导电体连接用部件的制作方法

专利名称：导电体连接用部件的制作方法
技术领域：
本发明涉及导电体连接用部件、连接结构和太阳能电池组件。
背景技术：
太阳能电池组件具有以下结构多个太阳能电池单元通过与其表面电极电连接的配线部件而串联和/或并联连接。电极和配线部件的连接以往使用焊料(例如，参照专利文献I )。焊料由于在导通性和粘着强度等连接可靠性上优异，廉价且有通用性，因此被广泛的 应用。 而另一方面，从保护环境的角度出发，正在研究不使用焊料的配线连接方法。例如，在下述专利文献2和3中公开了使用糊状或薄膜状导电性粘接剂的连接方法。专利文献I :日本特开2004-204256号公报专利文献2 日本特开2000-286436号公报专利文献3 :日本特开2005-101519号公报

发明内容
本发明要解决的问题但是，使用专利文献I记载的焊料的连接方法中，由于焊料的熔融温度通常为230 260°C左右，因此连接所伴随的高温或焊料的体积收缩给太阳能电池单元的半导体结构带来不良影响，容易产生所制造的太阳能电池组件的特性恶化。进而，由于最近的半导体基板的薄型化，更容易发生电池单元的破裂或翘曲。另外，使用焊料的连接，由于难以控制电极和配线部件间的距离，因此，难以充分获得组装时的尺寸精度。如果得不到充分的尺寸精度，在组装工序时会导致产品成品率的下降。另一方面，使用如专利文献2和3记载的导电性粘接剂进行电极和配线部件的连接方法，与使用焊料的情况相比，由于能够进行低温下的粘接，因此认为可以抑制高温加热导致的对太阳能电池的不良影响。但是，由该方法制作太阳能电池组件时，需要对所有的电极重复以下的工序首先，在太阳能电池单元的电极上涂布或层积糊状或薄膜状的导电性粘接剂，从而形成粘接剂层，然后，将配线部件与形成的粘结剂层进行位置对齐后，进行粘接。因此，有连接工序烦杂，太阳能电池组件生产率降低这样的问题。另外，专利文献2和3所述的方法，没有考虑被粘接物的表面状态的影响，有得不到充分连接可靠性(特别在高温高湿下的连接可靠性)的情况。本发明是基于上述情况而完成的，其目的在于提供一种导电体连接用部件，其不仅可以实现将互相分离的导电体彼此电连接时的连接工序简化，而且可以得到优异的连接可靠性。另外，本发明的目的在于提供一种可以兼顾优异生产率和高连接可靠性的连接结构和太阳能电池组件。解决问题的方法为了解决上述问题，本发明提供一种导电体连接用部件，其具备在主面的至少一面上具有粗化面的金属箔和在该金属箔的粗化面上形成的粘接剂层。利用本发明的导电体连接用部件，将导电体连接用部件的一部分以粗化面与应连接的导电体相对的方式来配置，在相对的方向上对其加热加压，与此相同地，对导电体连接用部件的其它部分和其它导电体进行加热加压，从而可以电连接且粘接金属箔和各导电体，可以实现将互相分离的导电体彼此电连接时的连接工序简化，同时，得到优异的连接可靠性成为可能。本发明人等认为得到上述效果的理由如下通过本发明的导电体连接用部件具有 上述结构，可以在导电体和具有作为电连接各导电体的配线部件的作用的金属箔之间容易地设置控制了厚度的粘接剂层，良好的粘接成为可能，与使用焊料的情况相比，可以在更低温度下(特别是200°C以下)连接导电体和金属箔，可以充分抑制设置导电体的基材的破裂或翘曲，以及导电体和金属箔的导通由于金属箔粗化面的突起而变得容易获得，从而导电体的表面状态的影响被降低。就本发明的导电体用连接部件来说，从提高导电体和金属箔的导电性的观点出发，将形成有粘接剂层的上述粗化面的最大高度设为Ry Um)时，粘接剂层的厚度t (um)优选为Ry的3倍以下。本说明书中，最大高度是按照JIS-B0601-1994的基准导出的值，通过由超深度形状测定显微镜(例如，KEYENCES社制，超深度形状测定显微镜“VK-8510”等)观察，和由图像测量 分析软件算出而导出。另外，粘接剂层的厚度是由微型测量仪测定的值。另外，本发明的导电体用连接部件中，粘接剂层优选含有潜伏性固化剂。进而，本发明的导电体用连接部件中，粘接剂层优选含有导电粒子。另外，上述粘接剂层含有导电粒子，将形成有粘接剂层的上述粗化面的最大高度设为Ry (Pm)时，导电粒子的平均粒径D (Pm)优选为Ry以下。这种情况下，可以增加连接时的接触点数而可以得到低电阻化效果，通过防止连接部中气泡的混入，可以进一步提高连接可靠性。另外，上述粘接剂层含有导电粒子时，将形成有粘接剂层的上述粗化面的十点平均粗糙度设为Rza ( Pm)，被连接的导电体的与粘接剂层相接的面的十点平均粗糙度设为Rzb ( y m)时,导电粒子的最大粒径rmax ( ii m)优选为Rza与Rzb的和以下。通过根据应连接的导电体的表面粗糙度和金属箔的表面粗糙度如上述那样设定导电粒子的最大粒径，从而，虽然使用具有更广粒径分布的导电粒子，但能够得到充分的粘接性和优异的导电性，与使用多用于该种用途的均一粒径的导电粒子的情况相比，可以以更低成本实现连接可靠性的提闻。本说明书中，十点平均粗糙度是指按照JIS-B0601-1994的基准导出的值，通过由超深度形状测定显微镜(例如，KEYENCES社制，超深度形状测定显微镜“VK-8510”等)观察，和由图像测量 分析软件算出而导出。另外，就本发明的导电体用连接部件来说，从得到更高水平的连接可靠性的观点出发，上述粘接剂层含有潜伏性固化剂和导电粒子，将形成有粘接剂层的粗化面的最大高度设为Ry (Pm)时，导电粒子的平均粒径D (Um)SRy以下，且将形成有粘接剂层的粗化面的十点平均粗糙度设为Rza( u m)，被连接的导电体的与粘接剂层相接的面的十点平均粗糙度设为Rzb ( V- m)时,导电粒子的最大粒径rmax ( V- m)优选为Rza与Rzb的和以下。另外，上述粘接剂层含有潜伏性固化剂的情况下，将形成有粘接剂层的上述粗化面的最大高度设为Ry ( U m)时,潜伏性固化剂的 平均粒径Dc (Um)优选为Ry以下。通过使潜伏性固化剂的平均粒径为粗化面的最大高度以下，可以抑制对保管中的导电体连接用部件施加压力时潜伏性固化剂功能的降低，能够实现在充分确保导电体连接用部件的保存稳定性的同时提高粘接性。上述条件对于将导电体连接用部件制成胶带卷叠体情况下确保保存稳定性特别有效。将本发明的导电体连接用部件来说，优选上述金属箔为带状。这种情况下，容易形成符合连接部的一定宽度，并且在长度方向上使之连接的连接时的自动化变得容易等，可以获得对连接工序的简化有效的效果。另外，就本发明的导电体连接用部件来说，从导电性或耐腐蚀性、可挠性等观点出发，金属箔优选含有从Cu、Ag、Au、Fe、Ni、Pb、Zn、Co、Ti、Mg、Sn和Al中选出的I种以上金属。另外，就本发明的导电体连接用部件来说，从粘接剂层的形成容易性、加工时的粗糙度保持性等观点出发，上述粗化面的十点平均粗糙度Rza ( u m)优选为30 y m以下。本发明提供一种连接结构，其通过将本发明的导电体连接用部件和导电体按照使导电体连接用部件的粗化面和所述导电体隔着所述粘接剂层而相对的方式来配置并对它们加热加压而得到，该连接结构电连接且粘接金属箔和导电体。根据本发明的连接结构，通过本发明的导电体连接用部件，在导电体上电连接作为配线部件的金属箔，因而可以简化连接工序，且可以得到优异的连接可靠性。如果将这样的本发明连接结构应用于需要配线连接的电气 电子部件(特别是太阳能电池组件)中，则能够实现部件生产性的提高和连接可靠性的提高。就本发明的连接结构来说，导电体的与金属箔连接的面具有表面粗糙度，优选导电体的表面粗糙部的突起和金属箔的粗化面的突起接触。另外，本发明提供一种太阳能电池组件，其为具备多个具有表面电极的太阳能电池单元的太阳能电池组件，太阳能电池单元彼此之间通过用粘接部件粘接在所述表面电极上的金属箔进行电连接，金属箔的与表面电极相接的面为粗化面，金属箔通过上述本发明的导电体连接用部件来设置。根据本发明的太阳能电池组件，通过介由以本发明的导电体连接用部件设置的金属箔将太阳能电池单元彼此连接，使制造容易，且可以得到优异连接可靠性。因此，根据本发明的太阳能电池，可以兼顾优异的生产性和高连接可靠性。本发明的太阳能电池组件中，优选用树脂被覆金属箔的与表面电极相接的面以外的一部分或全部。这种情况下，可以有效防止由金属箔和其它导电部件的接触而引起的电短路(short)，并且，由于能够防止金属箔的腐蚀，因而可以提高金属箔的耐用性。另外，本发明的太阳能电池组件为通过上述导电体连接用部件即在两主面具有粗化面的金属箔的两粗化面上设置有粘接剂层的导电体连接用部件将太阳能电池单元彼此串联连接而成的太阳能电池组件时，各粘接剂层可以兼具粘接金属箔和电极的功能，以及作为被覆金属箔的树脂的功能，这种太阳能电池组件是高可靠性的，同时容易制造。发明的效果根据本发明，可以提供一种导电体连接用部件，其不仅可以实现将互相分离的导电体彼此电连接时的连接工序简化，而且可以得到优异连接可靠性。另外，根据本发明，可以提供一种可以兼顾优异的生产性和高连接可靠性的连接结构和太阳能电池组件。


图I为显示本发明涉及的导电体连接用部件的一个实施方式的示意截面图。图2为显示本发明涉及的导电体连接用部件的其它实施方式的示意截面图。图3为用于说明被连接的电极的表面粗糙度和金属箔粗化面的表面粗糙度与粘 接剂层厚度之间关系的图。图4为用于说明被连接的电极的表面粗糙度和金属箔粗化面的表面粗糙度与粘接剂层厚度之间关系的图。图5为用于说明被连接的电极的表面粗糙度和金属箔粗化面的表面粗糙度与粘接剂层厚度之间关系的图。图6为显示实施方式涉及的连接结构的示意截面图。图7为显示实施方式涉及的太阳能电池组件要部的示意图。图8为显示实施方式涉及的太阳能电池组件一部分的示意图。
具体实施例方式以下，根据需要参照附图，详细说明本发明的优选实施方式。另外，附图中，同一要素赋予同一符号，省略重复说明。上下左右等位置关系没有特别的限定时，为基于附图所示位置关系。进一步，附图的尺寸比例不限于图示的比例。图I为显示本发明涉及的导电体连接用部件的一个实施方式的示意截面图。图I所示的导电体连接用部件10具备两主面为粗化面la、lb的带状金属箔I、以及设置在金属箔两粗化面上的第I粘接剂层2和第2粘接剂层3，具有带粘接剂的金属箔胶带的形态。另夕卜，图2为显示本发明涉及的导电体连接用部件的其它实施方式的示意截面图。图2所示的导电体连接用部件20具被主面的一面为粗化面Ia的带状金属箔I、以及设置在金属箔粗化面上的第I粘接剂层2。另外，导电体连接用部件20的粘接剂层2含有潜伏性固化剂4和导电粒子5。金属箔的两面设置有粘接剂层的导电体连接用部件10，在制作后述的太阳能电池组件时，可以容易地进行连接太阳能电池单元的表面电极和设置在相邻的太阳能电池单元背面的表面电极(背面电极)的连接工序。即，由于在两面设置有粘接剂层，因此不用翻转导电体连接用部件，就可以连接表面电极和背面电极。另外，不参与和电极连接的粘接剂层，通过发挥作为金属箔的被覆材的功能，可以有效的防止由金属箔和其它导电部件的接触而引起的电短路(short)，另外，由于能够防止金属箔的腐蚀，因而可以提高金属箔的耐用性。即使将导电体连接用部件10用于对设置在同一面上的导电体彼此进行连接的情况，也可以得到这样的效果。
另一方面，就在金属箔的单面设置有粘接剂层的导电体连接用部件20来说，部件容易制作，在成本方面是优异的，适于对设置在同一面上的导电体彼此进行连接的情况等。导电体连接用部件10、20具有带粘接剂的金属箔胶带的形态，作为胶带卷叠时，优选在粘接剂层的面上设置脱模纸等隔膜，或者，在导电体连接用部件20的情况下，优选在金属箔I的背面设置硅等背面处理剂层。作为金属箔1，例如可以举出含有从Cu、Ag、Au、Fe、Ni、Pb、Zn、Co、Ti、Mg、Sn和Al
中选出的I种以上金属的金属箔，以及将它们层叠而成的金属箔。本实施方式中，铜箔和铝箔的导电性优异，因而优选。金属箔I的粗化面可以通过例如采用研磨粉或辊等的物理方法、蚀刻等化学方法等公知的表面粗化方法来设置。金属箔I的厚度可以为5 150iim左右。将本实施方式的导电体连接用部件作 为胶带来卷叠时，从变形性和操作性的角度出发，优选金属箔的厚度为20 IOOym左右。另外，金属箔的厚度薄，强度不足时，可以由塑料薄膜等进行增强。作为本实施方式中使用的金属箔，设置有电化学上不规则的微细凹凸的一般被称为电解箔的物质容易购得，因而是适宜的。特别是作为印刷配线板材料的镀铜膜层积板中使用的电解铜箔，作为通用材料容易购得，在经济上也是适宜的。该电解铜箔通常为突起部底边面积为平均10 500 u m2左右。对粗化面的粗糙度没有特别的限定，但是，粗糙度如果变大，有难以形成粘接剂层，加工时难以充分保持粗糙度的倾向，粗糙度如果过小，由于难以得到充分的导电性，因此最大高度Ry优选为3 ii m 35 ii m。另外，从粘接剂层的形成容易性或加工时的粗糙度保持性的观点出发，粗化面的最大高度Ry优选为30 y m以下，更优选为25 y m以下。以十点平均粗糙度设定粗化面的适宜粗糙度时，粗化面十点平均粗糙度Rza优选为30 y m以下，更优选为25 iim以下，特别优选为15iim以下。作为粘接剂层2、3，可以广泛应用含热塑性材料或通过热或光而显示固化性的固化性材料形成的粘接剂层。本实施方式中，从连接后的耐热性或耐湿性优异出发，粘接剂层优选含有固化性材料。作为固化性材料，可以举出热固化性树脂，可以使用公知的材料。作为热固化性树脂，例如可以举出环氧树脂、苯氧基树脂、丙烯酸树脂、酚树脂、三聚氰胺树月旨、聚氨酯树脂、聚酯树脂、聚酰亚胺树脂、聚酰胺树脂等。其中，从连接可靠性的观点出发，优选在粘接剂层中含有环氧树脂、苯氧基树脂和丙烯酸树脂中的至少一种。另外，粘接剂层2、3优选含有热固化性树脂和该热固化性树脂的潜伏性固化剂。潜伏性固化剂的由热和/或压力而产生的反应开始活性点比较明确，对于加热加压伴随的连接方法是适宜的。进一步，粘接剂层2、3更优选含有环氧树脂和环氧树脂的潜伏性固化齐U。由含有潜伏性固化剂的环氧系粘接剂形成的粘接剂层由于可以短时间固化，连接操作性良好，在分子结构上的粘接性优异，因此特别优选。作为上述环氧树脂，可以举出双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚S型环氧树脂、苯酚线型酚醛环氧树脂、甲酚线型酚醛环氧树脂、双酚A线型酚醛环氧树脂、双酚F线型酚醛环氧树脂、脂环式环氧树脂、缩水甘油酯型环氧树脂、缩水甘油胺型环氧树脂、乙内酰脲型环氧树脂、异氰脲酸酯型环氧树脂、脂肪族链状环氧树脂等。这些环氧树脂可以被卤化，也可以加氢。这些环氧树脂可以并用2种以上。
作为潜伏性固化剂，可以举出阴离子聚合性催化剂型固化剂、阳离子聚合性催化剂型固化剂和加成聚合型固化剂等。这些可以单独使用或作为2种以上混合物来使用。在这些中，从快速固化性优异，不需要考虑化学当量的角度出发，优选阴离子或阳离子聚合性催化剂型固化剂。作为阴离子或阳离子聚合性的催化剂型固化剂例如可以举出叔胺类、咪唑、酰肼系化合物、三氟化硼-胺络合物、鎗盐(硫鎗盐、铵盐等)、氨基酰亚胺、二氨基马来腈、三聚氰胺及其衍生物、多元胺的盐、双氰胺等，也可以使用这些的改性物。作为加成聚合型的固化剂可以举出多元胺类、多硫醇类、多元酚和酸酐等。使用叔胺类或咪唑类作为阴离子型聚合性催化剂型固化剂时，环氧树脂通过在160°C 200°C左右的中温下进行数10秒 数小时左右的加热来进行固化。因此，可使用时间(储存期)比较长，因而优选。作为阳离子聚合性催化剂型固化剂，优选通过照射能量线而使环氧树脂固化的感光性鎗盐(主要使用芳香族重氮鎗盐、芳香族硫鎗盐等)。作为通过能量线照射以外的加热来进行活性化而使环氧树脂固化的固化剂，有脂肪族硫鎗盐等。这种固化剂由于具有快速固化性的特点，因此优选。用聚氨酯系、聚酯系等高分子物质或镍、铜等金属薄膜和硅酸钙等无机物被覆这些固化剂而进行了微囊化的物质，由于可以延长可使用时间，因此优选。粘接剂层的活性温度优选为40°C 200°C，更优选为50°C 150°C。活性温度如果不到40°C，则与室温(25°C )的温差小，连接用部件的保存需要低温，而另一方面，如果超过200°C，对连接部分以外的部件容易产生热影响。另外，粘接剂层的活性温度是将粘接剂层作为试样，用DSC (差示扫描量热仪)，从室温以10°C /分钟升温时的发热峰温度。另外，就粘接剂层的活性温度而言，如果设定在低温侧，虽然反应性提高，但是有保存性降低的倾向，因此优选考虑这些来决定。即，通过本实施方式的导电体连接用部件，可以通过粘接剂层的活性温度以下的热处理而临时连接到设置在基板上的导电体上，可以得到带金属箔和粘接剂层的基板。然后，通过将粘接剂层的活性温度设定在上述范围内，在充分确保粘接剂层的保存性的同时，在加热到活性温度以上时容易实现可靠性优异的连接。由此，能够更有效地实现将临时连接品汇集后一起进行固化等的2阶段固化。另外，制作像上述这样的临时连接品时，在活性温度以下几乎没有伴随着固化反应的粘接剂层的粘度上升，因此，对电极的微细凹凸的填充性优异，可以得到容易进行制造管理这样的效果。就本实施方式的导电体连接用部件而言，利用金属箔的粗化面的粗糙度可以得到厚度方向的导电性，但从增加连接时凹凸面的数量，增加接触点数的角度出发，粘接剂层优选含有导电粒子。作为导电粒子，没有特别的限定，例如可以举出金粒子、银粒子、铜粒子、镍粒子、镀金镍粒子、金/镀镍塑料粒子、镀铜粒子、镀镍粒子等。另外，导电粒子，从导电粒子对于连接时被粘附物表面凹凸的埋入性的观点出发，优选具有毛栗状或球状的粒子形状。即，像这样形状的导电粒子，即使是对于金属箔或被粘附物表面的复杂凹凸形状，其埋入性也高，对于连接后的振动或膨胀等变动的追随性高，可以进一步提高连接可靠性。本实施方式的导电粒子，粒径分布为I 50 iim左右，可以优选使用I 30 ii m范围的导电粒子。
粘接剂层中所含的导电粒子的含量只要是在不显著降低粘接剂层粘接性的范围内就可以，例如，以粘接剂层总体积作为基准，可以为10体积％以下，优选为0. I 7体积％。在本实施方式的导电体用连接部件中，上述粘接剂层含有导电粒子的情况时，从高水平的兼顾粘接性和导电性的观点出发，形成有粘接剂层的粗化面的最大高度设为Ry(U m)时，导电粒子的平均粒径D ( u m)优选为Ry以下。由此，能够增加连接时的接触点数从而得到低电阻化的效果，通过防止在连接部内混入气泡，从而能够进一步提高连接可靠性。另外，上述粘接剂层含有导电粒子的情况下，将形成有粘接剂层的粗化面的十点平均粗糙度设为Rza( Pm)，将被连接的导电体的与粘接剂层相接的面的十点平均粗糙度设为Rzb ( y m)时,导电粒子的最大粒径rmax ( ii m)优选小于等于Rza和Rzb之和,导电粒子的最大粒径(Pm)更优选为小于等于Rza。通过如上所述地根据要连接的导电体的表面粗糙度和金属箔的表面粗糙度来设定导电粒子的最大粒径，从而使用具有更广的粒径分布(例如，I 50 ii m，优选为I 30 ii m的范围)的导电粒子而能够得到充分的粘接性和优 异的导电性，与使用在这种用途中常用的均一粒径的导电粒子相比，可以在更低成本下实现连接可靠性的提高。另外，本实施方式的导电体连接用部件中，从达到更高水平的连接可靠性的观点出发，优选上述粘接剂层含有潜伏性固化剂和导电粒子，将形成有粘接剂层的粗化面的最大高度设为Ry (Pm)时，导电粒子的平均粒径D (Um)SRy以下，且将形成有粘接剂层的粗化面的十点平均粗糙度设为Rza( ym)，将被连接的导电体的与粘接剂层相接的面的十点平均粗糙度设为Rzb ( V- m)时,导电粒子的最大粒径rmax ( V- m)优选为小于等于Rza和Rzb之和。另外，本实施方式的导电体连接用部件中，粘接剂层含有潜伏性固化剂的情况下，将形成有粘接剂层的粗化面的最大高度设为Ry (um)时，潜伏性固化剂的平均粒径Dc(U m)优选为Ry以下。通过使潜伏性固化剂的平均粒径小于等于粗化面的最大高度，可以抑制在对保管中的导电体连接用部件施加压力时潜伏性固化剂功能的下降，能够在充分确保导电体连接用部件的保存稳定性的同时达到粘接性的提高。上述条件对将导电体连接用部件形成为胶带卷叠体时的保存稳定性的确保特别有效。另外，粘接剂层含有潜伏性固化剂和导电粒子时，由保存性的提高或通过粘接剂层的表面更平衡而能够兼顾粘接性和导电性的角度出发，进一步优选潜伏性固化剂的平均粒径Dc比导电粒子的平均粒径D小。本说明书中，导电粒子的平均粒径D是通过下式求出的值。潜伏性固化剂的平均粒径Dc也是用同样的方法求出的值。[数学式I]D=E nd/ E n这里，式中n表示最大粒径为d的粒子的数目。作为粒径的测定方法，可以举出通常使用的电子显微镜或光学显微镜、库尔特颗粒计数仪、光散射法等。另外，粒子具有纵横比时，d采用中心径。本发明中，优选用电子显微镜对最少10个以上的粒子进行测定。本实施方式中，粘接剂层厚度是以距离粗化面的底部(凹部)的平均距离作为基准来适宜地设定的，但是从粘接性方面考虑，优选越厚越好，从导电性方面考虑，优选越薄越好。如果考虑这两种特性，则粘接剂层的厚度优选为5 50 y m，从进一步提高连接可靠性方面考虑，更优选为9 45 Ii m。另外，本实施方式的导电体连接用部件中，粘接剂层的厚度t ( Pm)优选根据连接的导电体的表面状态来设定。以下，将导电体的表面状态大致分为3组，参照附图对各自情况下的适宜的粘接剂层厚度进行说明。图3 5是用于说明被连接的电极的表面粗糙度和金属箔粗化面的表面粗糙度与粘接剂层厚度之间关系的图。图3表示被连接的导电体为具有几乎平滑的被粘接面7a的电极6a的情况。另外，图5表示被连接的导电体为具有被粘接面7c的电极6c的情况，被粘接面7c的粗糙度与金属箔粗化面的最大高度Ry同等程度。另外，图4表示被连接的导电体为具有被粘接面7c的电极6b的情况，所述被粘接面7c的粗糙度水平在图3所示的几乎平滑的被粘接面7a和图5所示的与金属箔粗化面的最大高度Ry同等程度粗糙度的粘接面7c之间。 图3中，金属箔I的粗化面的突起和被粘接面7a接触时，优选将粘接剂层的厚度ta ( um)设定为与金属箔的粗化面的最大高度Ry ( U m)几乎相同，以使粘接面7a的底部9a和金属箔I粗化面的底部8之间充分地被粘接剂填充。具体来说，粘接剂层的厚度ta优选如下设定以跟导电体的与粘接剂层相接的面的最大高度(U m)几乎相同的值(ta/Ry=约1.0的值)作为中心值，在其前后设置安全宽度。其中，安全宽度例如可以考虑以下因素来设定作为被连接的导电体的电极面的形状和粗糙度，金属箔的粗糙度和形状，粘接剂层的流动特性，以及连接时的粘接剂的露出量等因素来设定。本实施方式中，优选将安全宽度的范围设定为使上述ta/Ry在0. 7 I. 2左右的范围内。这时，容易灵活使用金属箔粗化面的凹凸，因此优选。图4的情况，金属箔I的粗化面的突起和被粘接面7b接触时，优选将粘接剂层的厚度tb ( u m)设定为金属箔粗化面的最大高度Ry ( i! m)的I 2倍，以使被粘接面7b的底部9b和金属箔I的粗化面的底部8之间充分地被粘接剂所填充。图5的情况，金属箔I的粗化面的突起和被粘接面7c接触时，优选将粘接剂层的厚度tc ( u m)设定为金属箔的粗化面的最大高度Ry ( y m)的2 3倍，以使被粘接面7c的底部9c和金属箔I的粗化面的底部8之间充分地被粘接剂所填充。如果考虑如图3所示的情况或通过非定型的微小凹凸的接触而得到导电性的图4和图5所示的情况等导电体表面粗糙度的影响以及粘接剂的流动性等，则在将形成有粘接剂层的上述粗化面的最大高度为Ry ( um)时，从得到高连接可靠性方面考虑，粘接剂层的厚度t ( ii m)优选为Ry的3倍以下，更优选为0. 7 3倍。粘接剂层的厚度t ( u m)如果超过Ry的3倍，则难以得到充分的导电性。另外，粘接剂层的厚度t (ym)如果不到Ry的
0.7倍，则难以得到充分的粘接性。另外，本发明人等认为，通过如上所述地以金属箔粗化面的最大高度为基准来设定粘接剂层的厚度从而能够容易得到高连接可靠性的理由是金属箔和导电体的间隔很大程度上依赖于金属箔表面的凹凸粗糙度的高低差最大的部分，即Ry，因此，通过以该Ry作为指标来设定粘接剂层的厚度，即使在导电体表面状态为不均匀的情况下，也可以更确实且容易地兼顾填充性和导电性双方。对于粘接剂层2、3，除了上述成分以外，还可以含有固化剂，固化促进剂，以及用于改善和设置有导电体的基材的粘接性或湿润性的硅烷系偶联剂、钛酸酯系偶联剂或铝酸酯系偶联剂等改性材料，或者用于提高导电粒子的分散性的磷酸钙或碳酸钙等分散剂，用于抑制银或铜迁移等的螯合材料等。以上说明的本实施方式的导电体连接用部件通过配置在导电体上，进行加热加压，不仅可以粘接金属箔和导电体，而且能够实现在通电时金属箔和导电体间显示KT1Q/cm2以下程度的低电阻性的导通。本实施方式的导电体连接用部件适宜作为用于将多个太阳能电池彼此之间串联和/或并列连接的连接用部件。接下来，对使用本实施方式的导电体连接用部件的导电体的连接方法进行说明。第I实施方式涉及的导电体连接方法是使用导电体连接用部件10电连接互相分离的第I导电体和第2导电体的方法，包括如下两个工序配置导电体连接用部件10的一部分和第I导电体，使导电体连接用部件10的粗化面Ia和第I导电体隔着第I粘接剂层 2相对，对它们加热加压，金属箔I和第I导电体被电连接并被粘接的第I工序；以及，配置导电体连接用部件10的其它部分和第2导电体，使导电体连接用部件10的粗化面Ib和第2导电体隔着第2粘接剂层3相对，对它们加热加压，金属箔I和第2导电体被电连接并被粘接的第2工序。由此，第I导电体和第2导电体通过粘接在导电体上的金属箔I而被电连接。本实施方式的导电体连接方法例如适于将多个太阳能电池单元彼此之间串联连接。另外，上述第I工序和第2工序可以同时进行，也可以按第I工序和第2工序的顺序或其相反的顺序进行。另外，上述第2工序也可以是配置导电体连接用部件10的其它部分和第2导电体，使导电体连接用部件10的粗化面Ia和第2导电体隔着第I粘接剂层2相对，对它们加热加压，金属箔I和第2导电体被电连接并被粘接。这种情况适于例如将多个太阳能电池单元彼此之间并联连接的情况等。第2实施方式涉及的导电体连接方法是使用导电体连接用部件20电连接互相分离的第I导电体和第2导电体的方法，包括如下两个工序配置导电体连接用部件20的一部分和第I导电体，使导电体连接用部件20的粗化面Ia和第I导电体隔着第I粘接剂层2相对，对它们加热加压，金属箔I和第I导电体被电连接并被粘接的第I工序；以及，配置导电体连接用部件20的其它部分和第2导电体，使导电体连接用部件20的粗化面Ia和第2导电体隔着第I粘接剂层2相对，对它们加热加压，金属箔I和第2导电体被电连接并被粘接的第2工序。由此，第I导电体和第2导电体通过粘接在导电体上的金属箔I而被电连接。另外，上述第I工序和第2工序可以同时进行，也可以按第I工序和第2工序的顺序或其相反的顺序进行。本实施方式的导电体连接方法适于例如将多个太阳能电池单元彼此之间并联连接的情况等。作为上述第I实施方式和第2实施方式涉及的导电体连接方法中的导电体，例如可以举出太阳能电池单元的母线电极、电磁波屏蔽的屏蔽配线或接地电极、短路模式用途的半导体电极或显示电极等。作为太阳能电池单元的母线电极，可以举出作为可以电导通的公知的材质的通常含有银的玻璃胶或在粘接剂树脂中分散有各种导电粒子的银胶、金胶、碳胶、镍胶、铝胶和通过烧成或蒸镀而形成的ITO等，从耐热性、导电性、稳定性和成本的观点出发，适宜使用含银的玻璃胶电极。另外，太阳能电池单元的情况主要是在由单晶Si、多晶Si、非晶Si的至少一种形成的半导体基板上，通过丝网印刷等分别设置Ag电极和Al电极。这时会有电极表面具有通常3 30 的凹凸的情况。特别是太阳能电池单元中形成的电极，其最大高度Ry为30 ii m左右，十点平均粗糙度Rz为2 30 ii m左右，一般为2 18 y m，粗的情况多。另外，第I实施方式和第2实施方式涉及的导电体连接方法中，上述粘接剂层含有导电粒子时，从高水平地兼顾粘接性和导电性的观点出发，在将形成有粘接剂层的粗化面的最大高度设为Ry ( Pm)时，导电粒子的平均粒径D ( y m)优选为Ry以下。另外，上述粘接剂层含有导电粒子时，在将形成有粘接剂层的粗化面的十点平均粗糙度设为Rza (um),将被连接的导电体的与粘接剂层相接的面的十点平均粗糙度设为Rzb( iim)时，导电粒子的最大粒径rmax ( u m)优选为小于等于Rza和Rzb之和,导电粒子的最大粒径rmax ( u m)更优选为Rza以下。另外，将形成有粘接剂层的粗化面的最大高度为设Ry (Pm)时，从得到高连接可靠性的观点出发，粘接剂层的厚度t ( y m)优选为Ry的3倍以下，更优选为0. 7 3倍。本实施方式涉及的导电体的连接方法中，从得到更高水平的连接可靠性的观点出 发，上述粘接剂层优选含有潜伏性固化剂和导电粒子，在将形成有粘接剂层的粗化面的最大高度设为Ry (Pm)时，导电粒子的平均粒径D (Pm)优选为Ry以下，且在将形成有粘接剂层的粗化面的十点平均粗糙度设为Rza( u m)，将被连接的导电体的与粘接剂层相接的面的十点平均粗糙度设为Rzb ( u m)时,导电粒子的最大粒径rmax ( u m)优选为小于等于Rza和Rzb之和。另外，上述粘接剂层含有潜伏性固化剂时，将形成有粘接剂层的上述粗化面的最大高度为设Ry ( V- m)时，潜伏性固化剂的平均粒径Dc ( V- m)优选为Ry以下。加热温度和加压压力的条件只要是可以确保金属箔和导电体之间的电接触，且导电体和金属箔通过粘接剂层被粘接的范围，就没有特别的限定。另外，该加压和加热的诸条件根据使用的用途、粘接剂层中各成分、设置导电体的基材的材料等来适当选择。例如，粘接剂层是含有热固化性树脂的粘接剂层的情况时，加热温度只要是热固化性树脂发生固化的温度就可以。另外，加压压力只要是在充分密合导电体和金属箔间，且不损伤导电体或金属箔等的范围就可以。进一步，加热加压时间只要是不对设置导电体的基材等过度地传送热，不使这些材料损伤或变质的时间就可以。具体来说，加压压力优选为0. IMPa lOMPa，加热温度为100°C 220°C，加热加压时间优选为60秒以下。另外，这些条件中，越是低压、低温和短时间越是优选的。图6为显示本发明涉及的连接结构的示意截面图。图6所示的连接结构30通过将本实施方式的导电性连接用部件20 (带粘接剂的金属箔胶带)的一部分和导电体的电极，按照使导电体连接用部件的粗化面和电极隔着粘接剂层相对的方式来配置，对它们加热加压而获得；其具有以下结构导电性连接用部件20的金属箔I的粗化面的突起部分的一部分直接接触电极6的突起部，并且金属箔I和电极6通过粘接剂层2的固化物2a而被粘接。另外，连接结构30中，除了金属箔I的粗化面的突起部分的一部分和电极4的突起部接触之外，由导电粒子5产生的接触点也增加。由这样的连接结构，金属箔I和电极6的被粘接面7通过粘接剂的粘接力或固化收缩力而被固定维持，从而金属箔I和电极6间得到的导电性被稳定地维持，可以使导电体彼此之间的连接可靠性充足。如上述的本实施方式的导电体连接用部件作为用于串联和/或并联连接太阳能电池单元彼此之间的连接部件是适宜的。太阳能电池含有太阳能电池组件而构成，该太阳能电池组件为将多个太阳能电池单元串联和/或并联连接，为了耐环境性而夹在强化玻璃等中，用具有透明性的树脂埋充缝隙，且具有外部端子的太阳能电池组件。这里，图7为显示本实施方式的太阳能电池组件要部的示意图，显示互相配线连接有多个太阳能电池组件的结构略图。图7 (a)显示太阳能电池组件的表面侧，图7 (b)显示背面侧，图7 (c)显示侧面侧。如图7 (a) (C)所示，太阳能电池组件100为，多个太阳能电池单元通过配线部件IOa而被相互连接，所述太阳能电池单元在半导体晶片11表面侧形成有栅电极12和母线电极(表面电极)14a、在背面侧形成有背面电极13和母线电极(表面电极)14b形成的。配线部件IOa的一端与作为表面电极的母线电极14a连接，另一端与作为表面电极的母线电极14b连接。配线电极IOa是使用导电性连接用部件10设置的。具体来说，将导电性连接用部件10的一端侧配置在母线电极14a上，使导电体连接用部件10的粗化面Ia和母线电极14a隔着第I粘接剂层2相对，在相对方向上对它们加热加压，将导电性连接用部件10的另一端侧配置在母线电极14b上，使导电体连接用部件10的粗化面Ib和母线电极14b隔着第2粘接剂层3相对，在相对方向上对它们加热加压，从而设置了配线部件10a。本实施方式中，金属箔I和母线电极14a、以及金属箔I和母线电极14b也可以隔着导电粒子而被连接。另外，图8为沿图7 (C)所示的太阳能电池组件的VIII-VIII线的截面图。图8中只显示半导体晶片11的表面侧，省略关于背面侧的构成。本实施方式的太阳能电池组件通过将导电性连接用部件10的一端侧设置在母线电极14a上并进行加热加压工序而制成，其具有金属箔I和母线电极14a被电连接并通过填充在母线电极14a表面粗糙部的粘接剂层2的固化物2a而被粘接的结构。进一步，本实施方式中，金属箔I的与母线电极14a相接的面以外的部分由粘接剂的固化物(优选树脂)被覆。具体来说，金属箔I的与母线电极14a相接的面的相反侧的面由第2粘接剂层3的固化物3a被覆，金属箔I的侧面由因连接时的加热加压而挤出的粘接剂(剩余粘接剂)的固化物15被覆。通过这样的结构，可以有效防止由金属箔和其它导电部件接触所引起的电短路(short)，并且可以防止金属箔的腐蚀，从而可以提高金属箔的耐用性。另外，像本实施方式这样，导电性连接用部件10是胶带状时，部件的宽度与长度方向相比非常小，因此可以使向金属箔侧面方向挤出的粘接剂增多，容易得到增强连接部强度的效果。以上，虽然说明了本发明的适宜的实施方式，但是本发明不受上述实施方式的限定。本发明可以在不脱离其宗旨的范围内，进行各种各样的变形。本发明的导电体连接用部件不仅适用于上述制作太阳能电池的情况，而且适用于例如制作电磁波屏蔽、钽电容器等短路模式、铝电解电容器、陶瓷电容器、功率晶体管、各种传感器、MEMS关联材料、显示器材料的引出配线部件等情况。实施例以下，举出实施例具体说明本发明，但是本发明不受这些实施例的限定。实施例I(I)带粘接剂的金属箔胶带(导电体连接用部件)的制作在175g醋酸乙酯中溶解50g作为成膜材料的苯氧树脂(Inchem社制、商品名、“PKHA”、分子量为25000的高分子量环氧树脂)和20g的环氧树脂(日本化药株式会社制、商品名“EPPN”)，得到溶液。然后，在上述溶液中添加5g作为潜伏性固化剂的在液状环氧树脂中分散有咪唑系微囊的母体胶料型固化剂(旭化成工业株式会社制、商品名“NOVACURE”、平均粒径为2 u m)，得到固体成分为30质量％的粘接剂层形成用涂布液。另外，该涂布液的活性温度为120°C。然后，使用辊涂布机在两面粗化电解铜箔(厚度35iim、表面十点平均表面粗糙度Rza 最大高度Ry 13um)的两面涂布上述粘接剂层形成用涂布液，将其在110°C干燥5分钟，形成厚度为14 u m的粘接剂层，得到层叠体。接下来，将上述层叠体在粘接剂层上一边卷入作为隔离物的聚乙烯膜，一边得到筒状的缠绕卷曲物。将该卷曲物剪裁为宽2. 0_，从而得到带粘接剂的金属箔胶带。(2)使用带导电性粘接剂的金属箔胶带的太阳能电池单元的连接
准备在娃晶片的表面上设置有由银玻璃胶形成的表面电极(宽2mmX长15cm、十点平均表面粗糙度Rzb 最大高度Ry 13um)的太阳能电池单元(厚度150 ym，大小15cmX 15cm)。然后，将由上述得到的带粘接剂的金属箔胶带与太阳能电池单元的表面电极进行位置对齐，使用压接工具(装置名AC-S300、日化设备工程社制)，在170°C、2MPa、20秒的条件下加热加压，来进行粘接。这样得到隔着导电性粘接膜的在太阳能电池单元的表面电极上连接有由电解铜箔形成的配线部件的连接结构。实施例2除了在粘接剂层形成用涂布液中添加2体积％的粒径分布宽度为I 12 ii m (平均粒径7i!m)的毛栗状Ni粉以外，按照与实施例I同样的操作，得到带粘接剂的金属箔胶带。然后，使用该带粘接剂的金属箔胶带，按照与实施例I同样的操作，得到连接结构。另外，所添加的导电粒子是没有进行过粒径均一化处理，具有上述这样广的粒径分布的粒子。实施例3除了使用厚度为100 的单面粗化铜箔(粗化面的十点平均表面粗糙度Rza:12 u m、最大高度Ry :13 y m)作为金属箔，在该铜箔粗化面上设置有粘接剂层以外，按照与实施例I同样的操作，得到带粘接剂的金属箔胶带。然后，将该带粘接剂的金属箔胶带与在表面电极上进行位置对齐，使粗化面和表面电极相对，按照与实施例I同样的操作，得到连接结构。实施例4除了使用厚度为20i!m的单面粗化铝箔(粗化面的十点平均表面粗糙度Rza:12 u m、最大高度Ry : 13 y m)作为金属箔，在该铝箔粗化面上设置有粘接剂层以外，按照与实施例I同样的操作，得到带粘接剂的金属箔胶带。然后，将该带粘接剂的金属箔胶带在表面电极上进行位置对齐，使粗化面和表面电极相对，按照与实施例I同样的操作，得到连接结构。实施例5除了使用厚度为75 iim的两面粗化电解铜箔(表面的十点平均表面粗糙度Rza 2iim、最大高度Ry作为金属箔，使粘接剂层的厚度为9 iim以外，按照与实施例I同样的操作，得到带粘接剂的金属箔胶带。然后，使用该带粘接剂的金属箔胶带，按照与实施例I同样的操作，得到连接结构。实施例6除了使用厚度为75 iim的两面粗化电解铜箔(表面的十点平均表面粗糙度Rza 9iim、最大高度Ry :IOiim)作为金属箔，粘接剂层的厚度为18 y m以外，按照与实施例I同样的操作，得到带粘接剂的金属箔胶带。然后，使用该带粘接剂的金属箔胶带，按照与实施例I同样的操作，得到连接结构。实施例7除了使用厚度为75 iim的两面粗化电解铜箔(表面的十点平均表面粗糙度Rza 20iim、最大高度Ry :25 y m)作为金属箔，使粘接剂层的厚度为20 y m以外，按照与实施例I同样的操作，得到带粘接剂的金属箔胶带。然后，使用该带粘接剂的金属箔胶带，按照与实施例I同样的操作，得到连接结构。·实施例8除了使用厚度为75 iim的两面粗化电解铜箔(表面的十点平均表面粗糙度Rza 20iim、最大高度Ry 25um)作为金属箔，使粘接剂层的厚度为45 y m，使潜伏性固化剂的平均粒径(囊径)为4pm以外，按照与实施例I同样的操作，得到带粘接剂的金属箔胶带。另外，涂布液的活性温度为115°C。接着，使用该带粘接剂的金属箔胶带，作为太阳能电池单兀，使用的是在娃晶片的表面上设置有由银玻璃胶形成的表面电极(宽2mmX长15cm、十点平均表面粗糙度Rzb 18um, Ry 20um)的太阳能电池单元(厚度150 ym、大小为15cmX 15cm)，除此以外，按照与实施例I同样的操作，得到连接结构。实施例9除了在实施例8的粘接剂层形成用涂布液中添加2体积％的粒径分布宽度为I 12 (平均粒径"!!!!!、无分级)的覆塑料粒子(以Ni/Au被覆聚苯乙烯系粒子的表面)以夕卜，按照与实施例8同样的操作，得到带粘接剂的金属箔胶带。然后，使用该带粘接剂的金属箔胶带，按照与实施例8同样的操作，得到连接结构。参考例I除了使用厚度为75 iim的两面粗化电解铜箔(表面的十点平均表面粗糙度Rza 12iim、最大高度Ry : 13 y m)作为金属箔，使粘接剂层的厚度为52 y m以外，按照与实施例I同样的操作，得到带粘接剂的金属箔胶带。然后，使用该带粘接剂的金属箔胶带，按照与实施例I同样的操作，得到连接结构。比较例I除了使用厚度为35iim的平滑电解铜箔(表面的十点平均表面粗糙度Rza
0.2iim、最大高度Ry :0. 3 y m)作为金属箔以外，按照与实施例I同样的操作，得到带粘接剂的金属箔胶带。然后，使用该带粘接剂的金属箔胶带，按照与实施例I同样的操作，得到连接结构。评价对上述实施例I 9、参考例I和比较例I的连接结构，如下述地评价deltaF. F.。结果不于表I。deltaF. F.使用太阳模拟器(WACOM电创社制、商品名“WXS-155S-10”、AM :1. 5G)测定得到的连接结构的IV曲线。另外，将连接结构在85°C、85%RH的高温高湿氛围气下静置1500小时后，同样测定IV曲线。从各IV曲线分别导出F. F.，将从高温高湿氛围气下静置前的F. F.中 减去在高温高湿氛围气下静置后的F.F.而得到的值(F.F. (Oh)-F. F. (1500h))作为Delta(F.F.)，用其作为平均指标。通常，Delta (F. F.)的值如果为0. 2以下，则判断为连接可靠性良好。
权利要求
1.一种导电体连接用部件，其具备在主面的至少一个面上具有粗化面的金属箔和在该金属箔的所述粗化面上 形成的粘接剂层。
全文摘要
本发明提供一种导电体连接用部件，其具备在主面的至少一个面上具有粗化面的金属箔和在该金属箔的所述粗化面上形成的粘接剂层。
文档编号H01L31/0224GK102723381SQ20121021127
公开日2012年10月10日 申请日期2008年5月7日 优先权日2007年5月9日
发明者塚越功, 清水健博, 福岛直树 申请人:日立化成工业株式会社