JP7878397B2 - 固体電池パッケージ - Google Patents

Description

本発明は、固体電池パッケージに関する。より具体的には、本発明は、実装に資するようにパッケージ化された固体電池に関する。

従前より、繰り返しの充放電が可能な二次電池が様々な用途に用いられている。例えば、二次電池は、スマートフォンおよびノートパソコン等の電子機器の電源として用いられたりする。

二次電池においては、充放電に寄与するイオン移動のための媒体として液体の電解質が一般に使用されている。つまり、いわゆる電解液が二次電池に用いられている。しかしながら、そのような二次電池においては、電解液の漏出防止点で安全性が一般に求められる。また、電解液に用いられる有機溶媒等は可燃性物質ゆえ、その点でも安全性が求められる。

そこで、電解液に代えて、固体電解質を用いた固体電池について研究が進められている。

国際公開第２０２０／０３１４２４号

固体電池は、他の電子部品と共にプリント配線板などに実装されて使用されることが考えられ、その場合には実装に適した構造が求められる。例えば、基板上に固体電池が配置されて形成される固体電池パッケージは、基板に外部との電気接続を担わせることで、実装に資するものとなる。また、固体電池パッケージにおいて、基板上に配置された固体電池には、固体電池を覆う被覆部が設けられることがある。

固体電池パッケージは、温度変化等に晒されると、固体電池パッケージを構成する部材間（以下、「パッケージ構成部材」とも称する）における熱膨張収縮差に起因して変形し得ることを本発明者らは見出した。

本発明はかかる課題に鑑みて為されたものである。即ち、本発明の主たる目的は、パッケージ構成部材間の熱膨張収縮差に起因する変形に対処した固体電池パッケージを提供することである。

本発明では、基板と、前記基板に設けられた固体電池と、前記固体電池を覆うように設けられた被覆部とを備え、
前記被覆部に形状維持層が設けられている、固体電池パッケージが提供される。

本発明によれば、パッケージ構成部材間の熱膨張収縮差に起因する変形に対処した固体電池パッケージを提供できる。より具体的には、本発明の固体電池パッケージでは、パッケージ構成部材間の熱膨張収縮差に起因する変形が減じられる。

図１は、本発明の一実施形態を模式的に示した断面図である。 図２は、本発明の一実施形態を模式的に示した断面図である。 図３は、本発明の一実施形態を模式的に示した断面図である。 図４は、本発明の一実施形態を模式的に示した断面図である。 図５（Ａ）～（Ｄ）は、本発明の一実施形態の固体電池パッケージを得るプロセスを模式的に示した工程断面図である。 図６（Ａ）～（Ｅ）は、本発明の一実施形態の固体電池パッケージを得るプロセスを模式的に示した工程断面図である。 図７は、従来の固体電池パッケージを模式的に示した断面図である。

以下、本発明の固体電池を詳細に説明する。必要に応じて図面を参照して説明を行うものの、図示する内容は、本発明の理解のために模式的かつ例示的に示したにすぎず、外観や寸法比などは実物と異なり得る。

本明細書でいう「固体電池パッケージ」は、広義には、外部環境から固体電池が保護されるように構成された固体電池デバイス（または固体電池品）のことを指しており、狭義には、実装に資する基板を備えると共に外部環境から固体電池が保護された固体電池品のことを指している。

本明細書でいう「断面視」とは、固体電池の積層構造における積層方向に対して略垂直な方向から捉えた形態（端的にいえば、層の厚み方向に平行な面で切り取った場合の形態）に基づいている。また、本明細書で用いる「平面視」または「平面視形状」とは、かかる層の厚み方向（即ち、上記の積層方向）に沿って対象物を上側または下側からみた場合の見取図に基づいている。

本明細書で直接的または間接的に用いる“上下方向”および“左右方向”は、それぞれ図中における上下方向および左右方向に相当する。特記しない限り、同じ符号または記号は、同じ部材・部位または同じ意味内容を示すものとする。ある好適な態様では、鉛直方向下向き（すなわち、重力が働く方向）が「下方向」／「底面側」に相当し、その逆向きが「上方向」／「頂面側」に相当すると捉えることができる。

本発明でいう「固体電池」は、広義にはその構成要素が固体から成る電池を指し、狭義にはその構成要素（特に好ましくは全ての構成要素）が固体から成る全固体電池を指している。ある好適な態様では、本発明における固体電池は、電池構成単位を成す各層が互いに積層するように構成された積層型固体電池であり、好ましくはそのような各層が焼成体から成っている。「固体電池」は、充電および放電の繰り返しが可能な、いわゆる「二次電池」のみならず、放電のみが可能な「一次電池」をも包含する。本発明のある好適な態様に従うと「固体電池」は二次電池である。「二次電池」は、その名称に過度に拘泥されるものではなく、例えば、蓄電デバイスなども包含し得る。本発明において、パッケージに含まれる固体電池は「固体電池素子」と称すこともできる。

以下では、まず、本発明の固体電池の基本的構成について説明する。ここで説明される固体電池の構成は、あくまでも発明の理解のための例示にすぎず、発明を限定するものではない。

［固体電池の基本的構成］
固体電池は、正極・負極の電極層と固体電解質とを少なくとも有して成る。具体的には図１に示すように、固体電池１００は、正極層１１０、負極層１２０、およびそれらの間に少なくとも介在する固体電解質１３０から成る電池構成単位を含んだ固体電池積層体を有して成る。

なお、固体電池は、それを構成する各層が焼成によって形成されていてもよく、正極層、負極層および固体電解質などが焼成層をなしていてもよい。好ましくは、正極層、負極層および固体電解質は、それぞれが互いに一体焼成されており、それゆえ固体電池積層体が一体焼成体を成していることが好ましい。

正極層１１０は、少なくとも正極活物質を含んで成る電極層である。正極層は、更に固体電解質を含んで成っていてよい。ある好適な態様では、正極層は、正極活物質粒子と固体電解質粒子とを少なくとも含む焼成体から構成されている。一方、負極層は、少なくとも負極活物質を含んで成る電極層である。負極層は、更に固体電解質を含んで成っていてよい。ある好適な態様では、負極層は、負極活物質粒子と固体電解質粒子とを少なくとも含む焼結体から構成されている。

正極活物質および負極活物質は、固体電池において電子の受け渡しに関与する物質である。固体電解質を介してイオンは正極層と負極層との間で移動（伝導）して電子の受け渡しが行われることで充放電がなされる。正極層および負極層の各電極層は特にリチウムイオンまたはナトリウムイオンを吸蔵放出可能な層であることが好ましい。つまり、固体電池は、固体電解質を介してリチウムイオンまたはナトリウムイオンが正極層と負極層との間で移動して電池の充放電が行われる全固体型二次電池であることが好ましい。

（正極活物質）
正極層１１０に含まれる正極活物質としては、例えば、ナシコン型構造を有するリチウム含有リン酸化合物、オリビン型構造を有するリチウム含有リン酸化合物、リチウム含有層状酸化物、および、スピネル型構造を有するリチウム含有酸化物等から成る群から選択される少なくとも一種が挙げられる。ナシコン型構造を有するリチウム含有リン酸化合物の一例としては、Ｌｉ₃Ｖ₂（ＰＯ₄）₃等が挙げられる。オリビン型構造を有するリチウム含有リン酸化合物の一例としては、Ｌｉ₃Ｆｅ₂（ＰＯ₄）₃、ＬｉＦｅＰＯ₄、および／またはＬｉＭｎＰＯ₄等が挙げられる。リチウム含有層状酸化物の一例としては、ＬｉＣｏＯ₂、および／またはＬｉＣｏ_1/3Ｎｉ_1/3Ｍｎ_1/3Ｏ₂等が挙げられる。スピネル型構造を有するリチウム含有酸化物の一例としては、ＬｉＭｎ₂Ｏ₄、および／またはＬｉＮｉ_0.5Ｍｎ_1.5Ｏ₄等が挙げられる。

また、ナトリウムイオンを吸蔵放出可能な正極活物質としては、ナシコン型構造を有するナトリウム含有リン酸化合物、オリビン型構造を有するナトリウム含有リン酸化合物、ナトリウム含有層状酸化物、および、スピネル型構造を有するナトリウム含有酸化物等から成る群から選択される少なくとも１種が挙げられる。

（負極活物質）
負極層１２０に含まれる負極活物質としては、例えば、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｓｎ、Ｃｒ、Ｆｅ、ＮｂおよびＭｏから成る群より選ばれる少なくとも一種の元素を含む酸化物、黒鉛などの炭素材料、黒鉛－リチウム化合物、リチウム合金、ナシコン型構造を有するリチウム含有リン酸化合物、オリビン型構造を有するリチウム含有リン酸化合物、ならびに、スピネル型構造を有するリチウム含有酸化物等から成る群から選択される少なくとも一種が挙げられる。リチウム合金の一例としては、Ｌｉ－Ａｌ等が挙げられる。ナシコン型構造を有するリチウム含有リン酸化合物の一例としては、Ｌｉ₃Ｖ₂（ＰＯ₄）₃、および／またはＬｉＴｉ₂（ＰＯ₄）₃等が挙げられる。オリビン型構造を有するリチウム含有リン酸化合物の一例としては、Ｌｉ₃Ｆｅ₂（ＰＯ₄）₃、および／またはＬｉＣｕＰＯ₄等が挙げられる。スピネル型構造を有するリチウム含有酸化物の一例としては、Ｌｉ₄Ｔｉ₅Ｏ₁₂等が挙げられる。

また、ナトリウムイオンを吸蔵放出可能な負極活物質としては、ナシコン型構造を有するナトリウム含有リン酸化合物、オリビン型構造を有するナトリウム含有リン酸化合物、および、スピネル型構造を有するナトリウム含有酸化物等から成る群から選択される少なくとも１種が挙げられる。

なお、固体電池において、正極層と負極層とが同一材料から成っていてもよい。

正極層および／または負極層は、導電性材料を含んでいてもよい。正極層および負極層に含まれる導電性材料として、銀、パラジウム、金、プラチナ、アルミニウム、銅およびニッケル等の金属材料、ならびに炭素などから成る少なくとも１種を挙げることができる。

さらに、正極層および／または負極層は、焼結助剤を含んでいてもよい。焼結助剤としては、リチウム酸化物、ナトリウム酸化物、カリウム酸化物、酸化ホウ素、酸化ケイ素、酸化ビスマスおよび酸化リンから成る群から選択される少なくとも１種を挙げることができる。

正極層および負極層の厚みは特に限定されないが、例えば、それぞれ独立して２μｍ以上５０μｍ以下、特に５μｍ以上３０μｍ以下であってよい。

（正極集電層／負極集電層）
電極層の必須要素ではないものの、正極層１１０および負極層１２０は、それぞれ正極集電層および負極集電層を備えていてもよい。正極集電層および負極集電層はそれぞれ箔の形態を有していてもよい。しかしながら、一体焼成による電子伝導性向上、固体電池の製造コスト低減および／または固体電池の内部抵抗低減などの観点をより重視するならば、正極集電層および負極集電層はそれぞれ焼成体の形態を有していてもよい。正極集電層を構成する正極集電体および負極集電体を構成する負極集電体としては、導電率が大きい材料を用いることが好ましく、例えば、銀、パラジウム、金、プラチナ、アルミニウム、銅、および／またはニッケルなどを用いてよい。正極集電体および負極集電体はそれぞれ、外部と電気的に接続するための電気接続部を有してよく、端面電極と電気的に接続可能に構成されていてよい。なお、正極集電層および負極集電層が焼成体の形態を有する場合、それらは導電性材料および焼結助剤を含む焼成体により構成されてもよい。正極集電層および負極集電層に含まれる導電性材料は、例えば、正極層および負極層に含まれ得る導電性材料と同様の材料から選択されてよい。正極集電層および負極集電層に含まれる焼結助剤は、例えば、正極層・負極層に含まれ得る焼結助剤と同様の材料から選択されてよい。上述したように、固体電池において、正極集電層および負極集電層が必須というわけではなく、そのような正極集電層および負極集電層が設けられていない固体電池も考えられる。つまり、本発明のパッケージに含まれる固体電池は、集電層レスの固体電池であってもよい。

（固体電解質）
固体電解質は、リチウムイオンまたはナトリウムイオンが伝導可能な材質である。特に固体電池で電池構成単位を成す固体電解質１３０は、正極層１１０と負極層１２０との間においてリチウムイオンが伝導可能な層を成していてよい。具体的な固体電解質としては、例えば酸化物系であってよく、例示すると、ナシコン構造を有するリチウム含有リン酸化合物、ペロブスカイト構造を有する酸化物、ガーネット型またはガーネット型類似構造を有する酸化物、酸化物ガラスセラミックス系リチウムイオン伝導体等が挙げられる。ナシコン構造を有するリチウム含有リン酸化合物としては、Ｌｉ_xＭ_y（ＰＯ₄）₃（１≦ｘ≦２、１≦ｙ≦２、Ｍは、Ｔｉ、Ｇｅ、Ａｌ、ＧａおよびＺｒから成る群より選ばれた少なくとも一種）が挙げられる。ナシコン構造を有するリチウム含有リン酸化合物の一例としては、例えば、Ｌｉ_1.2Ａｌ_0.2Ｔｉ_1.8（ＰＯ₄）₃等が挙げられる。ペロブスカイト構造を有する酸化物の一例としては、Ｌａ_0.55Ｌｉ_0.35ＴｉＯ₃等が挙げられる。ガーネット型またはガーネット型類似構造を有する酸化物の一例としては、Ｌｉ₇Ｌａ₃Ｚｒ₂Ｏ₁₂等が挙げられる。酸化物ガラスセラミックス系リチウムイオン伝導体としては、例えば、リチウム、アルミニウムおよびチタンを構成元素に含むリン酸化合物（ＬＡＴＰ）、リチウム、アルミニウムおよびゲルマニウムを構成元素に含むリン酸化合物（ＬＡＧＰ）を用いることができる。

また、ナトリウムイオンが伝導可能な固体電解質としては、例えば、ナシコン構造を有するナトリウム含有リン酸化合物、ペロブスカイト構造を有する酸化物、ガーネット型またはガーネット型類似構造を有する酸化物等が挙げられる。ナシコン構造を有するナトリウム含有リン酸化合物としては、Ｎａ_xＭ_y（ＰＯ₄）₃（１≦ｘ≦２、１≦ｙ≦２、Ｍは、Ｔｉ、Ｇｅ、Ａｌ、ＧａおよびＺｒから成る群より選ばれた少なくとも一種）が挙げられる。

固体電解質は、焼結助剤を含んでいてもよい。固体電解質に含まれる焼結助剤は、例えば、正極層・負極層に含まれ得る焼結助剤と同様の材料から選択されてよい。

固体電解質の厚みは特に限定されない。正極層と負極層との間に位置する固体電解質層の厚みは、例えば１μｍ以上１５μｍ以下、特に１μｍ以上５μｍ以下であってよい。

（端面電極）
固体電池には、一般に端面電極が設けられている。特に、固体電池の側面に端面電極が設けられている。より具体的には、正極層と接続された正極側の端面電極と、負極層１２０と接続された負極側の端面電極とが設けられている。そのような端面電極は、導電率が大きい材料を含んで成ることが好ましい。端面電極の具体的な材質としては、特に制限されるわけではないが、銀、金、プラチナ、アルミニウム、銅、スズおよびニッケルから成る群から選択される少なくとも一種を挙げることができる。

［本発明の固体電池パッケージの特徴］
図１は、本発明の一実施形態の固体電池パッケージを示す。具体的には、本発明の固体電池パッケージ２００は、図１に示すように、基板１０と、基板１０に設けられた固体電池１００と、固体電池１００を覆うように設けられた被覆部６０とを備え、被覆部６０に形状維持層４０が設けられている。このような電池パッケージ２００では、固体電池１００が全体として包囲されるように（固体電池１００を成す全ての面が外部に露出することなく）、その周囲に基板１０および被覆部６０が設けられている。

本発明でいう「形状維持層」とは、固体電池パッケージの形状維持に資する層であり、換言すると、固体電池パッケージの形状が変形することを抑制する又は減じる層である。例えば、形状維持層は、固体電池パッケージが熱に起因して全体として反ること、歪むこと等を抑制する又は減じる層である。

本発明の固体電池パッケージ２００は、上記態様を採ることにより以下で説明する効果を奏し得る。

図７は、従前の固体電池パッケージ２００’を示す。固体電池パッケージ２００’を構成する部材（基板１０’、被覆部６０’、または固体電池１００’等）のそれぞれは、固有の熱膨張係数を有する。それゆえ、固体電池パッケージ２００’を構成する部材のそれぞれは、温度変化に晒されると、固有に熱膨張収縮し得る。このような温度変化としては、後述するような、固体電池パッケージの製造時、固体電池パッケージの表面実装時、または固体電池パッケージの使用時等の温度変化が想定され得る。

温度変化時において、従前の固体電池パッケージ２００’を構成する部材のうち、例えば基板１０’の熱膨張収縮は相対的に小さいが、一方で被覆部６０’の熱膨張収縮は相対的に大きい。したがって、基板１０’の熱膨張収縮と被覆部６０’の熱膨張収縮との間には相対的に大きな熱膨張収縮差が生じる。従前の固体電池パッケージ２００’はこのような熱膨張収縮差に起因して変形し得る。例えば、固体電池パッケージ２００’全体が反るように変形し得る。

本発明の固体電池パッケージ２００には、図１のように、固体電池１００を覆う被覆部６０に形状維持層４０が設けられている。形状維持層４０は、所望の熱膨張係数を有する。それゆえ、形状維持層４０が存在することによって固体電池パッケージ２００が熱に起因して全体として反ること、歪むこと等が抑制または減じられる。つまり、本発明の固体電池パッケージ２００に含まれている形状維持層４０によって、熱膨張収縮差に起因した固体電池パッケージ２００の変形が抑制または減じられる。

上記のような変形としては、例えば、固体電池パッケージ２００の製造時における変形、固体電池パッケージ２００の表面実装時における変形、または固体電池パッケージ２００の使用時における変形などを含む。固体電池パッケージ２００の製造時における変形としては、例えば、樹脂硬化の加熱処理によるパッケージ構成部材間の熱膨張収縮差に起因する変形が挙げられる。固体電池パッケージ２００の表面実装時における変形としては、例えば、リフロー処理時の熱変化によるパッケージ構成部材間の熱膨張収縮等に起因する変形が挙げられる。固体電池パッケージ２００の使用時における変形としては、例えば、固体電池１００の充電時における発熱、もしくは高温環境下または低温環境下での使用によるパッケージ構成部材間の熱膨張収縮差に起因する変形が挙げられる。本発明の一実施形態に係る形状維持層４０は、そのような変形の少なくとも１つを抑制または減じる層として作用し得る。

固体電池パッケージの変形とは、広義には、所望のパッケージ形状から外れたような形状を有することを意味する。狭義には、例えば、固体電池パッケージが断面視にて全体の輪郭が少なくとも湾曲している部分を有することを意味する。例えば、固体電池パッケージが全体として反ること、傾斜すること、または歪むこと等が挙げられる。固体電池パッケージが全体として反るとは、固体電池パッケージ２００全体が湾曲した形となることを意味する。例えば、固体電池パッケージ２００の主面が全体として凹状に窪むような変形、または固体電池パッケージ２００の主面が全体として凸状に膨らむような変形も、固体電池パッケージの変形として想定され得る。本発明の一実施形態に係る形状維持層４０は、そのような変形であっても少なくともパッケージ構成部材間の熱膨張収縮差に起因する変形であれば、当該変形を抑制または減じ得る。なお、固体電池パッケージ２００の変形は、固体電池パッケージ２００の表面全体に亘って生じる場合がある他、固体電池パッケージ２００の表面のうち一部の領域にのみ生じる場合もある。

熱膨張収縮とは物体の温度が変化することによって、物体が膨張すること、または部材が収縮することを意味する。例えば、固体電池パッケージ２００の各部材は、温度が上昇すると膨張し得ることがあり、また温度が低下すると収縮し得ることがある。

形状維持層４０は、上述した通り、固体電池パッケージ２００の形状維持に資する層である。形状維持層４０を備える固体電池パッケージ２００は、従来の固体電池パッケージ２００’と比べて、好ましくは熱膨張収縮に起因する変形以外の他、外部および／または内部から作用する力に対する変形を好ましくは抑制し得る。例えば、固体電池１００の充放電に起因する固体電池の膨張による固体電池パッケージ２００’の表面割れを抑制し得る。また例えば、固体電池パッケージ２００’が押圧された際に、固体電池パッケージ２００’が変形することを抑制し得る。

本発明の固体電池パッケージ２００は、基板１０、および被覆部６０によってパッケージ化されているところ、水蒸気透過防止性がより優れた電池となっている。具体的には、基板１０は、固体電池１００の一方の主面側に近位に配置され、固体電池１００の当該主面を外部環境から遮るように設けられている。また、基板１０上の固体電池１００の頂面１００Ａおよび側面１００Ｂを被覆部６０によって覆うことで、固体電池１００を外部環境から遮るようになっている。これらにより、水蒸気による電池特性の劣化（より具体的には、外部環境の水蒸気が混入して固体電池の特性が劣化してしまう事象）がより抑制され得る。なお、本明細書でいう「水蒸気」は、特に気体状態の水に限定されず、液体状態の水なども包含している。つまり、物理的な状態を問わず、水に関連する事項を広く包含するものとして「水蒸気」といった用語を用いている。よって、「水蒸気」は、水分などとも称すことができ、特に液体状態の水としては、気体状態の水が凝縮した結露水なども包含され得る。

以下に、本発明の固体電池パッケージの採り得る態様について詳述する。

固体電池パッケージを構成する部材のうち被覆部は、典型的には基板よりも相対的に変形し易い。具体的には、固体電池パッケージが温度変化した際、被覆部は相対的に大きく熱膨張収縮し得る一方、基板は相対的に小さく熱膨張収縮し得る。固体電池パッケージは、被覆部の熱膨張収縮と基板の熱膨張収縮との差に起因して変形する場合がある。特に、固体電池パッケージの上方（例えば、固体電池の上方）に設けられている被覆部は、基板と対向するような位置関係であるため、バイメタルの如く温度変化によって反りが生じ易い。換言すると、固体電池パッケージを覆っている被覆部のうち、固体電池パッケージの上方に設けられている被覆部は、固体電池パッケージの他の面を構成する被覆部よりも温度変化による熱膨張収縮をした際により大きな変形が生じ易い。

本発明では、被覆部６０の熱膨張収縮と基板１０の熱膨張収縮との差に起因する変形を防止するのに資する形状維持層４０を有するので、固体電池パッケージ２００の変形が好適に抑制または減じられ得る。図１に示すように、基板１０の上方に固体電池１００が位置するように固体電池パッケージ２００を捉えた場合に、形状維持層４０は固体電池１００よりも上方に位置付けられていてもよい。換言すると、形状維持層が基板と対向する側の固体電池の主面（例えば固体電池の頂面１００Ａ）よりも上方に位置付けられていてもよい。図１で示す態様では、形状維持層４０が固体電池１００よりも上方に位置付けられていることにより、基板１０と形状維持層４０との間に固体電池１００が位置している。

形状維持層４０が位置付けられる箇所は、固体電池１００よりも上方であれば、特に制限はない。例えば、形状維持層４０は、固体電池パッケージ２００の頂面側（天面側とも称し得る）２００Ａに設けられていてもよい。または、形状維持層４０を被覆部６０に埋没していてもよい。形状維持層４０が被覆部６０に埋没している場合、通常、固体電池パッケージ２００の表面から形状維持層４０は露出せず、被覆部６０によって形状維持層４０全体が覆われている形態となり得る。

具体的には、形状維持層４０の一部を固体電池パッケージ２００の頂面２００Ａに埋設して位置付けてもよい。または、形状維持層４０は、形状維持層４０全体を被覆部６０中に埋設して位置付けてもよい。形状維持層４０全体を被覆部６０中に埋設して位置付ける場合、例えば、図２に示すように、形状維持層４０を固体電池パッケージ２００の頂面２００Ａに相対的に近位に位置付けてもよく、または形状維持層４０を固体電池１００に相対的に近位に位置付けてもよい。上記で記載した何れの形態であっても、固体電池パッケージ２００の変形がより抑制または減じられ得る。

「上方」とは、ある物体よりも、上記で定義した「上方向」の空間または場所を意味する。例えば、「形状維持層が固体電池よりも上方に位置づけられている」とは、形状維持層が、固体電池よりも上方向に位置付けられている、つまり重力が働く方向とは反対向きの空間または場所に位置付けられていることを意味する。

図１を別の切り口で捉えると、形状維持層４０の上に、更に被覆部６０が設けられていてもよい。換言すると、形状維持層４０は、被覆部６０の上層に設けられていてもよく、あるいは形状維持層４０の周囲は被覆部６０によって包囲されていてもよい。図１に示す形態において、形状維持層４０の一方の端部から他方の端部までの長さが、被覆部の一方の側面から他方の側面までの長さと略同じであってもよい。換言すると、形状維持層４０の端部の端面と被覆部の側面とが面一となっていてもよい。

「被覆部６０の上層」とは、固体電池パッケージの頂面２００Aに対し近位側の被覆部６０を意味する。例えば、被覆部６０の上層は、被覆部６０のうち、固体電池パッケージの頂面２００Aと固体電池の頂面１００Aとの間に設けられている被覆部であってよい。

図２を別の切り口で捉えると、形状維持層４０は、被覆部６０上に設けられていてもよい。例えば、形状維持層４０の主面と被覆部６０の被覆部の主面とが重なるように、形状維持層４０が設けられていてもよい。換言すると、形状維持層４０の主面と被覆部６０の被覆部の主面とが略同一平面状に位置付けられるように、形状維持層４０が設けられていてもよい。形状維持層４０の主面と被覆部６０の主面とが重なる態様は、例えば、図２に示すように形状維持層４０が被覆部６０中に埋設される形態で達成してもよく、または形状維持層４０が被覆部６０の外部にある形態（例えば、形状維持層４０を被覆部６０上に載置する形態）で達成してもよい。

上記説明から分かるように、本明細書でいう「頂面」とは、固体電池パッケージ２００を構成する面のうち相対的に上側に位置付けられる面のことを意味している。対向する主面が２つ存在するような典型的な固体電池パッケージを想定すると、本明細書でいう「頂面」とは、かかる主面の一方を指しており、特に基板１０に近位する主面（すなわち、後述するＳＭＤタイプの電池における実装面側）とは異なる側の主面のことを意味している。

なお、パッケージ構成部材間の熱膨張収縮差に起因する変形としては、反り変形が相対的に生じやすい。この点につき、本発明の一実施形態に係る形状維持層４０は、特に、固体電池パッケージ２００全体の反りを抑制または減じ得る。つまり、かかる場合、形状維持層４０は、好ましくは固体電池パッケージ２００の反りを防止するための反り防止層に相当する。

固体電池パッケージ２００の変形をより減じる観点から、図３で示すような断面視において、形状維持層４０と基板１０とが互いに平行な関係で配置されていてよい。「形状維持層４０と基板１０とが互いに平行な関係」とは、例えば、形状維持層４０と基板１０との離隔距離が面方向で実質的に一定となっていることを意味し得る。形状維持層４０と基板１０とが互いに平行な関係で配置されることにより、形状維持層４０が熱膨張収縮する方向と基板１０が熱膨張収縮する方向とが互いに平行な関係となり易い。したがって、形状維持層４０と基板１０とが相似的に熱膨張収縮し易くなり、固体電池パッケージ２００の変形をより抑制または減じ易くなる。

一実施形態では、図３で示すような断面視において、固体電池パッケージ２００は、固体電池の側面１００Ｂの延在方向が形状維持層４０に対して略直交するような形状維持層の配置形態を採ってもよい。特に、基板１０に対して固体電池の側面１００Ｂの延在方向が略直交するように固体電池１００が基板１０に配置され得る際、形状維持層４０も上記配置形態を採ることにより、基板１０の熱膨張収縮する方向と形状維持層４０の熱膨張収縮する方向とが揃い易くなる。従って、固体電池パッケージ２００の変形をより抑制または減じ易くなる。

一実施形態では、図３で示すような断面視において、固体電池の一方の側面１００Ｂと他方の側面１００Ｂとの間の距離よりも、形状維持層４０の一方の端部から他方の端部までの距離の方が長くてもよい。基板１０の一方の端部から他方の端部までの距離は、通常、固体電池の上記側面１００Ｂ間の距離よりも長いところ、上記のような長さを有する形状維持層４０を用いることにより、基板１０と形状維持層４０それぞれの一方の端部から他方の端部までの距離が近似し易くなる。従って、基板１０の熱膨張収縮の大きさと形状維持層４０の熱膨張収縮の大きさとの差が小さくなり易くなり、固体電池パッケージ２００の変形をより抑制または減じ易くなる。

一実施形態では、平面視において、形状維持層４０と基板１０のそれぞれの外輪郭が互いに重なっていてよく、形状維持層４０と基板１０のそれぞれの形状を形づくる辺が互いに重なっていてよい。寸法の観点では、平面視において、形状維持層４０と基板１０のそれぞれのある一方の方向の長さが略同じであってよく、形状維持層４０と基板１０の他方の方向（例えば上記一方の方向と直交を成す方向）の長さが略同じであってよい。図１に示すように、断面視において、形状維持層４０と基板１０の幅寸法が略同じであってよい。このような構成を採ることにより、形状維持層４０と基板１０とが互いに同じ寸法を採り得るため、形状維持層４０と基板１０とが熱膨張収縮した際の変形量が略同一となり易くなる。したがって、形状維持層４０と基板１０との間の熱膨張収縮の差がさらに減じられ得る。したがって、部材間の熱膨張収縮差による反り変形をより抑制または減じ易くなる。

以下に、本発明の固体電池パッケージを構成する部材について詳細に記載する。

［形状維持層］
形状維持層は樹脂を含む層であってよい。例えば、形状維持層は樹脂成分を含む層であってよく、または形状維持層が樹脂層であってよい。具体的には、形状維持層は熱硬化性樹脂または熱可塑性樹脂を含んだ層であってよい。つまり、形状維持層が、熱硬化性樹脂層または熱可塑性樹脂層であってよい。

熱硬化性樹脂として、例えば、エポキシ樹脂、変性エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂(尿素樹脂)、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂、ジアリルフタレート樹脂、ポリアミノビスマレイミド樹脂、ポリウレタン樹脂、およびアルキド樹脂からなる群より選択される少なくとも１種を用いることができる。固体電池パッケージの変形をより減じる観点から、形状維持層がエポキシ樹脂を含む層であってよい。形状維持層がエポキシ樹脂を含む層である場合、形状維持層の熱膨張収縮を調整し易くなる。具体的には、形状維持層と基板との熱膨張収縮差が小さくなるように調整させ易くなり、ひいては本発明の変形防止の効果がより顕在化し易い。

熱可塑性樹脂として、例えば、ポリアミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリフェニレンスルフィド樹脂、芳香族ポリエーテルケトン樹脂、および熱可塑性ポリイミド樹脂からなる群より選択される少なくとも１種を用いることができる。

形状維持層は、上記樹脂に加えてフィラーを含んで成り得る。フィラーとしては、例えば、無機フィラーおよび／または有機フィラーを用いてもよい。無機フィラーとしては、金属粉、炭素材料、ケイ素酸化物、金属酸化物、金属水酸化物、金属窒化物、および金属硫酸塩からなる群より選択される少なくとも１種を含んでもよい。例えば、無機フィラーとして、セラミックス粒子、アルミナ粒子、カーボンブラック、黒鉛またはシリカ粒子等を用いてもよい。有機フィラーとしては、ＡＢＳ樹脂、ポリアミド樹脂、エーテルイミド樹脂、ポリフェニレンスルフィド樹脂、セルロース、および／またはフェノール樹脂等を含んでいてよい。無機フィラーおよび／または有機フィラーの形状は、特に制限されず、粒状、球状、針状、板状、繊維状および／または不定形などであってよい。

形状維持層に用いる無機フィラーおよび／または有機フィラーとしては、強化繊維を用いてもよい。強化繊維としては、例えば、ガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維、セラミック繊維、チタン酸カリウム繊維、ホウ酸アルミニウム繊維、またはボロン繊維等を用いてもよい。強化繊維の形態は、短繊維（またはウール）状部材、または長繊維（またはファイバー）状部材であってよい。固体電池パッケージの変形をより減じる観点から、形状維持層に用いるフィラーとしてガラス繊維を用いてもよい。ガラス繊維の形態としては、ガラスウール、またはガラスファイバーを用いてもよい。ガラス繊維は、相対的に熱膨張収縮が小さい繊維である。形状維持層がガラス繊維を含むことで、形状維持層はより熱膨張収縮が小さくなる。形状維持層がガラス繊維を含む層である場合、形状維持層はより固体電池パッケージ全体が反ることを抑制または減じ易くなる。

形状維持層の調製に際しては、クロス部材を有して成る層であってよい。クロス部材は、繊維から成る布状の部材であってよい。クロス部材の形態としては、織物、編物、または不織布等の何れの形態であってもよい。クロス部材を構成する繊維としては、ガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維、セラミック繊維、チタン酸カリウム繊維、ホウ酸アルミニウム繊維、またはボロン繊維等であってよい。固体電池パッケージの変形をより減じる観点から、クロス部材を構成する繊維としてガラス繊維を用いてもよい。つまり、クロス部材としてガラスクロスを用いてもよい。上記の通り、ガラス繊維は、相対的に熱膨張収縮が小さい繊維である。さらにガラスクロスは、ガラス繊維から布状とした部材であるため、ガラス繊維自体をそのまま用いるより強度が向上し得る。したがって、形状維持層がガラスクロスを有して成る層である場合、形状維持層は固体電池パッケージの変形をより好適に抑制または減じ得る。

形状維持層としては、強化繊維に樹脂を含侵しシート状としたＦＲＰ（繊維強化プラスチック）を含有したものを用いてもよい。なお、ＦＲＰは繊維に直接樹脂を含侵させて形成してもいいし、プリプレグを用いて形成してもよい。ＦＲＰとしては、強化繊維のクロス部材に樹脂を含侵したものを用いてもよく、強化繊維を１方向（ＵＤ）に引き揃えたシート状部材に樹脂を含浸したものを用いてもよい。なお、繊維の方向や、繊維クロスの編み方等には特に限定されない。固体電池パッケージの変形をより減じる観点から、クロスプリプレグを用いて形成するとよい。形状維持層の形状維持に資する特性に関して、等方性がより向上し、固体電池パッケージ全体が反ることを抑制または減じ易くなる。ある好適な態様では、ガラスクロスにエポキシ樹脂を含侵させたガラスエポキシ（エポキシガラスとも称する）を用いてもよい。より具体的には、形状維持層はガラスエポキシ基板であってよい。ガラスエポキシを有して成る形状維持層は固体電池パッケージの変形をより好適に抑制または減じ得る。

形状維持層は、樹脂にフィラーが充填された（好ましくは高充填された）層であってもよい。固体電池パッケージの変形をより減じる観点から、例えば、形状維持層のフィラーの含有量は、形状維持層の総重量に対して、好ましくは３０重量％以上９０重量％以下、より好ましくは５０重量％以上９０重量％以下、さらに好ましくは７０重量％以上９０重量％以下であってよい。形状維持層が上記範囲でフィラーを含むことで、固体電池パッケージ全体が反ることをより抑制または減じ易くなる。

形状維持層は、金属を含む層であってよい。換言すると、形状維持層は、金属成分を含む層であってよい。例えば、金属が形状維持層全体を占めていてもよく、その場合、形状維持層は金属層であってよい。金属層としては、金属箔を用いてもよい。金属箔は例えば銅、銀、チタン、アルミニウム、またはステンレスを含んで成るものであってよい。当該ステンレスは、例えば「ＪＩＳ Ｇ ０２０３ 鉄鋼用語」に規定されているステンレス鋼のことを指しており、クロムまたはクロムとニッケルとを含有する合金鋼であってよい。例えば、形状維持層は金属を部分的に含んでいてもよく、その場合、金属はフィラーとして形状維持層に含まれていてもよい。金属として形状維持層に含まれるフィラーは、金属粒子または酸化金属粒子であってよい。

形状維持層を被覆部に設ける方法は、特に限定されない。例えば、形状維持層の原料（例えば、樹脂とフィラーを用いる場合、樹脂とフィラーとを予め練合わせてコンパウンド化したものをシート状にした部材）を被覆部に設けて、次いで熱硬化等に付して形状維持層を成形してもよい。または、予め成形した形状維持層を被覆部に設けてもよい。

熱膨張係数には、「線膨張係数」および「体積膨張係数」の２種類の熱膨張係数があるが、本発明における熱膨張係数は「線膨張係数」を意味する。本発明における熱膨張係数は、例えば熱機械分析装置（ＴＭＡ）を用いて測定してよい。熱膨張係数は、ＪＩＳ ７１９７：２０１２「プラスチックの熱機械分析による線膨脹率試験方法」、ＪＩＳ Ｚ２２８５：２００３「金属材料の線膨張係数の測定方法」、およびＪＩＳ Ｃ ６４８１「プリント配線板用銅張積層板試験方法」に準拠した方法で得られた値であってよい。

なお、本明細書における「熱膨張係数」とは、０℃以上３００℃以下の温度範囲において測定された平均線熱膨張係数であってよい。

形状維持層の熱膨張係数は、好ましくは１ｐｐｍ／℃以上２５ｐｐｍ／℃以下であり、より好ましくは５ｐｐｍ／℃以上２５ｐｐｍ／℃以下であり、さらに好ましくは５ｐｐｍ／℃以上１５ｐｐｍ／℃以下であり、特に好ましくは７ｐｐｍ／℃以上１３ｐｐｍ／℃以下であってよい。形状維持層の熱膨張係数が上記範囲内である場合、固体電池パッケージの他の部材（特に基板）との熱膨張収縮差を小さく調整し易くなる。したがって、固体電池パッケージ全体が反ることをより抑制または減じ易くなる。

形状維持層の熱膨張係数は、形状維持層として用いた材料の熱膨張係数であってもよい。例えば、形状維持層の熱膨張係数は、固体電池パッケージに設ける前の段階の形状維持層（例えば、形状維持層を作成する際に使用した基板または金属箔等の材料単独の状態）を、上記で例示した測定方法に従い測定することで得られる熱膨張係数の値であってもよい。または、固体電池パッケージより取り出した形状維持層を用いて、上記で例示した測定方法に従い測定することで得られる熱膨張係数の値であってもよい。

形状維持層の熱膨張係数は、好ましくは基板の熱膨張係数の０．１倍以上２．５倍以下、より好ましくは０．５倍以上２．５倍以下、さらに好ましくは０．５倍以上１．５倍以下、特に好ましくは０．７倍以上１．３倍以下であってよい。形状維持層の熱膨張係数と基板の熱膨張係数の例としては、例えば基板の熱膨張係数が１０ｐｐｍ／℃に対し、形状維持の熱膨張係数が好ましくは０．１ｐｐｍ／℃以上２５ｐｐｍ／℃以下、より好ましくは０．５ｐｐｍ／℃以上２５ｐｐｍ／℃以下、さらに好ましくは５ｐｐｍ／℃以上１５ｐｐｍ／℃以下、特に好ましくは７ｐｐｍ／℃以上１３ｐｐｍ／℃以下であってよい。形状維持層の熱膨張係数が上記範囲内である場合、固体電池パッケージ全体が反ることをより抑制または減じ易くなる。

形状維持層の熱膨張係数は、被覆部の熱膨張係数よりも小さくてもよい。具体的には、形状維持層の熱膨張係数は、被覆部の熱膨張係数よりも１０ｐｐｍ／℃以上５０ｐｐｍ以下の範囲で小さくてもよく、好ましくは２０ｐｐｍ／℃以上５０ｐｐｍ以下の範囲、より好ましくは３０ｐｐｍ／℃以上５０ｐｐｍ以下の範囲で小さくてもよい。形状維持層の熱膨張係数が上記範囲内である場合、固体電池パッケージ全体が反ることをより抑制または減じ易くなる。

形状維持層４０それ自体が、他のパッケージ構成部材（特に被覆部６０）と比べて変形し難い層であってよい。そのような形状維持層４０を被覆部６０に設けることによって、被覆部６０は形状維持層４０の存在により熱膨張収縮が抑制され易くなる。換言すると、形状維持層４０が設けられた被覆部６０は、相対的に全体として熱膨張収縮が小さくなり易い。したがって、形状維持層４０が設けられた被覆部６０と基板１０との熱膨張収縮との差が相対的に小さくなり易い。つまり、温度変化がもたらされたとしても、基板１０の熱膨張収縮と被覆部６０の熱膨張収縮との差に起因する固体電池パッケージ２００の変形を抑制できる。

形状維持層のヤング率は、好ましくは１．０ＧＰａ以上４５０ＧＰａ以下であり、より好ましくは５．０ＧＰａ以上４５０ＧＰａ以下であり、さらに好ましくは１０ＧＰａ以上４５０ＧＰａ以下であり、特に好ましくは２０ＧＰａ以上４５０ＧＰａ以下であってよい。ヤング率の測定方法としては、動的粘弾性測定、引張試験、圧縮試験、ねじり試験、共振法、超音波パルス法、振子法等を用いてもよい。例えば、ヤング率の値はＪＩＳ規格（ＪＩＳ Ｃ ６４８１「プリント配線板用銅張積層板試験方法」、ＪＩＳ Ｋ ７２４４「プラスチックの動的機械特性の試験方法」、ＪＩＳ Ｋ ７１６１「プラスチック－引張特性の求め方」、ＪＩＳ Ｋ７１７１：２０１６「プラスチック－曲げ特性の求め方」、ＪＩＳ Ｋ ７１８１「プラスチック－圧縮特性の求め方」、またはＪＩＳ Ｚ２２４１：２０１１「金属材料引張試験方法」等）に準拠した方法で得られる値を用いる。形状維持層のヤング率が上記範囲内である場合、固体電池パッケージの強度が向上し得る。したがって、固体電池パッケージの外部および／または内部から力が作用しても、固体電池パッケージはその形状をより維持し易くなる。

形状維持層の厚みは、好ましくは２０μｍ以上５００μｍ以下であり、より好ましくは２０μｍ以上３００μｍ以下、さらに好ましくは５０μｍ以上３００μｍ以下、特に好ましくは５０μｍ以上１５０μｍ以下であってよい。形状維持層の厚みが上記範囲内である場合、固体電池パッケージ全体が反ることをより減じつつ、固体電池パッケージ全体のサイズが小さくなり得る。すなわち、両者のバランスがより好適にとれた固体電池パッケージと成り易い。

［被覆部］
被覆部６０は、図１に示すように、固体電池１００の主面１００Ａおよび側面１００Ｂを覆うように設けられる層である。図１に示されるように、固体電池の頂面１００Ａおよび側面１００Ｂを少なくとも覆うように被覆部６０が設けられ、基板１０上の固体電池１００が被覆部６０によって全体として大きく包み込まれている。被覆部６０の材質は、絶縁性を呈するものであればいずれの種類であってよい。例えば被覆部６０が樹脂を含んでいてよく、その樹脂は熱硬化性樹脂または熱可塑性樹脂のいずれであってもよい。被覆部６０には無機フィラーが含まれていてよい。あくまでも１つの例示にすぎないが、被覆部６０は、ＳｉＣなどの無機フィラーを含有したエポキシ系の樹脂から構成されていてよい。図１に示すように、被覆部６０が固体電池１００の周囲を覆う部材として捉えると、被覆部６０は、固体電池１００を被覆する絶縁層と、形状維持層を有すると言える。

本発明の固体電池パッケージ２００は、基板１０上に設けられた固体電池１００が全体的に包囲されるように被覆部６０で覆われていてよい。つまり、基板１０上の固体電池１００の頂面１００Ａおよび側面１００Ｂが被覆部６０で包囲されるようにパッケージ化されている。このような構成では、固体電池を成す全ての面が外部に露出することがなく、水蒸気透過防止を図ることができる。

本発明の固体電池パッケージ２００は種々の態様で具現化され得る。例えば、以下の態様を採ってもよい。

本発明の一実施形態では、図３に示すように、基板１０と、基板１０に設けられた固体電池１００と、固体電池１００を覆うように設けられた被覆部６０とを備え、被覆部６０に形状維持層４０が含まれている。特に、被覆部６０が、被覆絶縁層３０と被覆絶縁層３０上の被覆無機層５０を有する。これにより被覆絶縁層３０と被覆無機層５０とが互いに相まって水蒸気透過防止がより好適に図られることになる。ある好適な態様では、被覆絶縁層３０と被覆無機層５０との間に形状維持層４０が配置されている。

図３は、基板１０に設けられた固体電池１００が、被覆部６０として被覆絶縁層３０および被覆無機層５０で覆われた一実施形態を示す。なお、被覆部６０は、被覆絶縁層３０と被覆絶縁層３０上の被覆無機層５０とから少なくとも構成されていてよい。

［被覆絶縁層］
被覆絶縁層３０は、固体電池１００の頂面１００Ａおよび側面１００Ｂを少なくとも覆うように設けられた層であってよい。図３に示されるように、基板１０上に設けられた固体電池１００は被覆絶縁層３０によって全体として大きく包み込まれるようになっていてよい。ある好適な態様では、固体電池１００の頂面１００Ａおよび側面１００Ｂにおける全電池面領域（少なくとも電池“頂面”領域および電池“側面”領域についていえば全て）に被覆絶縁層３０が設けられている。

被覆絶縁層３０は樹脂層に相当することが好ましい。つまり、被覆絶縁層３０は樹脂を含んで成り、それが当該層の母材を成すようになっていることが好ましい。図３で示される態様から分かるように、これは基板１０上に設けられた固体電池１００が被覆絶縁層３０の樹脂で封止されていることを意味している。このような樹脂から成る被覆絶縁層３０は、被覆無機層５０と相俟って水蒸気バリアに資する。

被覆絶縁層の材質は、絶縁性を呈するものであればいずれの種類であってよい。例えば被覆絶縁層が樹脂を含んで成る場合、その樹脂は熱硬化性樹脂または熱可塑性樹脂のいずれであってもよい。特に制限されるわけではないが、被覆絶縁層の具体的な樹脂としては、例えばエポキシ系樹脂、シリコーン系樹脂および／または液晶ポリマーなどを挙げることができる。あくまでも例示にすぎないが、被覆絶縁層の厚みは、３０μｍ以上１０００μｍ以下であってよく、例えば５０μｍ以上３００μｍ以下である。

被覆絶縁層の熱膨張係数は、好ましくは０．１ｐｐｍ／℃以上５０ｐｐｍ／℃以下であり、より好ましくは０．１ｐｐｍ／℃以上２５ｐｐｍ／℃以下であり、さらに好ましくは１ｐｐｍ／℃以上２５ｐｐｍ／℃以下であり、特に好ましくは１ｐｐｍ／℃以上１５ｐｐｍ／℃以下であってよい。被覆絶縁層の熱膨張係数が上記範囲内である場合、固体電池パッケージ全体が反ることを防止する効果が顕在化し易い。

本発明の固体電池パッケージは以下の態様をとってもよい。例えば、平面視において、形状維持層４０の外輪郭と被覆絶縁層３０の外輪郭とが互いに重なっていてよい。換言すると、平面視において、形状維持層４０を形作る辺と被覆絶縁層３０を形作る辺とが互いに重なっていてよい。寸法の観点では、平面視において、形状維持層４０のある一方の長さと被覆絶縁層３０の当該一方の方向の長さが略同じであってよく、形状維持層４０の他方（例えば上記一方の方向と直交を成す方向）の長さと被覆絶縁層３０の当該他方の長さが略同じであってよい。図３に示すように、断面視において、形状維持層４０の幅寸法と被覆絶縁層３０の幅寸法とが略同じであってよい。このような構成を採ることにより、形状維持層４０が被覆絶縁層３０全体に亘って覆うような形態となり、被覆絶縁層３０全体の熱膨張収縮をより抑えることができる。したがって、部材間の熱膨張収縮差による反り変形をより抑制または減じ易くなる。

固体電池パッケージ２００の変形をより減じる観点から、本発明の固体電池パッケージはさらに以下の態様をとってもよい。例えば、平面視において、形状維持層４０と被覆絶縁層３０と基板１０のそれぞれの外輪郭が互いに重なっていてよく、形状維持層４０と被覆絶縁層３０と基板１０のそれぞれの形状を形づくる辺が互いに重なっていてよい。寸法の観点では、平面視において、形状維持層４０と被覆絶縁層３０と基板１０のそれぞれのある一方の方向の長さが略同じであってよく、形状維持層４０と被覆絶縁層３０と基板１０の他方の方向（例えば上記一方の方向と直交を成す方向）の長さが略同じであってよい。図３に示すように、断面視において、形状維持層４０と被覆絶縁層３０と基板１０の幅寸法が略同じであってよい。このような構成を採ることにより、形状維持層４０が被覆絶縁層３０全体に亘って覆うような形態となり、被覆絶縁層３０全体の熱膨張収縮をより抑えることができる。さらに、形状維持層４０が基板１０と同じ寸法を採り得るため、形状維持層４０と基板１０とが熱膨張収縮した際の変形量が略同一となる。したがって、形状維持層４０と基板１０との間の熱膨張収縮の差がさらに減じられ得る。したがって、部材間の熱膨張収縮差による反り変形をより抑制または減じ易くなる。

固体電池パッケージの変形をより減じる観点から、被覆絶縁層と形状維持層は以下の関係を有していてもよい。

形状維持層の熱膨張係数は、被覆絶縁層の熱膨張係数よりも小さくてもよい。具体的には、形状維持層の熱膨張係数は、被覆絶縁層の熱膨張係数よりも１０ｐｐｍ／℃以上５０ｐｐｍ以下の範囲で小さくてもよく、好ましくは２０ｐｐｍ／℃以上５０ｐｐｍ以下の範囲、より好ましくは３０ｐｐｍ／℃以上５０ｐｐｍ以下の範囲で小さくてもよい。形状維持層の熱膨張係数が上記範囲内である場合、固体電池パッケージの部材間の熱膨張収縮差がより小さく成り易くなる。固体電池パッケージ全体が反ることをより抑制または減じ易くなる。

形状維持層それ自体が、他のパッケージ構成部材と比べて変形し難い層であってよい。例えば、形状維持層は、被覆絶縁層よりも剛性が高くてもよい。ある好適な態様では、形状維持層は、被覆絶縁層よりも高いヤング率を有している。例えば、形状維持層のヤング率は、被覆絶縁層のヤング率よりも、１ＧＰａ以上４５０ＧＰａ以下の範囲で高くてもよく、好ましくは１０ＧＰａ以上４５０ＧＰａ以下、より好ましくは５０ＧＰａ以上４５０ＧＰａ以下、さらに好ましくは１００ＧＰａ以上４５０ＧＰａ以下の範囲で高くてもよい。ヤング率が上記範囲内の形状維持層を固体電池パッケージに設けることによって、形状維持層の存在により被覆絶縁層の剛性を高めることができるため、固体電池パッケージの変形をより抑制し易くなる。

［被覆無機層］
被覆無機層５０は、被覆絶縁層３０を覆うように設けられている。図３に示されるように、被覆無機層５０は、被覆絶縁層３０上に位置付けられているので、被覆絶縁層３０とともに、基板１０上の固体電池１００を全体として大きく包み込む形態を有している。

被覆無機層５０は、薄膜形態を有することが好ましい。薄膜形態を有する無機層に資するものであれば、被覆無機層５０の材質は特に制限されず、金属、ガラス、酸化物セラミックスまたはそれらの混合物などであってもよい。ある好適な態様では被覆無機層５０が金属成分を含んで成っている。つまり、被覆無機層５０が好ましくは金属薄膜となっている。あくまでも例示にすぎないが、このような被覆無機層の厚みは、０．１μｍ以上１００μｍ以下であってよく、例えば１μｍ以上５０μｍ以下である。被覆無機層５０は、その厚みから被覆無機膜と称し得る。

特に製法に依拠していえば、被覆無機層５０は、乾式めっき膜であってよい。かかる乾式めっき膜は、物理的気相成長法（ＰＶＤ）や化学的気相成長法（ＣＶＤ）といった気相法で得られる膜であって、ナノオーダーまたはミクロンオーダーの非常に小さい厚みを有している。このような薄い乾式めっき膜は、よりコンパクトなパッケージ化に資する。

乾式めっき膜は、例えば、アルミニウム（Ａｌ）、ニッケル（Ｎｉ）、パラジウム（Ｐｄ）、銀（Ａｇ）、スズ（Ｓｎ）、金（Ａｕ）、銅（Ｃｕ）、チタン（Ｔｉ）、白金（Ｐｔ）、ケイ素／シリコン（Ｓｉ）およびＳＵＳなどから成る群から選択される少なくとも１種の金属成分・半金属成分、無機酸化物ならびに／またはガラス成分などから成るものであってよい。このような成分から成る乾式めっき膜は、化学的および／または熱的に安定するので、耐薬品性、耐候性および／また耐熱性などに優れ、長期信頼性がより向上した固体電池がもたらされ得る。

被覆無機層５０は、水蒸気バリア膜として機能し得る。つまり、固体電池１００への水分進入を阻止するバリアとして供されるように被覆無機層５０が固体電池１００の頂面１００Ａおよび側面１００Ｂを覆っている。本明細書でいう「バリア」とは、広義には、外部環境の水蒸気が被覆無機層を通過して固体電池にとって不都合な特性劣化を引き起す、といったことがない程度の水蒸気透過の阻止特性を有することを意味しており、狭義には、水蒸気透過率が５．０×１０^－３ｇ／（ｍ^２・Ｄａｙ）未満となっていることを意味している。よって、端的にいえば、水蒸気バリア膜は、好ましくは０以上５×１０^-3ｇ／（ｍ²・Ｄａｙ）未満の水蒸気透過率を有している。なお、本明細書でいう「水蒸気透過率」は、ＭＯＲＥＳＣＯ社製、型式ＷＧ－１５Ｓのガス透過率測定装置を用い、測定条件は８５℃ ８５％ＲＨ、ＭＡ法によって得られた透過率のことを指している。

被覆無機層５０はスパッタ膜となっていてもよい。つまり、被覆絶縁層３０を覆うように設けられる乾式めっき膜としてスパッタリング薄膜が設けられている。

スパッタ膜は、スパッタリングによって得られる薄膜である。つまり、ターゲットにイオンをスパッタリングしてその原子を叩き出して被覆絶縁層３０上に堆積させた膜が被覆無機薄膜として用いられている。

かかるスパッタ膜は、ナノオーダーないしはマイクロオーダーの非常に薄い形態を有しつつも、緻密および／または均質な膜となるので、固体電池のための水蒸気透過バリアに好ましい。また、スパッタ膜は、原子堆積により成膜されたものゆえ付着力が比較的高く、被覆無機薄膜とより好適に一体化し得る。よって、スパッタ膜は、被覆絶縁層３０とともに固体電池のための水蒸気バリア膜をより構成し易い。つまり、被覆絶縁層３０とともに固体電池の頂面１００Ａおよび側面１００Ｂを少なくとも覆うように設けられているスパッタ膜は、外部環境の水蒸気が固体電池へと進入しないためのバリアとして供され得る。

ある好適な態様では、スパッタ膜は、例えばＡｌ（アルミニウム）、Ｃｕ（銅）およびＴｉ（チタン）から成る群から選択される少なくとも１種を含んで成り、その膜厚は、１μｍ以上１００μｍ以下、例えば５μｍ以上５０μｍ以下である。また、特に限定されるわけではないが、スパッタ膜は、固体電池の頂面に位置する局所箇所および側面に位置する局所箇所のいずれであっても実質的に同じ厚さ寸法を有していていることが好ましい。外部環境の水蒸気の電池浸入をパッケージ品全体としてより均一に防止できるからである。

なお、このようなスパッタ膜に代表される乾式めっき膜は、水蒸気バリアの観点から、より好適な厚みで実現することができる。例えば、スパッタリングの回数を相対的に増やすことでより厚い膜として供すことができる一方、スパッタリングの回数を相対的に減らすことでより薄い膜として供することもできる。また、例えばスパッタリングに際してターゲットの種類を変えることなどを通じて積層構造を備えた被覆無機層として供すこともできる。換言すれば、被覆無機層は、少なくとも２層から成る複数層構造として設けることもできる。複数層構造は、特に異種材間に限らず、同種材間であってもよい。

乾式めっき膜上には湿式めっき膜が設けられてもよい。湿式めっき膜は、乾式めっき膜よりも成膜速度が一般に速い。したがって、厚みの大きい膜を被覆無機層として設ける場合などにおいては、乾式めっき膜を湿式めっき膜と組み合わせることで効率的な膜形成を行ってもよい。

［基板］
本発明の固体電池パッケージ２００において、基板１０は、固体電池１００が支持されるように設けられるパッケージ部材であってよい。つまり、固体電池１００の一方の主面側（頂面を成す主面とは反対側の主面）により近位に設けられる基板１０が支持基板となっていてよい。図１に示されるように、基板１０は、例えば固体電池１００よりも大きい主面を有している。また、基板１０は、樹脂基板であってよく、あるいは、セラミック基板であってもよい。端的にいえば、基板１０は、プリント基板、フレキシブル基板、ＬＴＣＣ基板、またはＨＴＣＣ基板などに属するものであってよい。

基板１０がセラミック基板である場合、基板１０はセラミックを含んで成り、それが基板の母材成分を占めるようになっている。セラミックから成る基板は、水蒸気透過防止に資するところ、基板実装における耐熱性などの点でも好ましい基板である。このようなセラミラック基板は、焼成を通じて得ることができ、例えばグリーンシート積層体の焼成によって得ることができる。

基板１０は、好ましくは、パッケージ化された固体電池の外部端子のための部材となっている。つまり、基板１０が固体電池１００の外部端子のための端子基板となっているともいえる。このような基板を備えた固体電池パッケージは、基板が介在する形態で固体電池をプリント配線板などの別の２次基板上に実装できる。例えば、半田リフローなどを通じて、基板を介して固体電池を表面実装できる。このようなことから、本発明の固体電池パッケージは、好ましくは、ＳＭＤ（ＳＭＤ：Surface Mount Device）タイプの電池パッケージとなっている。

端子基板ゆえ、配線や電極層など有していることが好ましく、特に、基板は上下主面間を電気的に結線する電極層を備えていてよい。つまり、ある好適な態様に係る基板１０は、当該基板の上下主面を電気的に結線する電極層を備え、固体電池パッケージ２００の外部端子のための部材となっている。このような基板を備えた固体電池パッケージ２００では、基板の電極層と固体電池の端子部分とが互いに接続されている。具体的には、基板１０の電極層と固体電池１００の端面電極１４０とが互いに電気的に接続されている。例えば、固体電池の正極側の端面電極が、基板の正極側の電極層と電気的に接続される一方、固体電池の負極側の端面電極が、基板の負極側の電極層と電気的に接続される。このように電気的に接続することで、基板の正極側および負極側の電極層が、それぞれ、固体電池パッケージ２００の正極端子および負極端子として供されることになる。

基板（特に基板の母材）の熱膨張係数は、好ましくは０．１ｐｐｍ／℃以上５０ｐｐｍ／℃以下であり、より好ましくは０．１ｐｐｍ／℃以上２５ｐｐｍ／℃以下であり、さらに好ましくは５ｐｐｍ／℃以上２５ｐｐｍ／℃以下であり、特に好ましくは５ｐｐｍ／℃以上１５ｐｐｍ／℃以下であってよい。基板の熱膨張係数が上記範囲内である場合、基板と形状維持層との熱膨張収縮差がより減じられ易くなる。つまり、固体電池パッケージ全体が反ることを防止する効果がより顕在化し易い。

基板の厚みは、好ましくは２０μｍ以上５００μｍ以下であり、より好ましくは２０μｍ以上３００μｍ以下、さらに好ましくは５０μｍ以上３００μｍ以下、特に好ましくは５０μｍ以上２００μｍ以下であってよい。基板１０の厚みが上記範囲内である場合、固体電池パッケージ全体が反ることをより抑制または減じつつ、固体電池パッケージ２００全体のサイズを小さくし得る。すなわち、両者のバランスを好適にとれた固体電池パッケージと成り易い。

固体電池パッケージの変形をより減じる観点から、本発明の固体電池パッケージは以下の態様をとってもよい。例えば、平面視において、形状維持層４０の外輪郭と基板１０の外輪郭とが互いに重なっていてよい。換言すると、平面視において、形状維持層４０を形作る辺と基板１０を形作る辺とが互いに重なっていてよい。寸法の観点では、平面視において、形状維持層４０のある一方の長さと基板１０の当該一方の長さが略同じであってよく、形状維持層４０の他方（例えば上記一方の方向と直交を成す方向）の長さと基板１０の当該他方の長さが略同じであってよい。断面視において、形状維持層４０の幅寸法と基板１０の幅寸法とが略同じであってよい。このような構成を採ることにより、形状維持層４０が基板１０と同じ寸法を採り得るため、形状維持層４０と基板１０とが熱膨張収縮した際の変形量が略同一となる。したがって、形状維持層４０と基板１０との間の熱膨張収縮の差がさらに減じられ得る。したがって、部材間の熱膨張収縮差による反り変形をより抑制または減じ易い。

基板１０がセラミック基板となる場合、基板１０の水蒸気透過防止の効果が奏され易くなる。基板が水蒸気バリア特性を有する場合、図３のように、固体電池１００の上方側および側方側からの水蒸気透過が主に被覆絶縁層３０および被覆無機層５０によって防止され得る一方、固体電池１００の下方側（底側）からの水蒸気透過は主に基板１０によって防止され得る。基板１０が好ましくは端子基板であることに鑑みれば、固体電池１００の下方側（底側）からの水蒸気透過防止は主に端子基板によって為されているといえる。

本発明の一実施形態では、基板１０は多層配線板の形態を有していてもよい。つまり、配線が複数層から成るような基板によって固体電池が支持されていてもよい。例えば、図４に示すように、基板１０が、インナービアホール１４を少なくとも有する多層配線板から成っていてよい。図示される基板１０、すなわち、基板１０においては、基板内部に配線層１５が形成されているとともに、インナービアホール１４によって上下の配線層１５同士が接続されている。このように基板１０が多層配線を有していると、パッケージ品として外部端子の設計自由度が増すことになる。つまり、電池パッケージ品の底面の任意の箇所に外部端子を位置付けることができる。

本発明は、種々の態様で具現化され得る。

＜＜製造時における変形抑制の態様＞＞
かかる態様では、製造時において生じ得る固体電池パッケージおよび／またはそれを構成する部材の変形を形状維持層で減じる。例えば、製造時においては、固体電池パッケージを構成する部材を形成する工程などが、熱変化を伴い、パッケージ構成部材間に熱膨張収縮差をもたらし得る。このような工程中に生じる熱膨張収縮差は、固体電池パッケージおよび／またはそれを構成する部材の変形の要因となり得る。したがって、パッケージ製造に際して形状維持層を供することで、製造時の熱膨張収縮差に起因した変形を抑制または減じる。製造時における態様の例としては例えば以下を挙げることができる。

（樹脂硬化時における変形抑制の態様）
固体電池パッケージには樹脂部材が含まれ得るところ、その形成は熱変化を一般に伴い、パッケージ構成部材間に熱膨張収縮差がもたらされ得る。例えば、樹脂部材を硬化によって形成するために加熱処理などが行われ得るが、それによりパッケージ構成部材間に熱膨張収縮差が生じ得る。

固体電池パッケージの被覆部が被覆絶縁層と被覆無機層とから構成され、被覆絶縁層を樹脂層として設ける場合、樹脂層はその前駆体の硬化によって形成してよい。かかる場合、樹脂層の前駆体に対して形状維持層を設け、形状維持層とともに樹脂層の前駆体を硬化させてよい。このような被覆絶縁層の形成に際しては、形状維持層が存在するので、前駆体から被覆絶縁層が形成される際の熱膨張収縮差に起因したパッケージ変形が抑制または減じられる。

＜＜表面実装時における変形抑制の態様＞＞
固体電池パッケージを外部基板に表面実装する際には、リフロー処理などの加熱処理が行われる。つまり、リフロー処理は熱変化を一般に伴い、パッケージ構成部材間に熱膨張収縮差をもたらし得る。例えば、はんだを介して固体電池パッケージを外部基板へと実装するリフロー処理は、そのピーク温度が約２６０℃にまで達する。よって、リフロー処理に際しては固体電池パッケージに大きな温度変化がもたらされ得る。

本発明の固体電池パッケージは、その内部に形状維持層が設けられているので、このようなリフロー処理の大きな温度変化に対しても変形が抑制または減じられる。つまり、固体電池パッケージに含まれている形状維持層によって、リフロー処理時の熱膨張収縮差に起因したパッケージ変形などが、より効果的に抑制または減じられる。

＜＜使用時における変形抑制の態様＞＞
固体電池パッケージは、その使用に際して充放電が行われたり、あるいは、高温環境下または低温環境下などに置かれたりする。

例えば充電時では、固体電池の電極間の電気化学反応に起因して熱が発生し得、固体電池パッケージが熱変化を伴うことになる。つまり、充電時において、そのような熱変化によってパッケージ構成部材間に熱膨張収縮差がもたらされる場合がある。本発明の固体電池パッケージは、その内部にて形状維持層が設けられているので、このような充電時の温度変化に起因する変形は抑制または減じられる。つまり、固体電池パッケージに含まれている形状維持層によって、充電時の熱膨張収縮差に起因したパッケージ変形などが、より効果的に抑制または減じられる。

また、固体電池パッケージがより高い温度環境下に置かれたり、あるいは、より低い温度環境下に置かれたりする場合も固体電池パッケージが熱変化を伴う。つまり、固体電池パッケージの使用時の温度環境に起因した熱変化によってパッケージ構成部材間に熱膨張収縮差がもたらされる場合がある。これにつき、本発明の固体電池パッケージは、その内部にて形状維持層が設けられているので、このような周囲環境の温度変化に起因する変形が抑制または減じられる。つまり、固体電池パッケージに含まれている形状維持層によって、温度環境変化による熱膨張収縮差に起因したパッケージ変形などは、より効果的に抑制または減じられる。

［固体電池パッケージの製造方法］
本発明のパッケージ品は、正極層、負極層、およびそれらの電極間に固体電解質を有する電池構成単位を含んだ固体電池を調製し、次いで、その固体電池をパッケージ化するプロセスを経ることで得ることができる。

本発明の固体電池パッケージの製造は、パッケージ化の前段階に相当する固体電池自体（以下では、「パッケージ前電池」とも称する）の製造と、基板の調製と、パッケージ化とに大きく分けることができる。

≪パッケージ前電池の製造方法≫
パッケージ前電池は、スクリーン印刷法等の印刷法、グリーンシートを用いるグリーンシート法、またはそれらの複合法により製造することができる。つまり、パッケージ前電池自体は、常套的な固体電池の製法に準じて作製してよい（よって、下記で説明する固体電解質、有機バインダ、溶剤、任意の添加剤、正極活物質、負極活物質などの原料物質は、既知の固体電池の製造で用いられるものを使用してよい）。

以下では、本発明のより良い理解のために、ある１つの製法を例示説明するが、本発明は当該方法に限定されない。また、以下の記載順序など経時的な事項は、あくまでも説明のための便宜上のものにすぎず、必ずしもそれに拘束されない。

（積層体ブロック形成）
・固体電解質、有機バインダ、溶剤および任意の添加剤を混合してスラリーを調製する。次いで、調製されたスラリーから、焼成によって固体電解質を含んで成るシートを形成する。
・正極活物質、固体電解質、導電性材料、有機バインダ、溶剤および任意の添加剤を混合して正極用ペーストを作製する。同様にして、負極活物質、固体電解質、導電性材料、有機バインダ、溶剤および任意の添加剤を混合して負極用ペーストを作製する。
・シート上に正極用ペーストを印刷し、また、必要に応じて集電層および／またはネガ層を印刷する。同様にして、シート上に負極用ペーストを印刷し、また、必要に応じて集電層および／またはネガ層を印刷する。
・正極用ペーストを印刷したシートと、負極用ペーストを印刷したシートとを交互に積層して積層体を得る。なお、積層体の最外層（最上層および／または最下層）についていえば、それが電解質層でも絶縁層でもよく、あるいは、電極層であってもよい。

（電池焼成体形成）
積層体を圧着一体化させた後、所定のサイズにカットする。得られたカット済み積層体を脱脂および焼成に付す。これにより、焼成積層体を得る。なお、カット前に積層体を脱脂および焼成に付し、その後にカットを行ってもよい。

（端面電極形成）
正極側の端面電極は、焼成積層体における正極露出側面に対して導電性ペーストを塗布することを通じて形成できる。同様にして、負極側の端面電極は、焼成積層体における負極露出側面に対して導電性ペーストを塗布することを通じて形成できる。正極側および負極側の端面電極は、焼成積層体の主面にまで及ぶように設けてよい。次工程において基板の主面電極層に小面積で接続できるからである（より具体的には、焼成積層体の主面にまで及ぶように設けられた端面電極は、折り返し部分を当該主面に有するが、そのような折り返し部分を基板の主面電極層に対して電気接続させることができる）。端面電極の成分としては、銀、金、プラチナ、アルミニウム、銅、スズおよびニッケルから選択される少なくとも一種から選択され得る。

なお、正極側および負極側の端面電極は、積層体の焼成後に形成することに限らず、焼成前に形成し、同時焼成に付してもよい。

以上の如くの工程を経ることによって、最終的に所望のパッケージ前電池を得ることができる。

≪基板の調製≫
（樹脂基板）
基板が樹脂基板である場合、その調製は、複数の層を積層して加熱および加圧処理することによって行ってよい。例えば、基材となる繊維布および／または紙などに樹脂原料が含浸して構成された少なくとも１つの樹脂シートと、少なくとも１つの金属シート（例えば金属箔のシート）とを用意し、それらを互いに重ね合わせて基板前駆体を形成する。次いで、基板前駆体をプレス機で加熱および加圧に付すことによって樹脂基板を得ることができる。

電気的に結線する基板主面に設けられる主面電極層は、適宜パターニング処理されてよい。

（セラミック基板）
基板がセラミック基板である場合、その調製は、例えば、複数のグリーンシートを積層して焼成することを通じて行ってよい。

セミラック基板はビアおよび／またはランドを有していてよい。このような場合、例えば、グリーンシートに対してパンチプレスまたは炭酸ガスレーザなどによって孔を形成し、その孔に導電性ペースト材料を充填したり、あるいは、印刷法などを実施することを通じてビア、ランドおよび／または配線層などの導電性部分／配線の前駆体を形成してよい。次いで、そのようなグリーンシートを所定の枚数重ねて熱圧着することによってグリーンシート積層体を形成し、グリーンシート積層体を焼成に付すことによって、セラミック基板を得ることができる。なお、ランドなどは、グリーンシート積層体の焼成後において形成することもできる。

以上のような工程を経ることによって、最終的に所望の基板を得ることができる。

≪パッケージ化≫
パッケージ化に際しては、上記で得られた電池および基板が用いられる。図５（Ａ）～（Ｄ）には、パッケージ化によって本発明の固体電池を得る工程が模式的に示されている。

まず、図５（Ａ）および（Ｂ）に示すように基板１０上にパッケージ前電池１００を配置する。つまり、基板１０上に“パッケージ化されていない固体電池”を配置する（以下、パッケージ化に用いる電池を単に「固体電池」とも称する）。

好ましくは、基板１０の導電性部分と固体電池１００の端面電極とが互いに電気的に接続されるように固体電池１００を基板１０上に配置する。一実施形態では、導電性ペーストを基板１０上に供し、それによって、基板１０の導電性部分と固体電池１００の端面電極とを互いに電気的に接続してよい。より具体的に例示説明すると、基板表面における正極側実装ランドと固体電池１００の正極側の端面電極の折り返し部分とが整合するとともに、負極側実装ランドと固体電池の負極側の端面電極の折り返し部分とが整合するように位置合わせを行い、導電性ペースト（例えばＡｇ導電性ペースト）を用いて接合結線してもよい。このような接合材は、Ａｇ導電ペーストの他、ナノペーストや合金系ペースト、ロー材など、形成後にフラックスなどの洗浄を必要としない導電性ペーストであれば、それを用いることができる。

次いで、図５（Ｃ）に示すように、基板１０上の固体電池１００が覆われるように被覆部６０を供する。具体的には、基板１０に配置された固体電池１００の頂面１００Ａおよび側面１００Ｂが覆われるように被覆部６０を供する。

被覆部６０を供した後、図５（Ｄ）に示すように、被覆部６０に形状維持層４０を供する。形状維持層４０が樹脂を含む層である場合、形状維持層４０の代わりに形状維持層前駆体を設けてもよい。一実施形態では、形状維持層４０を被覆部６０に供する際、形状維持層４０を固体電池１００よりも上方に供してもよい。固体電池１００よりも上方であれば、形状維持層４０を供する箇所は特に制限されない。例えば、形状維持層４０の一部を固体電池パッケージ２００の頂面２００Ａに埋設して位置づけてもよい。または、形状維持層４０は、形状維持層４０全体を被覆部６０中に埋設して位置付けてもよい。形状維持層４０全体を被覆部６０中に埋設して位置付ける場合、例えば、形状維持層４０を固体電池パッケージ２００の頂面２００Ａに相対的に近位に位置付けてもよく、または形状維持層４０を固体電池１００に相対的に近位に位置付けてもよい。

被覆部６０に形状維持層４０を供した後、被覆部６０と形状維持層４０とを同時に熱硬化する。ある好適な態様では、金型で加圧に付すことを通じて被覆部６０の成型を行ってもよい。

被覆部６０として、被覆絶縁層３０および被覆無機層５０を用いる場合、以下の実施態様を採り得る。

図６（Ａ）～（Ｂ）に関しては、上記で説明した図５（Ａ）～（Ｂ）と同様の工程である。つまり、図６（Ａ）～（Ｂ）の工程を経ることで、基板１０上に配置された固体電池１００を得る。

次いで、図６（Ｃ）に示すように、基板１０上の固体電池１００が覆われるように被覆絶縁層３０を供する。具体的には、基板１０に配置された固体電池１００の頂面１００Ａおよび側面１００Ｂが覆われるように被覆絶縁層３０を供する。被覆絶縁層３０が樹脂を含む層である場合、被覆絶縁層３０の代わりに被覆絶縁層前駆体を基板１０上に設けてもよい。

被覆絶縁層３０を供した後、図６（Ｄ）に示すように、被覆絶縁層３０に形状維持層４０を供する。形状維持層４０が樹脂を含む層である場合、形状維持層４０の代わりに形状維持層前駆体を設けてもよい。一実施形態では、形状維持層４０を被覆絶縁層３０に供する際、形状維持層４０を固体電池１００よりも上方に供してもよい。固体電池１００よりも上方であれば、形状維持層４０を供する箇所は特に制限されない。例えば、形状維持層４０の一部を固体電池パッケージ２００の頂面２００Ａに埋設して位置づけてもよい。または、形状維持層４０は、形状維持層４０全体を被覆絶縁層３０中に埋設して位置付けてもよい。形状維持層４０全体を被覆絶縁層３０中に埋設して位置付ける場合、例えば、形状維持層４０を固体電池パッケージ２００の頂面２００Ａに相対的に近位に位置付けてもよく、または形状維持層４０を固体電池１００に相対的に近位に位置付けてもよい。別の実施形態では、固体電池１００を載置させた基板１０と形状維持層４０とが互いに平行となるように、形状維持層４０を供してもよい。

本発明の一実施形態では、平面視で、形状維持層４０の外輪郭と被覆絶縁層３０の外輪郭とが重なるように、形状維持層を供してもよい。または、断面視で、固体電池１００の側面１００Ｂを覆っている被覆絶縁層３０の外表面に至るまで形状維持層４０を供してもよい。

被覆絶縁層３０に形状維持層４０を供した後、被覆絶縁層３０と形状維持層４０とを同時に熱硬化する。ある好適な態様では、金型で加圧に付すことを通じて被覆絶縁層３０の成型を行ってもよい。例示にすぎないが、コンプレッション・モールドを通じて基板１０上の固体電池１００を覆う被覆絶縁層３０を成型してよい。

一般的にモールドで用いられる樹脂であるならば、被覆絶縁層３０の原料の形態は、顆粒状でもよく、その種類は熱硬化性樹脂または熱可塑性樹脂であってもよい。なお、このような成型は、金型成型に限らず、研磨加工、レーザー加工および／または化学的処理などを通じて行ってもよい。

なお、図６（Ｄ）の代替として下記の態様も採り得る。例えば、固体電池１００を載置させた基板１０と平行となるように、基板１０と熱膨張係数が近い形状維持層を固定した後で、基板１０上の固体電池１００が覆われるように被覆絶縁層３０を形成し、形状維持層と被覆絶縁層３０とを同時に熱硬化させてもよい。

次いで、図６（Ｅ）に示すように、被覆無機層５０を形成する。具体的には、「個々の固体電池１００が基板１０上で被覆絶縁層３０および形状維持層４０が設けられた被覆前駆体」に対して被覆無機層５０を形成する。例えば、乾式めっきを実施し、被覆無機層として乾式めっき膜を形成してよい。より具体的には、乾式めっきを実施し、被覆前駆体の底面以外（即ち、基板の底面以外）の露出面に対して被覆無機層を形成する。ある好適な態様では、スパッタリングを実施し、スパッタ膜を被覆前駆体の底面以外の露出外面に形成する。

以上のような工程を経ることによって、被覆絶縁層３０と被覆無機層５０との間に形状維持層４０が配置された固体電池パッケージを得ることができる。つまり、本発明に係る「固体電池パッケージ」を最終的に得ることができる。

なお、上記説明では、例示としてコンプレッション・モールドを通じて基板上の固体電池を大きく封止するように被覆絶縁層を成型する態様について説明したが、本発明はこれに限定されない。被覆絶縁層は、例えばスプレー噴霧などの塗布法を利用して形成してよい。塗布法を用いる場合、被覆絶縁層の断面視形状は、基板およびその上の固体電池の輪郭が比較的大きく反映されたものとなり得る。この場合、かかる被覆絶縁層上に設けられた被覆無機層５０の断面視形状もまた基板およびその上の固体電池の輪郭が比較的大きく反映されたものとなり得る。

以上、本発明の実施形態について説明してきたが、あくまでも典型例を例示したに過ぎない。本発明はこれに限定されず、本発明の要旨を変更しない範囲において種々の態様が考えられることを当業者は容易に理解されよう。

例えば、固体電池パッケージは、充放電時に膨張・収縮し得るが、そのような膨張・収縮による不都合な事象も形状維持層で抑制または減じることが可能となり得る。具体的には、パッケージの固体電池が膨張すると、膨張によりパッケージ部材に負荷がかかり、パッケージ部材にヒビ等が発生することがある。これにつき、本発明の固体電池パッケージには形状維持層が含まれるので、充放電時の膨張・収縮に起因したパッケージのヒビ等は、抑制または減じられ得る。

本発明に従って、実証試験を行った。固体電池パッケージの構造は、図３の構造を採用した。また、固体電池パッケージを得るプロセスとしては、図６のプロセスを採用した。なお実証試験では、素子個数２０９個を、基板サイズは１３０ｍｍ×１３０ｍｍの大きさでまとめて作製した。その後、個片に切断した。

具体的には、以下の表１に示す比較例１および実施例１～３に記載の基板および形状維持層を備える固体電池パッケージを製造した。なお、基板にはガラスエポキシ基板（４層、Ｃｕ箔あり）を使用し、形状維持層には、ＦＲ－４の単層基板（銅箔なし）、銅箔を用いた。

基板および形状維持層で使用したＦＲ－４基板の線膨張係数およびヤング率の値はＪＩＳ規格ＪＩＳ Ｃ ６４８１「プリント配線板用銅張積層板試験方法」に準拠した方法で得られる値を用いた。

基板および形状維持層の厚み寸法は、固体電池パッケージを製造する前に測定したが、固体電池パッケージを作成した後、イオンミリング装置（日立ハイテク社製 型番ＳＵ－８０４０）を用いて処理した断面から厚みを求めてもよい。

比較例および実施例の固体電池パッケージの反りの発生を評価した。作製した複数の電池素子を含む固体電池パッケージ（素子サイズ１３０ｍｍ×１３０ｍｍ）の反り量はレーザー変位計を用いて測定した。

次いで、熱による反りの発生を評価するため、個片に切り出した後の固体電池パッケージ（素子サイズ６ｍｍ×１０ｍｍ）の、２５℃および２６０℃での変形量をシャドウモアレ方式により各温度でのコプラナリティーを測定した。各温度での最大変位量の差を算出し、熱変形量とした。

上記結果によれば、実施１～３と比較例１の固体電池パッケージを比較して、形状維持層を用いた実施例では、パッケージの反り量、また、熱による反りが低減される結果が得られた。従って、固体電池を覆う被覆部に形状維持層が存在することにより、固体電池パッケージが熱などに起因して全体として反ること、歪むこと等が抑制または減じられる。つまり、本発明の固体電池パッケージに含まれている形状維持層によって、熱膨張収縮差に起因した固体電池パッケージの変形が抑制または減じられる。

本発明のパッケージ化された固体電池は、電池使用や蓄電が想定される様々な分野に利用することができる。あくまでも例示にすぎないが、本発明のパッケージ化された固体電池は、エレクトロニクス実装分野で用いることができる。また、モバイル機器などが使用される電気・情報・通信分野（例えば、携帯電話、スマートフォン、ノートパソコンおよびデジタルカメラ、活動量計、アームコンピューター、電子ペーパーなどのモバイル機器分野）、家庭・小型産業用途（例えば、電動工具、ゴルフカート、家庭用・介護用・産業用ロボットの分野）、大型産業用途（例えば、フォークリフト、エレベーター、湾港クレーンの分野）、交通システム分野（例えば、ハイブリッド車、電気自動車、バス、電車、電動アシスト自転車、電動二輪車などの分野）、電力系統用途（例えば、各種発電、ロードコンディショナー、スマートグリッド、一般家庭設置型蓄電システムなどの分野）、ならびに、医療用途（イヤホン補聴器などの医療用機器分野）、医薬用途（服用管理システムなどの分野）、ＩｏＴ分野、宇宙・深海用途（例えば、宇宙探査機、潜水調査船などの分野）などにも本発明の電極を利用することができる。

１０ 基板
１４ インナービアホール
１５ 配線層
３０ 被覆絶縁層
４０ 形状維持層
５０ 被覆無機層
６０ 被覆部
１００ 固体電池
１００Ａ 固体電池の頂面
１００Ｂ 固体電池の側面
１１０ 正極層
１２０ 負極層
１３０ 固体電解質または固体電解質層
１４０ 端面電極
２００ 固体電池パッケージ
２００Ａ 固体電池パッケージの頂面

Claims (17)

1. 基板と、
   前記基板に設けられた固体電池と、
   前記固体電池を覆うように設けられた被覆部とを備え、
   前記被覆部の上層に形状維持層が設けられており、
   前記形状維持層は板状である、固体電池パッケージ。
2. 前記形状維持層が前記基板と対向する側の前記固体電池の主面よりも上方に位置付けられている、請求項１に記載の固体電池パッケージ。
3. 前記形状維持層の熱膨張係数が、前記基板の熱膨張係数の０．７倍以上１．３倍以下である、請求項１または２に記載の固体電池パッケージ。
4. 前記形状維持層と前記基板とが互いに平行に配置されている、請求項１に記載の固体電池パッケージ。
5. 前記形状維持層の上に、更に被覆部が設けられている、請求項１に記載の固体電池パッケージ。
6. 前記形状維持層が、前記被覆部に埋没している、請求項１に記載の固体電池パッケージ。
7. 前記被覆部が、被覆絶縁層と前記被覆絶縁層の外側に設けられた被覆無機層を有する、請求項１に記載の固体電池パッケージ。
8. 前記被覆部が、被覆絶縁層および前記形状維持層を有する、請求項１に記載の固体電池パッケージ。
9. 前記形状維持層の熱膨張係数が、前記被覆絶縁層の熱膨張係数よりも小さい、請求項８または９に記載の固体電池パッケージ。
10. 前記形状維持層が、前記被覆絶縁層よりも剛性が高い、請求項７に記載の固体電池パッケージ。
11. 前記形状維持層が樹脂を含む層である、請求項１に記載の固体電池パッケージ。
12. 前記形状維持層がフィラーを含んで成る、請求項１に記載の固体電池パッケージ。
13. 前記形状維持層が繊維強化プラスチックを含有する層である、請求項１に記載の固体電池パッケージ。
14. 前記形状維持層が金属を含む層である、請求項１に記載の固体電池パッケージ。
15. 前記形状維持層がガラスエポキシ基板である、請求項１に記載の固体電池パッケージ。
16. 前記形状維持層の厚みが２０μｍ以上５００μｍ以下である、請求項１に記載の固体電池パッケージ。
17. 前記形状維持層が、前記固体電池パッケージの反りを防止するための反り防止層である、請求項１に記載の固体電池パッケージ。