WO2017006632A1 - フレキシブルプリント配線板、集光型太陽光発電モジュール、集光型太陽光発電パネル、及び、フレキシブルプリント配線板の製造方法 - Google Patents

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power generation
layer
wiring board
printed wiring
flexible printed
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和正 鳥谷
永井　陽一
斉藤　健司
岩崎　孝
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住友電気工業株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a flexible printed wiring board, a concentrating solar power generation module, a concentrating solar power generation panel, and a method for manufacturing a flexible printed wiring board.
  • Patent Document 1 a concentrating solar power generation apparatus that obtains desired generated power by a concentrating solar power generation panel in which a large number of concentrating solar power generation modules are arranged vertically and horizontally.
  • the power generation module used in the power generation device described in Patent Document 1 includes a flexible printed wiring board having a power generation element inside a container-shaped casing, and the power generation element is formed by a condensing lens provided on the surface side of the casing. Sunlight is collected and power is generated by the power generation element.
  • a flexible printed wiring board includes a conductive layer to which a power generating element is connected, an insulating layer having an insulating property, and a reinforcing layer that reinforces the insulating layer, the conductive layer, the insulating layer, and the The reinforcing layers are joined in this order, and the reinforcing layer is formed of the same material as the conductive layer.
  • a concentrating solar power generation module is attached to the housing corresponding to the power generation element, the housing having an attachment surface, the flexible printed wiring board joined to the attachment surface, A lens element for condensing sunlight on the power generation element.
  • a concentrating solar power generation panel according to the present invention is formed by assembling a plurality of the concentrating solar power generation modules described above.
  • a method for manufacturing a flexible printed wiring board according to the present invention includes a conductive layer to which a power generation element is connected, an insulating layer having insulation properties, a reinforcing layer that is formed of the same material as the conductive layer and reinforces the insulating layer. And forming an intermediate material of a flexible printed wiring board for a concentrating solar power generation module, and cutting the intermediate material into a desired shape.
  • FIG. 1 It is a perspective view which shows the concentrating solar power generation device which concerns on one Embodiment of this invention. It is a perspective view (partially fractured) which expands and shows a concentrating solar power generation module. It is an enlarged view of the III section in FIG. It is a figure which shows the outline
  • the flexible printed wiring board described in Patent Document 1 includes a copper conductive layer connected to a power generation element and an insulating layer that insulates the conductive layer from the housing side, and can be attached in close contact with the housing. It has a certain degree of flexibility.
  • a reinforcing plate that gives the flexible printed wiring board a certain degree of rigidity is provided on the back side of the insulating layer.
  • the reinforcing plate is formed of an aluminum material having heat dissipation properties in order to release heat from the power generation element and the conductive layer to the housing side.
  • the reinforcing plate made of an aluminum material must be thickened to ensure sufficient heat dissipation, and it is difficult to reduce the weight of the flexible printed wiring board. Further, since the copper conductive layer and the aluminum reinforcing plate have different coefficients of thermal expansion, the size is likely to be shifted due to a difference in thermal expansion when they are joined by hot pressing or the like. When cutting a flexible printed wiring board having a desired shape from an intermediate material joined with a conductive layer, an insulating layer, and a reinforcing plate, the cutting conditions for both the conductive layer and the reinforcing plate of different materials must be considered.
  • the manufacturing method is employed in which the conductive layer, the insulating layer, and the reinforcing plate are separately cut into desired shapes and then joined together.
  • the number of steps required for manufacturing increases, and alignment during bonding becomes difficult.
  • the rigidity of the reinforcing plate is low, joining by hot pressing after cutting becomes difficult, so the reinforcing plate is made thicker not only for the reason of heat dissipation as described above but also for manufacturing reasons. It was necessary to increase.
  • An object of the present invention is to solve the above-described manufacturing problems and improve productivity.
  • the productivity of a flexible printed wiring board can be improved.
  • the gist of the embodiment of the present invention includes at least the following.
  • the flexible printed wiring board according to the embodiment is A conductive layer to which the power generation element is connected; an insulating layer having an insulating property; and a reinforcing layer that reinforces the insulating layer.
  • the conductive layer, the insulating layer, and the reinforcing layer are joined in this order, and The reinforcing layer is formed of the same material as the conductive layer.
  • the thermal expansion coefficient of the reinforcing layer and the conductive layer becomes the same, so even if the layers including these are joined by hot pressing or the like, dimensional deviation is unlikely to occur. Further, since the reinforcing layer and the conductive layer can be processed under the same conditions, it can be easily processed into a desired shape in a state where the layers including these layers are joined. In addition, the flexible printed wiring board of this embodiment does not prevent other layers from interposing between the conductive layer and the insulating layer, and between the insulating layer and the reinforcing layer. May be provided.
  • the conductive layer and the reinforcing layer may be made of copper.
  • the thermal conductivity is higher than that of a conventional aluminum reinforcing layer, and therefore, the reinforcing layer can be formed thin while ensuring heat dissipation. Therefore, the flexible printed wiring board can be reduced in weight.
  • the thickness of the reinforcing layer is preferably set in the range of 30 to 140 ⁇ m. If it is smaller than this range, the effect of heat dissipation and reinforcement will be small, and if it is larger than this range, the effects of weight reduction, flexibility and cost reduction will be small.
  • the surface of the conductive layer to which the power generation element is connected may be provided with a protective layer that covers the power generation element while avoiding the power generation element.
  • An adhesive layer for bonding to the casing of the concentrating solar power generation module may be provided on the surface of the reinforcing layer opposite to the surface to which the insulating layer is bonded.
  • the concentrating solar power generation module according to the embodiment is A housing having a mounting surface, the flexible printed wiring board according to any one of (1) to (6) joined to the mounting surface, and the power generating element of the flexible printed wiring board And a lens element that is attached to the housing and collects sunlight on the power generation element.
  • the concentrating solar power generation panel according to the embodiment is formed by assembling a plurality of concentrating solar power generation modules described in (7) above. With such a configuration, a concentrating solar power generation panel with good manufacturability can be provided.
  • a method for manufacturing a flexible printed wiring board includes: A conductive layer to which the power generation element is connected, an insulating layer having an insulating property, and a reinforcing layer that is formed of the same material as the conductive layer and reinforces the insulating layer are joined together. Forming an intermediate material of the flexible printed wiring board, and cutting the intermediate material into a desired shape.
  • each layer including these layers can be easily cut into a desired shape in a state where the layers are joined, thereby reducing the number of manufacturing steps and reducing the manufacturing cost. Can be achieved.
  • each layer including the conductive layer and the reinforcing layer is cut into a desired shape in a state of being bonded in advance, the rigidity required for the reinforcing layer at the time of cutting can be reduced, and the reinforcing layer can be thinned. Can do.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a concentrating solar power generation device according to an embodiment of the present invention.
  • a concentrating solar power generation apparatus 100 includes a concentrating solar power generation panel 1, a support 2 that supports the concentrating solar power generation panel 1 at the center of the back surface, and a gantry 3 to which the support 2 is attached.
  • the concentrating solar power generation panel 1 includes, for example, 62 concentrating solar power generation modules 1M (vertical 7 ⁇ horizontal 9-1), excluding the central portion for connection with the support column 2, vertically and horizontally. Become.
  • the rated output of one concentrating solar power generation module 1M is about 120 W, for example, and the entire concentrating solar power generation panel 1 has a rated output of about 7.5 kW.
  • the photovoltaic power generation panel 1 can be rotated in two directions of azimuth and elevation with a support 2 as an axis by a rotation mechanism (not shown), and tracking is performed so that the concentrating photovoltaic power generation panel 1 is always directed toward the sun. Can be made.
  • FIG. 2 is an enlarged perspective view (partially broken) showing a concentrating solar power generation module (hereinafter also simply referred to as a module) 1M.
  • the module 1M covers a container-shaped (bat-shaped) housing 11 having a bottom plate 11a, a flexible printed wiring board 12 provided in contact with the upper surface (mounting surface) of the bottom plate 11a, and an opening of the housing 11.
  • the primary condensing part 13 attached to the collar part 11b is provided as a main component.
  • the casing 11 is made of metal, preferably aluminum.
  • the casing 11 has good thermal conductivity because it is made of metal. Therefore, the heat dissipation from the flexible printed wiring board 12 to the housing 11 is particularly good.
  • the vertical, horizontal, and depth dimensions can be set to 840 mm, 640 mm, and 85 mm, respectively.
  • the primary condensing unit 13 is a Fresnel lens array, and a plurality of Fresnel lenses 13f as lens elements for condensing sunlight are formed in a matrix (for example, 192 in the 16 ⁇ 12 horizontal direction). Yes.
  • a primary condensing part 13 can be formed, for example, by using a glass plate as a base material and forming a silicone resin film on the back surface (inside) thereof.
  • the Fresnel lens 13f is formed on this resin film.
  • a connector 14 for taking out the output of the module 1M is provided on the outer surface of the housing 11.
  • FIG. 3 is an enlarged view of part III in FIG.
  • the flexible printed wiring board 12 includes a ribbon-shaped flexible substrate 12 f, a power generation element (solar cell) 121 provided on the upper surface thereof, and a secondary condensing unit provided so as to cover the power generation element 121. 122.
  • the same number of sets of power generation elements 121 and secondary condensing units 122 are provided at positions corresponding to the Fresnel lenses 13 f of the primary condensing unit 13.
  • the secondary condensing unit 122 collects sunlight incident from each Fresnel lens 13 f on the power generation element 121.
  • the secondary light collecting unit 122 is, for example, a lens. In this embodiment, a spherical lens is used, but a shape other than a spherical shape may be used. Further, instead of a lens, a reflecting mirror that guides light downward while irregularly reflecting light may be used.
  • FIG. 4 is a diagram showing an outline of a partial cross section of the module 1M at a portion where the power generation element 121 is provided.
  • the flexible substrate 12f is considered to be part of the adhesive layer, the adhesive layer 123, the reinforcing plate (reinforcing layer) 124, the adhesive layer 125, the insulating base material (insulating layer) 126, , A pattern (conductive layer) 127 and a cover lay (protective layer) 128.
  • the flexible printed wiring board 12 is comprised by integrating each layer which comprises the flexible substrate 12f, the electric power generating element 121, and the secondary condensing part 122.
  • the power generating element 121 has a lead frame 121 a that is an output terminal, and the lead frame 121 a is electrically connected to a predetermined portion of the pattern 127.
  • 122 a in FIG. 4 is a support that supports the secondary light collecting unit 122 on the power generation element 121.
  • the pattern 127 is made of, for example, copper foil, and is formed on the insulating base 126 by etching or the like.
  • the insulating base 126 is made of polyimide having excellent heat resistance, for example.
  • the pattern 127 is insulated from the housing 11 by the insulating base 126.
  • the bottom adhesive layer 123 adheres the bottom plate 11a of the housing 11 and the reinforcing plate 124 to each other.
  • the adhesive layer 123 has conductivity to keep the casing 11 and the reinforcing plate 124 at the same potential (ground potential).
  • the adhesive layer 123 is made of, for example, a double-sided tape, and is attached to the lower surface of the reinforcing plate 124 in advance in a single state where the flexible printed wiring board 12 is not attached to the housing 11.
  • the other adhesive layer 125 adheres the reinforcing plate 124 and the insulating base 126 to each other. Specifically, the reinforcing plate 124 and the insulating base material 126 are joined by hot pressing through the adhesive layer 125.
  • the insulating base 126 and the pattern 127 constitute a flexible substrate 12f in a narrow sense.
  • the coverlay 128 that covers the pattern 127 is a layer of an insulating material and has an excellent withstand voltage.
  • the coverlay 128 can be made of a synthetic resin such as polyimide.
  • the coverlay 128 is bonded in a state of being in close contact with the pattern 127 by heat welding.
  • the coverlay 128 protects the pattern 127 by covering it and prevents the occurrence of electric leakage.
  • the cover lay 128 has a thermal conductivity of about 0.2 [W / m ⁇ K]. Thus, the heat conductivity of sunlight can be suppressed by setting the heat conductivity of coverlay 128 comparatively low. From this point of view, the coverlay 128 is preferably a “white” system having high sunlight reflectance.
  • the reinforcing plate 124 gives the flexible printed wiring board 12 some rigidity so as not to lose flexibility. Therefore, handling of the flexible printed wiring board 12 at the time of manufacturing the power generation module 1M can be facilitated. In addition, the reinforcing plate 124 provides an effect of preventing deformation of the entire flexible printed wiring board 12, and the shape of the pattern 127 can be maintained.
  • the reinforcing plate 124 of this embodiment is made of copper. Therefore, it has excellent thermal conductivity (heat dissipation) for dissipating heat from the power generation element 121, the pattern 127, and the like to the bottom plate 11a of the housing 11.
  • Table 1 shows recommended values and applicable ranges for the thicknesses of the respective layers of the flexible printed wiring board 12.
  • the description order of the vertical direction of each layer in Table 1 corresponds to the stacking order of the vertical direction of each layer in FIG.
  • the reinforcing plate 124 of the present embodiment is made of copper and has a desirable thickness of 105 ⁇ m from the viewpoint of heat dissipation and reinforcement.
  • the reinforcement board of the conventional flexible substrate (for example, refer patent document 1) is made from aluminum.
  • the thermal conductivity of aluminum is 240 W / mK, which is smaller than the thermal conductivity of copper, 400 W / mK. Therefore, to obtain a desired heat dissipation, the thickness must be increased.
  • the copper reinforcing plate 124 of the present embodiment has a thickness of 105 ⁇ m
  • the conventional aluminum reinforcing plate has a thickness of 800 ⁇ m.
  • the flexible printed wiring board 12 of the present embodiment has a thickness of about 1/5 compared to a conventional flexible printed wiring board in which the thickness of each layer other than the reinforcing plate 124 is the same.
  • FIG. 5 is a visual representation of the difference in thickness of the flexible printed wiring board 12 between this embodiment and the prior art.
  • the reference numerals with “′” are given to the layers corresponding to the present embodiment.
  • the specific gravity of copper is about 9.0, which is larger than the specific gravity of aluminum, which is about 2.7.
  • the thickness (105 ⁇ m) of the reinforcing plate 124 of the present embodiment is greatly reduced from the thickness (800 ⁇ m) of the conventional aluminum reinforcing plate, the weight is about half. Therefore, both the thickness and weight of the reinforcing plate 124 of the present embodiment are smaller than those of the conventional one, and the material cost can be reduced.
  • the entire flexible printed wiring board 12 can be reduced in thickness and weight. Therefore, handling of the flexible printed wiring board 12 becomes easier, and workability at the time of manufacturing a photovoltaic power generation module can be improved.
  • Aluminum has a Mohs hardness of about 2.5, whereas copper has a Mohs hardness of about 3.0, which is slightly larger than aluminum.
  • the reinforcing plate 124 of the present embodiment is thinner than the conventional one, the flexibility required for the flexible printed wiring board 12 can be sufficiently ensured.
  • the thickness of the reinforcing plate 124 can be set in a range of 30 ⁇ m to 140 ⁇ m. If the thickness of the reinforcing plate 124 is smaller than 30 ⁇ m, the heat dissipation and the effect as reinforcement are reduced, and if it is larger than 140 ⁇ m, the effect of reducing the weight, flexibility and cost of the flexible printed wiring board 12 is reduced. It is. When importance is attached to the weight reduction, flexibility, and cost reduction of the reinforcing plate 124, the thickness of the reinforcing plate 124 is more preferably set in the range of 30 ⁇ m to 110 ⁇ m.
  • the flexible printed wiring board 12 is bonded to the insulating base 126 on which the pattern 127 is formed via the adhesive layer 125, and then cut into a predetermined shape (elongated ribbon) using a press or the like ( Stamped).
  • a predetermined shape elongated ribbon
  • the power generation element 121 and the secondary condensing part 122 are attached on the pattern 127
  • the adhesive layer 123 is attached to the reinforcing plate 124, and then It is cut into a predetermined shape.
  • the pattern 127 and the reinforcing plate 124 are both made of copper, they can be cut and processed under substantially the same conditions. Therefore, even if the insulating base material 126 and the reinforcing plate 124 on which the pattern 127 is formed are not cut separately, the cutting process can be performed at the same time in the joined state, and the number of manufacturing processes is reduced compared to the case of cutting them separately. can do.
  • the pattern 127 and the reinforcing plate 124 are made of the same material and have the same coefficient of thermal expansion, the difference in thermal expansion when they are joined by hot press and the difference in thermal shrinkage when cooled after joining. Dimensional deviation is less likely to occur. Therefore, it becomes possible to improve the dimensional accuracy of the product, reduce the defects of the product, and improve the yield. Furthermore, when the insulating base material 126 and the reinforcing plate 124 in which the pattern 127 is formed are cut separately and then joined by hot pressing, if the reinforcing plate 124 has low rigidity, it becomes difficult to join appropriately by hot pressing.
  • the insulating base 126 and the reinforcing plate 124 on which the pattern 127 is formed are bonded in advance and then cut, the rigidity required for the reinforcing plate 124 is reduced, and the thickness of the reinforcing plate 124 is reduced accordingly. can do.
  • the copper reinforcement board 124 whose workability is good compared with the conventional aluminum reinforcement board is used, the lifetime of the metal mold
  • a thin copper plate has many distribution
  • the reinforcing plate 124 is blackened on the surface on the adhesive layer 125 side, and fine irregularities are formed on the surface. Thereby, while being able to raise the adhesive force with respect to the insulating base material 126, generation
  • casing 11 was made from metal, it is not necessarily limited to metal and can also be made from resin.
  • the casing 11 is particularly lightweight, and the entire concentrating solar power generation module 1M is particularly lightweight.
  • a resin to which an insulating filler having high thermal conductivity for example, alumina, silica, silicon carbide, magnesium oxide, or the like is added is preferable because it has excellent thermal conductivity and improved heat dissipation.
  • an insulating filler having high thermal conductivity for example, alumina, silica, silicon carbide, magnesium oxide, or the like
  • the thermal conductivity of the surface can be increased to the same level as that of a metal.
  • the secondary condensing part 122 was mounted on the flexible substrate 12f with the electric power generation element 121, it is also possible to provide the secondary condensing part 122 separately from the flexible substrate 12f.
  • the next light condensing unit itself may be omitted.
  • the pattern 127 and the reinforcing plate 124 may be formed of a metal other than copper as long as they are the same material.
  • the recommended values and application ranges for each layer shown in Table 1 are examples and are not necessarily limited, and may vary depending on the material of each layer.
  • the thickness or range thereof is substantially the same as that of a conventional aluminum reinforcing plate, or at least one of which can provide excellent results. It only has to be set.
  • Concentrating solar power generation panel 1M Concentrating solar power generation module 2: Support column 3: Mount 11: Housing 11a: Bottom plate 11b: Saddle 12: Flexible printed wiring board 12f: Flexible substrate 13: Primary collection Optical part 13f: Fresnel lens 14: Connector 100: Concentrating solar power generation device 121: Power generation element 121a: Lead frame 122: Secondary condensing part 123: Adhesive layer 123 ′: Adhesive layer 124: Reinforcing plate (reinforcing layer) 124 ': Reinforcing plate (reinforcing layer) 125: Adhesive layer 125 ′: Adhesive layer 126: Insulating substrate (insulating layer) 126 ': Insulating base material (insulating layer) 127: Pattern (conductive layer) 127 ′: pattern (conductive layer) 128: Coverlay (protective layer) 128 ': Coverlay (protective layer)

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Abstract

集光型太陽光発電用のフレキシブルプリント配線板は、発電素子が接続される導電層と、絶縁性を有する絶縁層と、この絶縁層を補強する補強層とを備え、導電層、絶縁層、及び補強層がこの順で接合されている。フレキシブルプリント配線板の補強層は、導電層と同一材料により形成されている。

Description

フレキシブルプリント配線板、集光型太陽光発電モジュール、集光型太陽光発電パネル、及び、フレキシブルプリント配線板の製造方法
　本発明は、フレキシブルプリント配線板、集光型太陽光発電モジュール、集光型太陽光発電パネル、及びフレキシブルプリント配線板の製造方法に関する。本出願は、２０１５年７月９日に出願された日本出願第２０１５－１３７８３６号に基づく優先権を主張し、前記日本出願に記載された全ての記載内容を援用するものである。
　従来、多数の集光型太陽光発電モジュールを縦横に配列させた集光型太陽光発電パネルによって、所望の発電電力を得るようにした集光型太陽光発電装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
　特許文献１記載の発電装置に用いられる発電モジュールは、器形状の筐体の内部に、発電素子を有するフレキシブルプリント配線板を備え、筐体の表面側に設けられた集光レンズにより発電素子に太陽光を集め、発電素子において発電を行うものとなっている。
特開２０１３－８０７６０号公報
　本発明に係るフレキシブルプリント配線板は、発電素子が接続される導電層と、絶縁性を有する絶縁層と、この絶縁層を補強する補強層とを備え、前記導電層、前記絶縁層、及び前記補強層がこの順で接合され、前記補強層が、前記導電層と同一材料により形成されているものである。
　本発明に係る集光型太陽光発電モジュールは、取付面を有する筐体と、前記取付面に接合される上記のフレキシブルプリント配線板と、前記発電素子に対応して前記筐体に取り付けられ、太陽光を前記発電素子に集光するレンズ要素と、を備えている。
　本発明に係る集光型太陽光発電パネルは、上記の集光型太陽光発電モジュールを複数個集合させてなる。
　本発明に係るフレキシブルプリント配線板の製造方法は、発電素子が接続される導電層と、絶縁性を有する絶縁層と、前記導電層と同一材料により形成され、前記絶縁層を補強する補強層とを接合し、集光型太陽光発電モジュール用のフレキシブルプリント配線板の中間材料を形成する工程、及び前記中間材料を所望の形状に切断加工する工程と、を含む。
本発明の一実施形態に係る集光型太陽光発電装置を示す斜視図である。 集光型太陽光発電モジュールを拡大して示す斜視図（一部破断）である。 図２におけるIII部の拡大図である。 発電素子が設けられている部位での、集光型太陽光発電モジュールの部分断面の概要を示す図である。 実施形態と従来技術とのフレキシブルプリント配線板の断面を比較して示す説明図である。
［発明が解決しようとする課題］
　前述の特許文献１記載のフレキシブルプリント配線板は、発電素子に接続される銅製の導電層と、この導電層を筐体側から絶縁する絶縁層とを備え、筐体に対して密着した取り付けができるようにある程度の柔軟性を有している。また、製造時等の取り扱いを容易にするため、フレキシブルプリント配線板にある程度の剛性を持たせる補強板が絶縁層の裏面側に設けられている。この補強板は、発電素子や導電層からの熱を筐体側へ逃がすために放熱性を有するアルミニウム材によって形成されている。
　しかし、アルミニウム材からなる補強板は、十分な放熱性を確保するために分厚くせざるを得ず、フレキシブルプリント配線板の軽量化等が困難となる。
　また、銅製の導電層とアルミニウム製の補強板とは熱膨張率が異なるため、熱プレス等によってこれらを接合したときの熱膨張差等によって寸法にズレが生じ易くなる。そして、導電層、絶縁層、及び補強板を接合した中間材料から所望形状のフレキシブルプリント配線板を切り出す加工を行う場合、材料の異なる導電層と補強板との双方の切断条件を考慮しなければならないので、導電層及び絶縁層と、補強板とをそれぞれ別々に所望形状に切断し、その後、これらを接合するという製造方法が採られているのが実状である。この場合、製造に要する工程が多くなるとともに、接合の際の位置合わせが困難となる。
　さらに、補強板の剛性が低い場合、切断後の熱プレス等による接合が困難となるため、上述のような放熱性による理由だけでなく、製造上の理由からも補強板を分厚く形成して剛性を高める必要があった。
　本発明は、上述したような製造上の問題等を解決し、製造性を高めることを目的とする。
［発明の効果］
　本発明によれば、フレキシブルプリント配線板の製造性を高めることができる。
［実施形態の要旨］
　本発明の実施形態の要旨としては、少なくとも以下のものが含まれる。
（１）実施形態に係るフレキシブルプリント配線板は、
　発電素子が接続される導電層と、絶縁性を有する絶縁層と、この絶縁層を補強する補強層とを備え、前記導電層、前記絶縁層、及び前記補強層がこの順で接合され、前記補強層が、前記導電層と同一材料により形成されているものである。
　このような構成によって、補強層と導電層との熱膨張率が同一となるので、これらを含む各層を熱プレス等によって接合したとしても寸法のズレが生じ難い。また、補強層と導電層とを同一の条件で加工することができるので、これらを含む各層を接合した状態で所望の形状に加工し易くすることができる。なお、この実施形態のフレキシブルプリント配線板は、導電層と絶縁層との間、絶縁層と補強層との間に他の層が介在するこを妨げるものではなく、例えばこれらの間に接着層が設けられていてもよい。
（２）前記導電層及び前記補強層は、銅製であってもよい。
　補強層が銅製である場合、従来のアルミニウム製の補強層と比べて熱伝導率が高いため、放熱性を確保した上で薄く形成することができる。したがって、フレキシブルプリント配線板の軽量化を図ることができる。
（３）前記絶縁層に接合される前記補強層の一面には、黒化処理が施されていることが好ましい。
　これによって、補強層と絶縁層との接合強度を高めることができる。
（４）前記補強層の厚さは、３０～１４０μｍの範囲で設定されることが好ましい。
　この範囲よりも小さいと、放熱性や補強の効果が小さくなり、この範囲よりも大きいと、軽量化や柔軟性、低コスト化の効果が小さくなるからである。
（５）前記発電素子が接続される前記導電層の面には、前記発電素子を避けた状態で覆う保護層が設けられていてもよい。
　このような構成によって、保護層によって導電層が保護され、耐久性を高めることができるともに、漏電の発生を防止することができる。
（６）前記絶縁層が接合される面とは反対側の前記補強層の面には、集光型太陽光発電モジュールの筐体に接合させるための接着層が設けられていてもよい。
　このような構成によって、集光型太陽光発電モジュールの筐体に、フレキシブルプリント配線板を接着して取り付ける作業を迅速かつ簡単に行うことができる。
（７）実施形態に係る集光型太陽光発電モジュールは、
　取付面を有する筐体と、前記取付面に接合される上記（１）～（６）のいずれか１つに記載のフレキシブルプリント配線板と、このフレキシブルプリント配線板の発電素子に対応して前記筐体に取り付けられ、太陽光を前記発電素子に集光するレンズ要素と、を備えている。
　このような構成によって、製造性の良好な集光型太陽光発電モジュールを提供することができる。
（８）実施形態に係る集光型太陽光発電パネルは、上記（７）に記載の集光型太陽光発電モジュールを複数個集合させてなる。
　このような構成によって、製造性の良好な集光型太陽光発電パネルを提供することができる。
（９）実施形態に係るフレキシブルプリント配線板の製造方法は、
　発電素子が接続される導電層と、絶縁性を有する絶縁層と、前記導電層と同一材料により形成され、前記絶縁層を補強する補強層とを接合し、集光型太陽光発電モジュール用のフレキシブルプリント配線板の中間材料を形成する工程、及び
　前記中間材料を所望の形状に切断加工する工程と、を含む。
　この構成によれば、導電層と補強層とが同一材料であるので、これらを含む各層を接合した状態で所望の形状に容易に切断することができ、製造工程を少なくし、製造コストの低減を図ることができる。また、導電層と補強層とを含む各層を予め接合した状態で所望の形状に切断するので、切断の際に補強層に求められる剛性を低くすることができ、補強層の薄肉化を図ることができる。
［実施形態の詳細］
　図１は、本発明の一実施形態に係る集光型太陽光発電装置を示す斜視図である。
　図において、集光型太陽光発電装置１００は、集光型太陽光発電パネル１と、これを背面中央で支持する支柱２と、支柱２を取り付ける架台３とを備えている。
　集光型太陽光発電パネル１は、例えば、支柱２との接続用の中央部を除く、６２個（縦７×横９－１）の集光型太陽光発電モジュール１Ｍを縦横に集合させて成る。
　１個の集光型太陽光発電モジュール１Ｍの定格出力は例えば約１２０Ｗであり、集光型太陽光発電パネル１全体としては、約７．５ｋＷの定格出力となる。
　太陽光発電パネル１は、図示しない回転機構により支柱２を軸として方位角及び仰角の２方向に回動することができ、集光型太陽光発電パネル１を常に太陽の方向へ向けるように追尾させることができる。
　図２は、集光型太陽光発電モジュール（以下、単にモジュールとも言う。）１Ｍを拡大して示す斜視図（一部破断）である。
　モジュール１Ｍは、底板１１ａを有する器状（バット状）の筐体１１と、底板１１ａの上面（取付面）に接して設けられたフレキシブルプリント配線板１２と、筐体１１の開口部分を塞ぐように、鍔部１１ｂに取り付けられた１次集光部１３とを、主要な構成要素として備えている。筐体１１は、金属製であり、好ましくはアルミニウム製である。筐体１１は、金属製であることによって良好な熱伝導性を有する。したがって、フレキシブルプリント配線板１２から筐体１１への放熱性が特に良い。モジュール１Ｍの大きさは、例えば、縦、横、及び深さの寸法をそれぞれ８４０ｍｍ、６４０ｍｍ、８５ｍｍとすることができる。
　１次集光部１３は、フレネルレンズアレイであり、太陽光を集光するレンズ要素としてのフレネルレンズ１３ｆがマトリックス状に複数個（例えば縦１６×横１２で、１９２個）並んで形成されている。このような１次集光部１３は、例えば、ガラス板を基材として、その裏面（内側）にシリコーン樹脂膜を形成したものとすることができる。フレネルレンズ１３ｆは、この樹脂膜に形成される。筐体１１の外面には、モジュール１Ｍの出力を取り出すためのコネクタ１４が設けられている。
　図３は、図２におけるIII部の拡大図である。図３において、フレキシブルプリント配線板１２は、リボン状のフレキシブル基板１２ｆと、その上面に設けられた発電素子（太陽電池）１２１と、この発電素子１２１に被せるように設けられた２次集光部１２２とを備えている。発電素子１２１及び２次集光部１２２のセットは、１次集光部１３の各フレネルレンズ１３ｆに対応した位置に、同一の個数だけ設けられている。２次集光部１２２は、各フレネルレンズ１３ｆから入射された太陽光を発電素子１２１上に集める。２次集光部１２２は、例えばレンズである。本実施形態では、球形のレンズが用いられているが、球形以外の形状であってもよい。また、レンズに変えて、光を乱反射しながら下方へ導く反射鏡であってもよい。
　図４は、発電素子１２１が設けられている部位での、モジュール１Ｍの部分断面の概要を示す図である。
　フレキシブル基板１２ｆは、接着層等もその一部であると考えると、下から順に、接着層１２３と、補強板（補強層）１２４と、接着層１２５と、絶縁基材（絶縁層）１２６と、パターン（導電層）１２７と、カバーレイ（保護層）１２８とによって構成されている。そして、フレキシブルプリント配線板１２は、フレキシブル基板１２ｆを構成する各層と、発電素子１２１及び２次集光部１２２とが一体となることによって構成されている。なお、図４に示している各層１２３～１２８の厚さは、実寸とほぼ比例している。
　発電素子１２１は、出力端子であるリードフレーム１２１ａを有しており、このリードフレーム１２１ａが、パターン１２７の所定部位に電気的に接続されている。また、図４中の１２２ａは、発電素子１２１上において２次集光部１２２を支持する支持体である。
　パターン１２７は、例えば銅箔からなり、絶縁基材１２６上にエッチング等により形成されている。
　絶縁基材１２６は、例えば耐熱性に優れたポリイミド製である。絶縁基材１２６によって、パターン１２７は、筐体１１から絶縁されている。
　一番下の接着層１２３は、筐体１１の底板１１ａと補強板１２４とを互いに接着している。この接着層１２３は、筐体１１と補強板１２４を同一の電位（接地電位）に保つべく導電性を有している。また、この接着層１２３は、例えば両面テープにより構成され、フレキシブルプリント配線板１２が筐体１１に取り付けられていない単体の状態で、予め補強板１２４の下面に取り付けられる。
　他の接着層１２５は、補強板１２４と絶縁基材１２６とを互いに接着している。具体的には、補強板１２４と絶縁基材１２６とは接着層１２５を介して熱プレスによって接合される。絶縁基材１２６とパターン１２７とは、狭義のフレキシブル基板１２ｆを構成している。
　パターン１２７をカバーするカバーレイ１２８は、絶縁材料の層であり、耐電圧に優れている。カバーレイ１２８は、例えばポリイミド等の合成樹脂製とすることができる。カバーレイ１２８は、熱溶着によってパターン１２７に密着した状態で接合される。カバーレイ１２８は、パターン１２７を覆うことによって保護するとともに、漏電の発生を防止する。
　カバーレイ１２８は、熱伝導率が０．２［Ｗ／ｍ・Ｋ］程度とされる。このように、カバーレイ１２８の熱伝導率が比較的低く設定されることによって、太陽光の熱伝導を抑制することができる。この観点から、カバーレイ１２８は、太陽光の反射率の高い「白色」系とすることが好ましい。
　補強板１２４は、柔軟性を失わせない程度に、フレキシブルプリント配線板１２に若干の剛性を持たせている。そのため、発電モジュール１Ｍの製造時等におけるフレキシブルプリント配線板１２の取り扱いを容易にすることができる。また、補強板１２４により、フレキシブルプリント配線板１２全体の変形防止効果が得られ、パターン１２７の形状を保つことができる。
　本実施形態の補強板１２４は、銅製とされている。そのため、発電素子１２１やパターン１２７等の熱を筐体１１の底板１１ａへ放熱させるための優れた熱伝導性（放熱性）を有している。
　表１に、フレキシブルプリント配線板１２の各層の厚さについて、その推奨値と適用可能な範囲とをそれぞれ示す。なお、表１における各層の上下方向の記載順は、図４における各層の上下方向の積層順に対応している。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　本実施形態の補強板１２４は銅製であり、放熱性及び補強の観点から、望ましい厚さが１０５μｍとされている。一方、従来（例えば、特許文献１参照）のフレキシブル基板の補強板は、アルミニウム製とされている。アルミニウムの熱伝導率は、２４０Ｗ／ｍＫであり、銅の熱伝導率４００Ｗ／ｍＫよりも小さいため、所望の放熱性を得ようとするとより厚さを大きくしなければならない。
　具体的に、本実施形態の銅製の補強板１２４は、厚さが１０５μｍであるのに対して、従来のアルミニウム製の補強板は、厚さが８００μｍとされている。その結果、本実施形態のフレキシブルプリント配線板１２は、補強板１２４以外の各層の厚さを同一とした場合の従来のフレキシブルプリント配線板と比較して、約１／５の厚さとなる。図５は、本実施形態と従来技術とでフレキシブルプリント配線板１２の厚さの違いを視覚的に表したものである。図５において、従来技術には、本実施形態と対応する層に「’」付きの符号を付している。
　一方、銅の比重は約９．０であり、アルミニウムの比重である約２．７よりも大きい。しかしながら、本実施形態の補強板１２４の厚さ（１０５μｍ）は、従来のアルミニウム製の補強板の厚さ（８００μｍ）から大きく減少しているので、その重量は約半分となっている。したがって、本実施形態の補強板１２４は、厚さ及び重量のいずれもが従来よりも小さくなり、材料費を低減することができる。
　また、補強板１２４の厚さ及び重量が小さくなるため、フレキシブルプリント配線板１２全体の薄肉化及び軽量化を図ることができる。そのため、フレキシブルプリント配線板１２の取り扱いがより容易となり、太陽光発電モジュールを製造する際の作業性を向上させることができる。
　アルミニウムは、モース硬度が約２．５であるのに対して、銅は、モース硬度が約３．０であり、アルミニウムよりもやや大きくなる。しかし、本実施形態の補強板１２４は、従来よりも厚さが小さくなっているため、フレキシブルプリント配線板１２に求められる柔軟性を十分に確保することができる。
　なお、表１に示すように、補強板１２４の厚さは、３０μｍ～１４０μｍの範囲に設定することができる。補強板１２４の厚さが３０μｍよりも小さいと放熱性や補強としての効果が小さくなり、１４０μｍよりも大きいと、フレキシブルプリント配線板１２の軽量化や柔軟性、低コスト化の効果が小さくなるからである。なお、補強板１２４の軽量化、柔軟性、及び低コスト化を重視する場合、補強板１２４の厚さは、３０μｍ～１１０μｍの範囲に設定することがより好ましい。
　フレキシブルプリント配線板１２は、パターン１２７が形成された絶縁基材１２６に、接着層１２５を介して補強板１２４を接合した後、プレス等を用いて所定の形状（細長いリボン状）に切断加工（打ち抜き加工）される。あるいは、パターン１２７が形成された絶縁基材１２６に補強板１２４を接合した後、パターン１２７上に発電素子１２１及び２次集光部１２２を取り付け、補強板１２４に接着層１２３を取り付け、その後、所定の形状に切断加工される。
　本実施形態では、パターン１２７と補強板１２４とがともに銅製であるため、ほぼ同じ条件でこれらを切断加工することができる。したがって、パターン１２７を形成した絶縁基材１２６と補強板１２４とを別々に切断しなくても、接合した状態で同時に切断加工を行うことができ、別々に切断する場合に比べて製造工程を少なくすることができる。
　また、パターン１２７と補強板１２４とが同一材料であり、熱膨張率も同一であるため、これらが熱プレスによって接合されたときの熱膨張差や、接合後冷却されたときの熱収縮差によって寸法のずれが生じ難くなっている。そのため、製品の寸法精度を高めることが可能となり、製品の不良を減少させ、歩留まりを向上させることができる。
　さらに、パターン１２７を形成した絶縁基材１２６と補強板１２４とを別々に切断した後に熱プレスによって接合する場合、補強板１２４の剛性が低いと熱プレスによって適切に接合することが難しくなるが、本実施形態では、パターン１２７を形成した絶縁基材１２６と補強板１２４とを予め接合してから切断を行うので、補強板１２４に求められる剛性が低くなり、その分、補強板１２４を薄肉化することができる。また、本実施形態では、従来のアルミニウム製の補強板に比べて加工性のよい銅製の補強板１２４を用いているので、切断に用いる金型の寿命を高めることができる。また、薄肉の銅板は流通量が多いため、コストを抑制することができる。
　補強板１２４は、接着層１２５側の面に黒化処理が施され、表面に微細な凹凸が形成されている。これにより、絶縁基材１２６に対する接着力を高めることができるとともに、気泡の発生を抑制することができる。本実施形態においては、おおよそ３～５倍に接着力を高めることができた。また、補強板１２４の接着層１２３側の面は鏡面加工とされている。この面は、接着層１２３を介して筐体１１の底板１１ａと同電位とされれば足りるため、黒化処理は施さなくてもよい。
　なお、上記実施形態において筐体１１は金属製としたが、金属製に限定される訳ではなく、樹脂製とすることも可能である。この場合、筐体１１が特に軽量となり、集光型太陽光発電モジュール１Ｍ全体としても特に軽量となる。なお、樹脂であっても熱伝導性はあるので、一定の放熱性は得られる。特に、高熱伝導性を有する絶縁性フィラー（例えば、アルミナ、シリカ、炭化珪素、酸化マグネシウム等）を添加した樹脂は、熱伝導性に優れ、放熱性が向上するので、好適である。また、樹脂の表面に金属コーティングを施すことにより、表面の熱伝導性を金属と同等に高めることもできる。
　また、上記実施形態において、２次集光部１２２は発電素子１２１とともにフレキシブル基板１２ｆ上に実装したが、２次集光部１２２をフレキシブル基板１２ｆとは別に設けることも可能であり、また、２次集光部そのものを省略することもあり得る。
　パターン１２７と補強板１２４とは、同一の材料であれば銅以外の金属により形成されてもよい。
　表１に示す各層の推奨値や適用範囲は一例であり、必ずしも限定されるものではなく、各層の素材によっても変化するものである。特に、補強板については、放熱性、軽量化、柔軟性、コストの観点で、従来のアルミニウム製の補強板と略同等か、少なくとも１つが優れた結果を得ることができる厚さ又はその範囲が設定されればよい。
　なお、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
１　　　　：集光型太陽光発電パネル
１Ｍ　　　：集光型太陽光発電モジュール
２　　　　：支柱
３　　　　：架台
１１　　　：筐体
１１ａ　　：底板
１１ｂ　　：鍔部
１２　　　：フレキシブルプリント配線板
１２ｆ　　：フレキシブル基板
１３　　　：１次集光部
１３ｆ　　：フレネルレンズ
１４　　　：コネクタ
１００　　：集光型太陽光発電装置
１２１　　：発電素子
１２１ａ　：リードフレーム
１２２　　：２次集光部
１２３　　：接着層
１２３’　：接着層
１２４　　：補強板（補強層）
１２４’　：補強板（補強層）
１２５　　：接着層
１２５’　：接着層
１２６　　：絶縁基材（絶縁層）
１２６’　：絶縁基材（絶縁層）
１２７　　：パターン（導電層）
１２７’　：パターン（導電層）
１２８　　：カバーレイ（保護層）
１２８’　：カバーレイ（保護層）

Claims (10)

  1. 　発電素子が接続される導電層と、
    　絶縁性を有する絶縁層と、
    　この絶縁層を補強する補強層とを備え、
    　前記導電層、前記絶縁層、及び前記補強層がこの順で接合され、
    　前記補強層が、前記導電層と同一材料により形成されている、集光型太陽光発電モジュール用のフレキシブルプリント配線板。
  2. 　前記導電層及び前記補強層が、銅製である、請求項１に記載のフレキシブルプリント配線板。
  3. 　前記絶縁層に接合される前記補強層の一面に黒化処理が施されている、請求項１又は請求項２に記載のフレキシブルプリント配線板。
  4. 　前記補強層の厚さが、３０～１４０μｍの範囲で設定されている、請求項２に記載のフレキシブルプリント配線板。
  5. 　前記発電素子が接続される前記導電層の面を、前記発電素子を避けた状態で覆う保護層が設けられている、請求項１～請求項４のいずれか１項に記載のフレキシブルプリント配線板。
  6. 　前記絶縁層が接合される面とは反対側の前記補強層の面には、集光型太陽光発電モジュールの筐体に接合させるための接着層が設けられている、請求項１～請求項５のいずれか１項に記載のフレキシブルプリント配線板。
  7. 　発電素子が接続される導電層と、
    　絶縁性を有する絶縁層と、
    　この絶縁層を補強する補強層と、を備え、
    　前記導電層、前記絶縁層、及び前記補強層がこの順で接合され、
    　前記導電層と前記補強層とが銅製であり、
    　前記補強層の厚さが、３０～１４０μｍの範囲で設定されている、集光型太陽光発電モジュール用のフレキシブルプリント配線板。
  8. 　取付面を有する筐体と、前記取付面に接合される請求項１～請求項６のいずれか１項に記載のフレキシブルプリント配線板と、このフレキシブルプリント配線板の発電素子に対応して前記筐体に取り付けられ、太陽光を前記発電素子に集光するレンズ要素と、を備えている集光型太陽光発電モジュール。
  9. 　請求項８に記載の集光型太陽光発電モジュールを複数個集合させてなる集光型太陽光発電パネル。
  10. 　発電素子が接続される導電層と、絶縁性を有する絶縁層と、前記導電層と同一材料により形成され、前記絶縁層を補強する補強層とを接合し、集光型太陽光発電モジュール用のフレキシブルプリント配線板の中間材料を形成する工程、及び
    　前記中間材料を所望の形状に切断加工する工程と、を含む、フレキシブルプリント配線板の製造方法。
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