、を具備することを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明である光起電力装置の構造及び製造方法の一実施例を、説明する。
【００１１】
図１に、本実施例の完成図を示し、図２〜７に、本実施例の製造方法を、順次説明する。
【００１２】
図1は完成した光起電力装置１と、これを固定するムーブメント３０との取り付け関係を説明する分解斜視図である。
【００１３】
光起電力装置１は、金属基板２を備え、外周において、この金属基板２を延長し、折曲した４つの固定片２ａを有している。また、中心には、後述する時計の針の軸が通過するための、開口２ｂが設けられている。
【００１４】
ムーブメント３０は、図１においては、簡略した円板状の形状で表されているが、実際のものは、上側表面側には、時計の針の軸３１、日付カレンダーを表示した円板（図示せず）を、駆動するとめに、複雑にギア、軸等が設置されている。また、ムーブメント３０の外周上側には、光起電力装置１の固定片２ｂを、挿入して、固定するための、固定穴３２を有している。
【００１５】
次に、図２〜９を用いて、本実施例の製造方法を説明する。本実施例の光起電力装置１は、大型の金属基板２より、複数の光起電力装置１を製造するものであり、図２においては、この大型金属基板２のコーナー部に位置する光起電力装置１の製造方法を開示し、他の光起電力装置の製造方法はこれと同一なため、説明を省略する。
【００１６】
図２において、ステンレス等の大型の金属基板２（厚さ約０．１５ｍｍ）上全面に、ポリイミド等の耐熱性絶縁膜３（厚さ５〜３０μｍ）が配置されている。そして、大型金属基板２より打ち抜かれる光起電力装置１の全体領域１ｘの外周が、点線で示されている。この全体領域１ｘは、略円形で後述する光起電力モジュールが形成されるモジュール領域１ｙと、この外周より延長して４つの固定片２ａとなる固定片領域１ｚとを有している。なお、絶縁膜３としては、ポリイミド膜以外に、酸化シリコン膜、酸化アルミ膜等を利用することができる。
【００１７】
そして、図２に示す工程において、全体領域１ｘ内の絶縁膜３上に、光起電力モジュール４を形成する。この光起電力モジュール４は、絶縁膜３側より、金属からなる裏面電極層５、アモルファスシリコンからなるアモルファス半導体層６、透明導電膜からなる表面電極層７の積層体からなるセルＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄを直列接続した構造であり、各セルの形状は、中心角が略９０度の扇型である。各セルは、隣接するセルと、外周部にて電気接続する構造であり、詳細な電気接続構造は、本出願人が出願した特願２０００−２６６３３２号に開示している。ここで、裏面電極層５、表面電極層７は、セル形状にパターンニングされ、セル領域以外では、除去されている。アモルファス半導体層６は、絶縁膜３の全面に形成されるので、固定片領域１ｚ（＝固定片２ａ）上にも、形成されている。
【００１８】
次に、この工程で形成される正極端子８ａ、負極端子８ｄの構造を説明する。まず、正極端子８ａの領域においては、図3に示すように、セルＡより延在する表面電極層７上より、ＹＡＧレーザ等を照射することで、アモルファス半導体層６及び絶縁膜３を貫通して、裏面電極層７が溶融し、金属基板３と表面電極層７が電気接続される。その後、端子８ａ、８ｄを除いて、全セル上を被って、略円形に透明樹脂からなる保護層９を形成する。
【００１９】
そして、その後、正極端子８ａにおいては、レーザ照射部分の電気接続部１０ａ上に、略円形の銀ペースト膜１１ａを配置して、電気接続部分１０ａでの電気接続を良好にしている。その後、銀ペースト膜１１ａ上を被う円形の樹脂保護膜１２ａを形成する。この保護膜１２ａは、黒色（又は赤紫〜青色）であって、封止して信頼性向上のために機能すると共に、受光面側より見て、銀ペースト膜１１ａにて入射光が反射され明るく見えることを防止している。また、正極端子８ａの裏面側においては、金属基板２裏面上に、略長円形の銀ペースト膜１３ａ、これを被うカーボンペースト膜１４ａを形成する。
【００２０】
一方、図4に示す負極端子８ｄにおいては、まず、セルＤの形成に先立って、金属基板２及び絶縁膜３に、開口２ｙが設けられている。負極端子８ｄの領域においては、セルＤより延在する裏面電極層５ａと、全面形成されたアモルファス半導体層６を挟んで対向する位置に、表面電極層７と同一工程、同一材料からなる島状の端子電極層７ｄとを備えている。そして、保護層９の形成に先立ち、正極端子８ａでのレーザ照射と同一工程にて、端子電極層７ｄ上より、レーザを照射して、端子電極層７ｄと、裏面電極層５ａとを電気接続する（電気接続部は１０ｄで示す）。次に、開口２ｙの内壁、表面側外周、裏面側外周に、ＵＶ硬化樹脂等の絶縁層１５が形成される。次に、表面側において、端子電極層７ｄ上から、開口２ｙに至る銀ペースト膜１１ｄが配置される。続いて、裏面側において、絶縁膜１５上に銀ペースト膜１３ｄが配置されることで、開口２ｙ内で銀ペースト膜１３ａ、１３ｄがつながり、裏面側に、出力を取り出すことができる。そして、裏面側において、銀ペースト膜１３ｄ上には、カーボンペースト膜１４ｄが配置される。また、表面側においては、銀ペースト膜１１ｄ上には、黒色の樹脂保護膜１２ｄを配置する。
【００２１】
以上の工程で、正極端子８ａ、負極端子８ｄが形成され、光起電力装置１の完成後、裏面側のカーボンペースト膜１４ａ、１４ｄ上に、金属ピン（図示せず）を押圧した状態で設置し、出力を取り出すことができる。なお、上記の説明において、端子毎に説明したが、銀ペースト膜１１ａ、１１ｄ、保護膜１２ａ、１２ｄ、銀ペースト膜１３ａ、１３ｄ、カーボンペースト膜１４ａ、１４ｄは、各々、同一の工程で形成される。また、裏面上のカーボンペースト膜１４ａ、１４ｄは、その下に位置する銀ペースト１３ａ、１３ｄよりも腐食に強いので、端子８ａ、８ｄの信頼性を向上するために配置されている。また、本実施例においては、正極の出力が金属基板３に導通しているが、負極の出力を金属基板３に導通することもできる。
【００２２】
その後、モジュール領域１ｙと固定片領域１ｘとの境界、即ち、各固定片２ａが金属基板２より延長する場所（後述する折曲する場所に相当する）に、ＹＡＧレーザ等のエネルギービームを照射して、金属基板２上に形成された絶縁膜３及びアモルファス半導体６を、除去、切断して、溝２ｘ（幅約４０〜７０μｍ）を形成する（図5参照）。
【００２３】
次に、図６に示す工程において、プレス打ち抜きにて、大型金属基板より、光起電力装置１を打ち抜く。同時に、金属基板２の中央に開口２ｂを設ける。また、この開口２ｂは、前述の開口２ｙと同時に、光起電力モジュール４の形成前に、設けることもできる。
【００２４】
そして、最後に、光起電力モジュール４が形成されたモジュール領域１ｙと、固定片２ａが延出する固定片領域１ｚの境界上において、固定片２ａを、略９０度折曲する。以上の工程にて、本実施例が完成し、図１に示すように、ムーブメント３０の固定穴３２に、光起電力装置１の折曲された固定片２ａを挿入して、固定する。
【００２５】
以上の本実施例においては、図７に示すように、固定辺２ａが折曲された場所に、絶縁膜３、アモルファス半導体層６が除去された溝２ｘを形成していることより、折曲した場所で、折曲により金属基板２表面が引き伸ばされても、この場所に、溝２ｘが存在するので、絶縁膜３、アモルファス半導体層６に各種の力が加わることが少なく、剥離することがない。よって、本実施例の光起電力装置１を、腕時計等に組み込んだ場合、折曲された固定片により、容易にムーブメント等に係止、固定できると共に、折曲された場所で、絶縁層等の剥離が発生しないので、剥離層でムーブメント等の駆動不良が発生することがない。一方、このような、溝２ｘを設けないのであれば、上述の発明が解決しようとする課題で説明したように、絶縁膜、絶縁膜／半導体層、半導体層の剥離層が発生してしまう。
【００２６】
【発明の効果】
以上の説明のように、本発明においては、固定辺が折曲された場所において、絶縁膜が除去されているので、折曲により金属基板表面が引き伸ばされても、この場所に、絶縁膜又はアモルファス半導体層に各種の力が加わることが少なく、剥離することがない。よって、本実施例の光起電力装置を、腕時計等に組み込んだ場合、折曲された固定片により、容易にムーブメント等に係止、固定できると共に、折曲された場所で、絶縁層等の剥離が発生しないので、剥離層によりムーブメント等の駆動不良が発生することがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の光起電力装置と、これを固定するムーブメントとを示す分解斜視図である。
【図２】本発明の一実施例の第１工程を示す平面図である。
【図３】図２におけるＡ−Ａ断面図である。
【図４】図2におけるＢ−Ｂ断面図である。
【図５】図２におけるＣ−Ｃ断面図である。
【図６】本発明の一実施例の第２工程を示す平面図である。
【図７】図１におけるＡ−Ａ断面図である。
【図８】関連技術の光起電力装置を示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ断面図である。
【図９】関連技術の光起電力装置を示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ断面図である。
【符号の説明】
１光起電力装置
１ｘ全体領域
１ｙモジュール領域
１ｚ固定片領域
２金属基板
２ａ固定片
３絶縁膜
４光起電力モジュール
５裏面電極層
６アモルファス半導体層
７表面電極層

Claims

金属基板の主面に絶縁膜、裏面電極層、半導体層および表面電極層が形成された光起電力装置の製造方法であり、
大型金属基板を被覆する前記絶縁膜の上面に、前記各層を積層させた積層体が形成される積層体領域と、前記積層体領域から周囲に延長されて固定片と成る固定領域とから成る全体領域を形成する工程と、
前記積層体領域と前記固定領域とが連続する箇所にて前記絶縁膜を除去する工程と、
前記全体領域を前記大型金属基板から切り離す工程と、
前記積層体領域と前記固定片とが連続する箇所で、平坦な前記積層体領域に対して前記固定片を略直角に曲折させる工程と、
を具備することを特徴とする光起電力装置の製造方法。
前記裏面電極層、前記半導体層および前記表面電極層は、前記積層体領域および前記固定領域の両方に形成され、
前記積層体領域と前記固定領域とが連続する箇所では、前記絶縁膜と共に、前記裏面電極層、前記半導体層および前記表面電極層が除去されることを特徴とする請求項１記載の光起電力装置の製造方法。