平角導体及びそれを用いたリード線
【課題】熱膨張が小さく、製造コストが安価な平角導体及び平角導体を用いたリード線を提供するものである。
【解決手段】本発明に係る平角導体１０は、コア用薄板材の両面を導体用薄板材で挟み込んでなるクラッド材で構成される平角導体において、上記導体用薄板材の少なくとも一方のダレ部が上記コア用薄板材の側端部に覆設されているものである。
【解決手段】本発明に係る平角導体１０は、コア用薄板材の両面を導体用薄板材で挟み込んでなるクラッド材で構成される平角導体において、上記導体用薄板材の少なくとも一方のダレ部が上記コア用薄板材の側端部に覆設されているものである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱膨張が小さい平角導体及びその製造方法並びにリード線に係り、特に、リード線に用いる平角導体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池として、基板上にシリコン結晶を成長させた半導体チップが使用されている。この半導体チップを切断、分割してなるシリコン結晶ウェハの所定の領域（接点領域）に、はんだ付けなどにより接続用リード線が接合され、この接続用リード線を通じて電力が伝送（出力）される。
【０００３】
通常、接続用リード線として、導体の表面に、ウェハとの接続のためのはんだメッキ膜が形成される。例えば、導体としては、タフピッチ銅や無酸素銅などの純銅の平角導体を用い、はんだメッキ膜としては、Ｓｎ−Ｐｂ共晶はんだを用いたものがある（例えば、特許文献１参照）。また、近年、環境への配慮から、はんだメッキ膜の構成材として、Ｐｂを含まないはんだ（Ｐｂフリーはんだ）への切り替えが検討されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
ところで、太陽電池を構成する部材の内、シリコン結晶ウェハが材料コストの大半を占めていることから、製造コストの低減を図るべく、シリコン結晶ウェハの薄板化が検討されている。しかし、シリコン結晶ウェハを薄板化すると、接続用リード線のはんだ接合時における加熱プロセスや、太陽電池使用時における温度変化により、シリコン結晶ウェハに破損が生じるおそれがある。これに対処するため、接続用リード線として、熱膨張が小さいもの、また、接続用のはんだメッキ膜としては溶融温度の低いもののニーズが高まっている。
【０００５】
熱膨張が小さいリード線の一例として、インバー（登録商標）などの熱膨張が小さい材料を銅材でクラッドしてなる条（銅−インバー（登録商標）−銅）で、リードフレームを形成したものがある（例えば、特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−２１６６０号公報
【特許文献２】特開２００２−２６３８８０号公報
【特許文献３】特開２００２−１６４５６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、特許文献３記載のリードフレームは、回路形成時に打抜き加工を行うものであるため、無駄になる材料が大量に生じてしまい、製造コストの上昇を招くという問題があった。
【０００８】
また、特許文献３記載のリードフレームなどのように、銅−インバー（登録商標）−銅をクラッドしてなるクラッド材で構成した平角導体を用いたリード線を、シリコン結晶ウェハの接点領域に対してはんだ付けし易いように、引っ張り応力を負荷して直線状に矯正しようとすると、リード線に反りが生じる場合があった。反りが生じたリード線は、シリコン結晶ウェハに対して、良好にはんだ付けを行うことができないという問題があった。
【０００９】
以上の事情を考慮して創案された本発明の一の目的は、熱膨張が小さく、製造コストが安価な平角導体及びその製造方法を提供することにある。
【００１０】
また、本発明の他の目的は、熱膨張が小さく、製造コストが安価な平角導体を用いたリード線を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成すべく本発明に係る平角導体は、コア用薄板材の両面を導体用薄板材で挟み込んでなるクラッド材で構成される平角導体において、上記導体用薄板材の少なくとも一方のダレ部が上記コア用薄板材の側端部に覆設されているものである。
【００１２】
また、本発明に係る平角導体は、コア用薄板材の両面を導体用薄板材で挟み込んでなるクラッド材で構成される平角導体において、体積抵抗率が５．０（μΩ・ｃｍ）以下の上記導体用薄板材の少なくとも一方のダレ部が、熱膨張係数が１０（×１０-6／℃）以下の上記コア用薄板材の側端部に覆設されているものである。
【００１３】
なお、本発明に係る平角導体は、コア用薄板材の両面を導体用薄板材で挟み込んでなるクラッド材を、一対の切断部材の内、少なくとも一方の切断部材の刃のエッジ部を曲面状に面取りした切断装置を用いて切断するものであってもよい。
【００１４】
一方、本発明に係るリード線は、前述した平角導体の外周全体又は外周の一部を、Ｓｎ−Ｐｂはんだ膜や、Ｐｂフリーはんだ膜で被覆したものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、以下に示す効果を発揮する。
(1) 最外表面へのコア用薄板材の露出が全くない平角導体を得ることができる。
(2) 平角導体に引張応力を負荷した際に、反りが生じることがない。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の好適一実施の形態に係る平角導体の横断面図である。
【図２】図１の平角導体を用いたリード線の横断面図である。
【図３】図１の平角導体の製造方法に用いる切断装置の斜視概略図である。
【図４】図１の平角導体の製造方法に用いる切断装置の部分拡大横断面図である。
【図５】本発明の別の好適一実施の形態に係る平角導体の横断面図である。
【図６】図５の平角導体を用いたリード線の横断面図である。
【図７】スリット法による切断方法に用いる切断装置の部分拡大横断面図である。
【図８】クラッド材で構成される平角導体の横断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の好適一実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１８】
（第１の実施の形態）
本発明者らは、以前、図８に示す銅材８１ａ−インバー（登録商標）材８２−銅材８１ｂのクラッド材である平角導体８０に関する特許出願を行った。この平角導体８０は、クラッド材を、金属材料の裁断（切断）法として従来一般的に使われているスリット法を用いて裁断することで得られる。具体的には、図７に示すように、クラッド材７０を、上下一対の回転刃７１ａ，７１ｂを２組（図７中では１組のみ図示）用いて図面と垂直な方向に連続的に切断することで、図８に示した平角導体８０が得られる。
【００１９】
ここで、回転刃７１ａ，７１ｂの各エッジ部７２は、研削等によって鋭利な状態、略直角に仕上げられている。よって、切断により得られる平角導体８０の各切断端面（側端面）８３は、上下面に対して略直角に形成され、各側端面８３において銅材８１ａ，８１ｂとインバー（登録商標）材８２とが完全に露出する。銅材８１ａ，８１ｂとインバー（登録商標）材８２との各接合部は、異種材料接触部であることから、各接合部に水分が接触することによって局部電池化が起こる。その結果、各接合部において腐食が生じるおそれがあった。
【００２０】
そこで、本発明の好適一実施の形態に係る平角導体は、図１に示すように、コア用薄板材１１の両面を導体用薄板材１２ａ，１２ｂで挟み込んでなるクラッド材で構成され、コア用薄板材１１の両側端面（図１中の左右両端面）を各導体用薄板材１２ａ，１２ｂで覆設し（包み込み）、その最外表面におけるコア用薄板材１１の露出を無くしたものである。導体用薄板材１２ａ，１２ｂの各両端は閉じ合わさり、迎合部（閉じ合わせ部）１３が形成される。
【００２１】
平角導体１０は、クラッド材をＡ，Ｂの位置で矢印Ｄ１の方向に切断してなるものである。平角導体１０におけるコア用薄板材１１及び導体用薄板材１２ａ，１２ｂは、幅方向（図１中では左右方向）の両端部が矢印Ｄ１の向きに緩やかに湾曲形成されているが、導体用薄板材１２ａの下面は幅方向全体に亘って平坦に形成されている。
【００２２】
コア用薄板材１１は、熱膨張係数が１０（×１０-6／℃）以下の部材、例えば、Ｆｅ−Ｎｉ合金材で構成され、好ましくはインバー（登録商標）が挙げられる。また、導体用薄板材１２ａ，１２ｂは、体積抵抗率が５．０（μΩ・ｃｍ）以下の部材、例えば、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ａｌ、又はそれらの金属を含む合金材で構成され、コストパフォーマンスを重視する場合はＣｕ又はＣｕ合金が好ましく、低体積抵抗率（高導電性）を重視する場合はＡｇ又はＡｇ合金が好ましい。さらに、コア用薄板材１１は、ビッカース硬度が１５０Ｈｖ以下、導体用薄板材１２ａ，１２ｂは、ビッカース硬度が１００Ｈｖ以下であることが好ましい。
【００２３】
最良の形態の平角導体１０は、インバー（登録商標）で構成されるコア用薄板材１１と、Ａｇ又はＡｇ合金で構成される導体用薄板材１２ａ，１２ｂとを組み合わせて形成したものである。
【００２４】
この図１に示した平角導体１０の外周全体を、図２に示すようにはんだ膜２１でメッキ被覆することで、リード線２０が得られる。ここで、はんだ膜２１による平角導体１０のメッキ被覆は、平角導体１０の外周の一部（例えば、平角導体１０の上面及び下面）だけであってもよい。このリード線２０を、シリコン結晶ウェハ（太陽電池モジュール（図示せず））におけるセル面の所定の接点領域（例えば、Ａｇメッキ領域）及びフレーム部材（例えば、リードフレーム）の所定の接点領域に接続することで、太陽電池アセンブリが得られる。セル面及びリードフレームの所定の接点領域にも、接合用のはんだ膜を設けていてもよい。
【００２５】
はんだ膜２１は、Sn-Pb共晶はんだや、Ｐｂフリーはんだで構成され、好ましくはSn-Ag-Cu系のＰｂフリーはんだが挙げられる。また、Sn-Ag-Cu系のＰｂフリーはんだは、更にＩｎ及び／又はＰを含んでいてもよい。Ｉｎの含有量は1〜10重量％、Ｐの含有量は0.005〜0.015重量％が好ましい。例えば、Sn-Ag-Cu系のＰｂフリーはんだとしては、Sn-3(又は4)Ag-0.5Cu-0.01P、Sn-3(又は4)Ag-0.5Cu-3In、Sn-3(又は4)Ag-0.5Cu-3In-0.01P、Sn-3(又は4)Ag-0.5Cu-5In、Sn-3(又は4)Ag-0.5Cu-5In-0.01P、Sn-3(又は4)Ag-0.5Cu-8In、Sn-3(又は4)Ag-0.5Cu-8In-0.01P、等が挙げられる（単位はいずれも重量％）。
【００２６】
一般に、Ｐｂフリーはんだは、Sn-Pb共晶はんだに比べて溶融温度が高いため、はんだ接合により、接続部材（セル面及びリードフレームの接点領域）へのダメージが懸念される。しかし、Ｐｂフリーはんだの中で、Sn-3Ag-0.5Cu系はんだ及びSn-4Ag-0.5Cu系はんだ（単位はいずれも重量％）は、溶融温度が低いという特長を有している。また、これらのはんだに更にＩｎ及び／又はＰを含ませることによって、はんだの溶融温度を更に低くすることができる。
【００２７】
このため、これらのSn-Ag-Cu系のＰｂフリーはんだを用いることで、はんだ接合時におけるシリコンセルの変形や破損のおそれを低減させることができる。ここで、Ｉｎの含有量を1〜10重量％としたのは、10重量％を超えて含有させると、溶融はんだの粘性が高くなり、はんだ付け作業性が低下するためである。また、Ｐの含有量を0.005〜0.015重量％とすることで、はんだ付け作業時におけるはんだの酸化変色を防止することができるため、接続（はんだ付け）の信頼性を向上させることができる。
【００２８】
はんだ膜２１の膜厚は、平角導体１０の厚さの１／３０〜１／３、好ましくは１／１０〜１／３である。
【００２９】
最良の形態のリード線２０は、インバー（登録商標）で構成されるコア用薄板材１１と、Ａｇ又はＡｇ合金で構成される導体用薄板材１２ａ，１２ｂとを組み合わせて形成した平角導体１０の外周に、平角導体１０の厚さの１／５の膜厚でSn-Ag-Cu系のはんだ膜２１をメッキ被覆したものである。
【００３０】
次に、本実施の形態の作用を説明する。
【００３１】
本実施の形態に係る平角導体１０においては、コア用薄板材１１の外周全体を導体用薄板材１２ａ，１２ｂで覆っていることから、クラッド材であるにも関わらず、その最外表面に異種材料接触部は全く露出していない。その結果、平角導体１０が水分と接触したとしても、平角導体１０の最外表面において局部電池化が起こることはなく、延いては腐食が生じることもない。よって、耐食性が良好な平角導体１０となる。
【００３２】
また、本実施の形態に係る平角導体１０においては、その最外表面において局部電池化が起こることはないことから、平角導体１０の外周全体をはんだ膜２１でメッキ被覆しなくてもリード線として使用可能である。よって、はんだ膜２１による平角導体１０のメッキ被覆は、平角導体１０の一部（各接点領域との接触部近傍）だけで十分である。その結果、リード線２０のコストダウンを図ることができる。更に、セル面及びリードフレームの所定の接点領域に、接合用のはんだ膜が設けてある場合、平角導体１０をそのまま、耐食性が良好なリード線として適用することもできる。
【００３３】
さらに、本実施の形態に係る平角導体１０を用いたリード線２０は、耐食性が良好であるため、このリード線２０を用いて太陽電池アセンブリを構成することで、太陽電池アセンブリを長期間使用した際に、発電効率の低下が生じるおそれもなく、長期信頼性の向上を図ることができる。
【００３４】
次に、本実施の形態に係る平角導体の製造方法を、添付図面に基づいて説明する。
【００３５】
本実施の形態に係る平角導体１０の製造方法は、コア用薄板材の両面を導体用薄板材で挟み込んでなるクラッド材を、スリット法を用いて切断するものである。
【００３６】
具体的には、先ず、コア用薄板材の両面を導体用薄板材で挟み込んだ後、冷間での圧延加工及び熱処理を適宜繰り返し、図３に示すように、所望の厚さのクラッド材３０を得る。この時、コア用薄板材としてはビッカース硬度が１５０Ｈｖ以下のものを、導体用薄板材としてはビッカース硬度が１００Ｈｖ以下のものを用いる。また、コア用薄板材としては熱膨張係数が１０（×１０-6／℃）以下のものを、導体用薄板材としては体積抵抗率が５．０（μΩ・ｃｍ）以下のものを用いる。
【００３７】
次に、図３，図４に示すように、得られたクラッド材３０を、上下一対の回転刃３１ａ，３１ｂを２組有する切断装置３１を用い、一方の回転刃３１ａ，３１ａを、他方の回転刃３１ｂ，３１ｂの方向（図３中では矢印Ｄ２の方向）に向かって移動させると共に、矢印Ｄ３の方向に走行させる。この時、少なくとも一方の回転刃３１ａ，３１ｂ（図４中では回転刃３１ａのみ）の各エッジ部３２には、半径ｒの曲面加工（Ｒ加工）が施されており、各エッジ部３２は曲面状に面取りされる。半径ｒは、クラッド材３０における板厚ｔの１／５０以上（ｒ≧t/50）とされる。移動させる回転刃は、曲面加工を施した方の回転刃とし、回転刃３１ａ，３１ｂの両方にＲ加工が施されている場合、両方の回転刃３１ａ，３１ｂを互いに近付く方向に移動させてもよい。
【００３８】
この切断装置３１を用いて、硬度を調整したクラッド材３０を切断することによって、切断部３５において切断ダレ４１が生じる。この切断ダレ４１によって、クラッド材３０における導体用薄板材（図１中では導体用薄板材１２ｂ）及びコア用薄板材（図１中ではコア用薄板材１１）は、回転刃３１ｂの方に向かって移動する回転刃３１ａのエッジ部３２に引きずられるように（巻き込まれるように）変形する。各板材の変形の際、変形量は、コア用薄板材よりも軟質な導体用薄板材の方が大きい。その結果、コア用薄板材の側面を覆うように導体用薄板材が変形し、図１に示した平角導体１０が得られる。
【００３９】
ここで、コア用薄板材１１のビッカース硬度を１５０Ｈｖ以下、導体用薄板材１２ａ，１２ｂのビッカース硬度を１００Ｈｖ以下とそれぞれ規定した理由を、以下に述べる。各々のビッカース硬度を規定値以下とすることで、クラッド材３０に柔軟性が付与され、靭性が向上することから、切断時、切断部３５において粘りが生じ、切断ダレ４１が生じ易くなる。各々のビッカース硬度が規定値を超えると、クラッド材３０の剛性が高くなりすぎて、切断部３５において切断ダレ４１が生じにくくなってしまい、図１に示した閉じ合わせ部１３が得られなくなる。
【００４０】
また、少なくとも一方の回転刃３１ａ，３１ｂ（図４中では回転刃３１ａのみ）の各エッジ部３２に、クラッド材３０の板厚ｔの１／５０以上、好ましくは１／３０〜１／１０の大きさを有する半径ｒの曲面加工を施すことによって、クラッド材３０の切断部３５における切り口の角度が鈍角となる。よって、切断部３５に十分な切断ダレ４１を生じさせることができる。その結果、切断ダレ４１した導体用薄板材が、図１に示したように、コア用薄板材１１の全体、特に側端面を覆うことが可能となる。半径ｒの大きさが、板厚ｔの１／５０未満だと、切断部３５において切断ダレ４１が生じにくくなってしまい、図１に示した閉じ合わせ部１３が得られなくなる。
【００４１】
また、少なくとも一方の回転刃３１ａ，３１ｂ（図４中では回転刃３１ａのみ）の各エッジ部３２に、クラッド材３０の板厚ｔの１／５０以上、好ましくは１／３０〜１／１０の大きさを有する半径ｒの曲面加工を施すことによって、クラッド材３０の切断部３５における切り口の角度が鈍角となる。よって、切断部３５に十分な切断ダレ４１を生じさせることができる。その結果、切断ダレ４１した導体用薄板材が、図１に示したように、コア用薄板材１１の全体、特に側端面を覆うことが可能となる。半径ｒの大きさが、板厚ｔの１／５０未満だと、切断部３５において切断ダレ４１が生じにくくなってしまい、図１に示した閉じ合わせ部１３が得られなくなる。
【００４２】
切断装置（又は裁断装置）としては、スリット法を用いた回転刃３１ａ，３１ｂに特に限定するものではなく、上下の金型を用いた打抜き加工機など、一対の切断刃（又は裁断刃）を用いて切断、裁断を行う方法であれば、同様の効果が得られる。打抜き加工機の場合、上下の各金型の内、少なくとも一方の金型の縁に、クラッド材３０の板厚ｔの１／５０以上の大きさを有する半径ｒの曲面加工を施す。
【００４３】
最良の形態の平角導体１０の製造方法は、少なくとも一方の回転刃３１ａ，３１ｂの各エッジ部３２に、クラッド材３０の板厚ｔの１／３０〜１／１０の大きさを有する半径ｒの曲面加工を施してなる図３に示す切断装置３１を用い、ビッカース硬度が１１０〜１３０Ｈｖのコア用薄板材１１と、ビッカース硬度が６０〜８０Ｈｖの導体用薄板材１２ａ，１２ｂとを組み合わせて形成したクラッド材３０を切断するものである。
【００４４】
次に、本実施の形態の作用を説明する。
【００４５】
本実施の形態に係る平角導体１０の製造方法においては、クラッド材３０に対して切断加工を施すだけで、同時に、コア用薄板材の切断端面を導体用薄板材で覆うことができる。つまり、切断加工以外に特別な加工を施すことなく、図１に示したコア用薄板材１１の両側端面が各導体用薄板材１２ａ，１２ｂで包み込まれた閉じ合わせ部１３を有する平角導体１０を得ることができる。よって、熱膨張が小さく、耐食性が良好な平角導体１０を、安価に製造することが可能となる。
【００４６】
次に、本発明の他の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００４７】
（第２の実施の形態）
本発明の別の好適一実施の形態に係る平角導体の横断面図を図５に示す。
【００４８】
図５に示すように、本実施の形態に係る平角導体５０は、熱膨張係数が１０（×１０-6／℃）以下のコア用薄板材５１の両面を、体積抵抗率が５．０（μΩ・ｃｍ）以下の導体用薄板材５２ａ，５２ｂで挟み込んでなるクラッド材で構成されるものである。また、導体用薄板材５２ａ，５２ｂがランダムで等方的な結晶配向性を有しており、以下の(1)式に示すＩRの値が０．１５以上、好ましくは０．２０〜０．７０、特に好ましくは０．３５〜０．７０のものである。
【００４９】
ＩR＝Ｉ(１１１)／｛Ｉ(２００)＋Ｉ(１１１)｝≧０．１５…(1)
ここで、Ｉ(１１１)：面（１１１）のＸ線回折強度
Ｉ(２００)：面（２００）のＸ線回折強度
コア用薄板材５１及び導体用薄板材５２ａ，５２ｂとしては、前実施の形態に係る平角導体１０のコア用薄板材１１及び導体用薄板材１２ａ，１２ｂと同様のものを適用することができる。
【００５０】
本実施の形態に係る平角導体５０は、図８に示した平角導体８０と同様の製造方法（スリット法）、打ち抜き加工法などにより製造されるものであって、特に限定するものではない。
【００５１】
最良の形態の平角導体５０は、インバー（登録商標）で構成されるコア用薄板材５１と、Ａｇ又はＡｇ合金で構成され、かつ、ＩR値が０．３５〜０．７０の導体用薄板材５２ａ，５２ｂとを組み合わせて形成したものである。
【００５２】
この図５に示した平角導体５０の外周全体を、図２に示したはんだ膜２１でメッキ被覆することで、図６に示すようにリード線６０が得られる。ここで、はんだ膜２１による平角導体５０のメッキ被覆は、平角導体５０の外周の一部（例えば、平角導体５０の上面及び下面）だけであってもよい。このリード線６０を、シリコン結晶ウェハ（太陽電池モジュール（図示せず））におけるセル面の所定の接点領域（例えば、Ａｇメッキ領域）及びフレーム部材の所定の接点領域に接続することで、太陽電池アセンブリが得られる。
【００５３】
最良の形態のリード線６０は、インバー（登録商標）で構成されるコア用薄板材５１と、Ａｇ又はＡｇ合金で構成され、かつ、ＩR値が０．３５〜０．７０の導体用薄板材５２ａ，５２ｂとを組み合わせて形成した平角導体５０の外周に、平角導体５０の厚さの１／５の膜厚でSn-Ag-Cu系のはんだ膜２１をメッキ被覆したものである。
【００５４】
次に、本実施の形態の作用を説明する。
【００５５】
導体用薄板材５２ａ，５２ｂのＩR値を０．１５以上に規定している理由を以下に述べる。導体用薄板材５２ａ，５２ｂの結晶粒の面内配向（クラッド材表面の法線方向配向）は、主として面（１１１）及び面（２００）が支配的となっている。前実施の形態において述べたように、クラッド材は、コア用薄板材５１を導体用薄板材５２ａ，５２ｂで挟み込んでなるものに、冷間での圧延加工及び熱処理を適宜繰り返すことで得られるものである。
【００５６】
このクラッド材の製造時、導体用薄板材５２ａ，５２ｂにおける再結晶粒の集合組織の面内配向で、面（２００）が支配的になると、言い換えるとＩRが０．１５未満になると、再結晶粒が粗大化してしまう。その結果、図５に示した平角導体５０を用いたリード線６０を、シリコン結晶ウェハの接点領域に対してはんだ付けし易いように、引っ張り応力を負荷して直線状に矯正しようとすると、リード線６０に反りが生じ易くなってしまう。
【００５７】
本実施の形態に係る平角導体５０においては、導体用薄板材５２ａ，５２ｂのＩR値を０．１５以上に規定していることで、引っ張り応力を負荷して直線状に矯正する際に反りが生じることはない。よって、この平角導体５０を用いたリード線６０は、はんだ付け性が良好となる。
【００５８】
また、本実施の形態に係る平角導体５０は、中心部が熱膨張が小さいコア用薄板材５１で、外周部が体積抵抗率の低い（導電率が良好な）導体用薄板材５２ａ，５２ｂで構成されている。このため、太陽電池アセンブリを構成するシリコン結晶ウェハを薄板化したとしても、シリコン結晶ウェハと平角導体５０を用いたリード線６０とのはんだ接合時に、シリコン結晶ウェハに破損が生じるおそれはなく、かつ、太陽電池アセンブリで得られた電力を殆ど損失させることなく出力することができる。
【００５９】
さらに、本実施の形態に係る平角導体５０においては、その最外表面に、コア用薄板材５１と導体用薄板材５２ａ，５２ｂとの異種材料接触部が存在することから、平角導体５０が水分に接触すると、局部電池化による腐食が生じるおそれがある。このため、本実施の形態に係る平角導体５０を用いたリード線６０においては、局部電池化による腐食が特に問題とならない場合を除き、平角導体５０の外周全体を、はんだ膜２１によりメッキ被覆することが好ましい。これによって、リード線６０においては、局部電池化による腐食が生じるおそれはなくなる。
【００６０】
また、本実施の形態に係る平角導体５０を用いたリード線６０は、シリコン結晶ウェハとのはんだ付け性が良好であることから、太陽電池アセンブリの生産性向上を図ることができる。
【００６１】
（第３の実施の形態）
本発明の更に別の好適一実施の形態に係る平角導体を、図１を参照して説明する。
【００６２】
本実施の形態に係る平角導体（図示せず）の基本的な構成は、図１に示した平角導体１０と同様であり、導体用薄板材１２ａ，１２ｂが、更に、ランダムで等方的な結晶配向性を有しており、以下の(1)式に示すＩRの値が０．１５以上、好ましくは０．２０〜０．７０、特に好ましくは０．３５〜０．７０のものである。
【００６３】
ＩR＝Ｉ(１１１)／｛Ｉ(２００)＋Ｉ(１１１)｝≧０．１５…(1)
ここで、Ｉ(１１１)：面（１１１）のＸ線回折強度
Ｉ(２００)：面（２００）のＸ線回折強度
本実施の形態に係る平角導体は、前述した第１の実施の形態に係る平角導体１０と同様の製造方法により製造される。
【００６４】
最良の形態の平角導体は、インバー（登録商標）で構成され、ビッカース硬度が１１０〜１３０Ｈｖのコア用薄板材１１と、Ａｇ又はＡｇ合金で構成され、ビッカース硬度が６０〜８０Ｈｖで、かつ、ＩR値が０．３５〜０．７０の導体用薄板材１２ａ，１２ｂとを組み合わせて形成したものである。また、最良の形態のリード線（図示せず）は、前述した最良の形態の平角導体の外周に、平角導体の厚さの１／５の膜厚でSn-Ag-Cu系のはんだ膜２１（図１参照）をメッキ被覆したものである。
【００６５】
本実施の形態に係る平角導体においても、前述した第１及び第２の実施の形態に係る平角導体１０，５０と同様の作用効果が得られる。具体的には、耐食性が良好で、かつ、引張応力を負荷して直線状に矯正しようとした際に反りが生じにくい平角導体となる。
【００６６】
また、本実施の形態に係る平角導体を用いたリード線においても、前述した第１及び第２の実施の形態に係る平角導体１０，５０を用いたリード線２０，６０と同様の作用効果が得られる。具体的には、はんだ膜２１は、平角導体の一部（各所定の接点領域との接触部近傍）だけに被覆すれば十分であるため低コストであり、かつ、反りが生じにくいためはんだ付け性が良好なリード線となる。
【００６７】
以上、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、他にも種々のものが想定されることは言うまでもない。
【００６８】
また、本発明の平角導体は、太陽電池アセンブリのリード線として適用することができる他に、１ＧＨｚ以上の高周波信号を伝送するための導体として使用することも可能である。特に、本発明の平角導体は、熱膨張により伝送特性が著しく劣化するような無線ＬＡＮ等への適用が期待できる。
【００６９】
次に、本発明について、実施例に基づいて説明するが、本発明はこの実施例に限定されるものではない。
【実施例】
【００７０】
（実施例１）
インバー（登録商標）製で、幅が２．０ｍｍ、板厚が０．０３０ｍｍのコア用薄板材と、Ｃｕ製で、幅が２．０ｍｍ、板厚が０．０６０ｍｍ、ＩRが０．６０の導体用薄板材とを用い、幅が２．０ｍｍ、板厚が０．１５０ｍｍで、図１に示した構造の平角導体を作製した。
【００７１】
この平角導体の周りに膜厚０．０３５ｍｍのはんだ膜を形成し、図２に示した構造のリード線を作製した。
【００７２】
（実施例２）
導体用薄板材のＩRが０．４０である以外は、実施例１と同様にして平角導体を作製し、その後、リード線を作製した。
【００７３】
（比較例１）
導体用薄板材のＩRが０．１２である以外は、実施例１と同様にして平角導体を作製し、その後、リード線を作製した。
【００７４】
（比較例２）
導体用薄板材のＩRが０．０３である以外は、実施例１と同様にして平角導体を作製し、その後、リード線を作製した。
【００７５】
実施例１，２及び比較例１，２の各リード線を、シリコン結晶ウェハにおけるセル面の接点領域にはんだ付けするために、各リード線に２１０ＭＰａの引張応力を負荷した。応力負荷時の結果を表１に示す。
【００７６】
【表１】
【００７７】
表１に示すように、実施例１，２のリード線は、導体用薄板材のＩRが０．１５以上（０．６０，０．４０）であるため、応力負荷によってリード線は直線状に矯正され、反りは生じなかった（平坦となった）。その結果、実施例１，２のリード線は、シリコン結晶ウェハに対して、良好にはんだ付けを行うことができた。
【００７８】
これに対して、比較例１，２のリード線は、導体用薄板材のＩRが０．１５未満（０．１２，０．０３）であるため、応力負荷によってリード線を直線状に矯正しようとしても、大きな反りが生じてしまった。その結果、比較例１，２のリード線は、シリコン結晶ウェハに対して、良好にはんだ付けを行うことができなかった。
【符号の説明】
【００７９】
１０ 平角導体
１１ コア用薄板材
１２ａ，１２ｂ 導体用薄板材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱膨張が小さい平角導体及びその製造方法並びにリード線に係り、特に、リード線に用いる平角導体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池として、基板上にシリコン結晶を成長させた半導体チップが使用されている。この半導体チップを切断、分割してなるシリコン結晶ウェハの所定の領域（接点領域）に、はんだ付けなどにより接続用リード線が接合され、この接続用リード線を通じて電力が伝送（出力）される。
【０００３】
通常、接続用リード線として、導体の表面に、ウェハとの接続のためのはんだメッキ膜が形成される。例えば、導体としては、タフピッチ銅や無酸素銅などの純銅の平角導体を用い、はんだメッキ膜としては、Ｓｎ−Ｐｂ共晶はんだを用いたものがある（例えば、特許文献１参照）。また、近年、環境への配慮から、はんだメッキ膜の構成材として、Ｐｂを含まないはんだ（Ｐｂフリーはんだ）への切り替えが検討されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
ところで、太陽電池を構成する部材の内、シリコン結晶ウェハが材料コストの大半を占めていることから、製造コストの低減を図るべく、シリコン結晶ウェハの薄板化が検討されている。しかし、シリコン結晶ウェハを薄板化すると、接続用リード線のはんだ接合時における加熱プロセスや、太陽電池使用時における温度変化により、シリコン結晶ウェハに破損が生じるおそれがある。これに対処するため、接続用リード線として、熱膨張が小さいもの、また、接続用のはんだメッキ膜としては溶融温度の低いもののニーズが高まっている。
【０００５】
熱膨張が小さいリード線の一例として、インバー（登録商標）などの熱膨張が小さい材料を銅材でクラッドしてなる条（銅−インバー（登録商標）−銅）で、リードフレームを形成したものがある（例えば、特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−２１６６０号公報
【特許文献２】特開２００２−２６３８８０号公報
【特許文献３】特開２００２−１６４５６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、特許文献３記載のリードフレームは、回路形成時に打抜き加工を行うものであるため、無駄になる材料が大量に生じてしまい、製造コストの上昇を招くという問題があった。
【０００８】
また、特許文献３記載のリードフレームなどのように、銅−インバー（登録商標）−銅をクラッドしてなるクラッド材で構成した平角導体を用いたリード線を、シリコン結晶ウェハの接点領域に対してはんだ付けし易いように、引っ張り応力を負荷して直線状に矯正しようとすると、リード線に反りが生じる場合があった。反りが生じたリード線は、シリコン結晶ウェハに対して、良好にはんだ付けを行うことができないという問題があった。
【０００９】
以上の事情を考慮して創案された本発明の一の目的は、熱膨張が小さく、製造コストが安価な平角導体及びその製造方法を提供することにある。
【００１０】
また、本発明の他の目的は、熱膨張が小さく、製造コストが安価な平角導体を用いたリード線を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成すべく本発明に係る平角導体は、コア用薄板材の両面を導体用薄板材で挟み込んでなるクラッド材で構成される平角導体において、上記導体用薄板材の少なくとも一方のダレ部が上記コア用薄板材の側端部に覆設されているものである。
【００１２】
また、本発明に係る平角導体は、コア用薄板材の両面を導体用薄板材で挟み込んでなるクラッド材で構成される平角導体において、体積抵抗率が５．０（μΩ・ｃｍ）以下の上記導体用薄板材の少なくとも一方のダレ部が、熱膨張係数が１０（×１０-6／℃）以下の上記コア用薄板材の側端部に覆設されているものである。
【００１３】
なお、本発明に係る平角導体は、コア用薄板材の両面を導体用薄板材で挟み込んでなるクラッド材を、一対の切断部材の内、少なくとも一方の切断部材の刃のエッジ部を曲面状に面取りした切断装置を用いて切断するものであってもよい。
【００１４】
一方、本発明に係るリード線は、前述した平角導体の外周全体又は外周の一部を、Ｓｎ−Ｐｂはんだ膜や、Ｐｂフリーはんだ膜で被覆したものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、以下に示す効果を発揮する。
(1) 最外表面へのコア用薄板材の露出が全くない平角導体を得ることができる。
(2) 平角導体に引張応力を負荷した際に、反りが生じることがない。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の好適一実施の形態に係る平角導体の横断面図である。
【図２】図１の平角導体を用いたリード線の横断面図である。
【図３】図１の平角導体の製造方法に用いる切断装置の斜視概略図である。
【図４】図１の平角導体の製造方法に用いる切断装置の部分拡大横断面図である。
【図５】本発明の別の好適一実施の形態に係る平角導体の横断面図である。
【図６】図５の平角導体を用いたリード線の横断面図である。
【図７】スリット法による切断方法に用いる切断装置の部分拡大横断面図である。
【図８】クラッド材で構成される平角導体の横断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の好適一実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１８】
（第１の実施の形態）
本発明者らは、以前、図８に示す銅材８１ａ−インバー（登録商標）材８２−銅材８１ｂのクラッド材である平角導体８０に関する特許出願を行った。この平角導体８０は、クラッド材を、金属材料の裁断（切断）法として従来一般的に使われているスリット法を用いて裁断することで得られる。具体的には、図７に示すように、クラッド材７０を、上下一対の回転刃７１ａ，７１ｂを２組（図７中では１組のみ図示）用いて図面と垂直な方向に連続的に切断することで、図８に示した平角導体８０が得られる。
【００１９】
ここで、回転刃７１ａ，７１ｂの各エッジ部７２は、研削等によって鋭利な状態、略直角に仕上げられている。よって、切断により得られる平角導体８０の各切断端面（側端面）８３は、上下面に対して略直角に形成され、各側端面８３において銅材８１ａ，８１ｂとインバー（登録商標）材８２とが完全に露出する。銅材８１ａ，８１ｂとインバー（登録商標）材８２との各接合部は、異種材料接触部であることから、各接合部に水分が接触することによって局部電池化が起こる。その結果、各接合部において腐食が生じるおそれがあった。
【００２０】
そこで、本発明の好適一実施の形態に係る平角導体は、図１に示すように、コア用薄板材１１の両面を導体用薄板材１２ａ，１２ｂで挟み込んでなるクラッド材で構成され、コア用薄板材１１の両側端面（図１中の左右両端面）を各導体用薄板材１２ａ，１２ｂで覆設し（包み込み）、その最外表面におけるコア用薄板材１１の露出を無くしたものである。導体用薄板材１２ａ，１２ｂの各両端は閉じ合わさり、迎合部（閉じ合わせ部）１３が形成される。
【００２１】
平角導体１０は、クラッド材をＡ，Ｂの位置で矢印Ｄ１の方向に切断してなるものである。平角導体１０におけるコア用薄板材１１及び導体用薄板材１２ａ，１２ｂは、幅方向（図１中では左右方向）の両端部が矢印Ｄ１の向きに緩やかに湾曲形成されているが、導体用薄板材１２ａの下面は幅方向全体に亘って平坦に形成されている。
【００２２】
コア用薄板材１１は、熱膨張係数が１０（×１０-6／℃）以下の部材、例えば、Ｆｅ−Ｎｉ合金材で構成され、好ましくはインバー（登録商標）が挙げられる。また、導体用薄板材１２ａ，１２ｂは、体積抵抗率が５．０（μΩ・ｃｍ）以下の部材、例えば、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ａｌ、又はそれらの金属を含む合金材で構成され、コストパフォーマンスを重視する場合はＣｕ又はＣｕ合金が好ましく、低体積抵抗率（高導電性）を重視する場合はＡｇ又はＡｇ合金が好ましい。さらに、コア用薄板材１１は、ビッカース硬度が１５０Ｈｖ以下、導体用薄板材１２ａ，１２ｂは、ビッカース硬度が１００Ｈｖ以下であることが好ましい。
【００２３】
最良の形態の平角導体１０は、インバー（登録商標）で構成されるコア用薄板材１１と、Ａｇ又はＡｇ合金で構成される導体用薄板材１２ａ，１２ｂとを組み合わせて形成したものである。
【００２４】
この図１に示した平角導体１０の外周全体を、図２に示すようにはんだ膜２１でメッキ被覆することで、リード線２０が得られる。ここで、はんだ膜２１による平角導体１０のメッキ被覆は、平角導体１０の外周の一部（例えば、平角導体１０の上面及び下面）だけであってもよい。このリード線２０を、シリコン結晶ウェハ（太陽電池モジュール（図示せず））におけるセル面の所定の接点領域（例えば、Ａｇメッキ領域）及びフレーム部材（例えば、リードフレーム）の所定の接点領域に接続することで、太陽電池アセンブリが得られる。セル面及びリードフレームの所定の接点領域にも、接合用のはんだ膜を設けていてもよい。
【００２５】
はんだ膜２１は、Sn-Pb共晶はんだや、Ｐｂフリーはんだで構成され、好ましくはSn-Ag-Cu系のＰｂフリーはんだが挙げられる。また、Sn-Ag-Cu系のＰｂフリーはんだは、更にＩｎ及び／又はＰを含んでいてもよい。Ｉｎの含有量は1〜10重量％、Ｐの含有量は0.005〜0.015重量％が好ましい。例えば、Sn-Ag-Cu系のＰｂフリーはんだとしては、Sn-3(又は4)Ag-0.5Cu-0.01P、Sn-3(又は4)Ag-0.5Cu-3In、Sn-3(又は4)Ag-0.5Cu-3In-0.01P、Sn-3(又は4)Ag-0.5Cu-5In、Sn-3(又は4)Ag-0.5Cu-5In-0.01P、Sn-3(又は4)Ag-0.5Cu-8In、Sn-3(又は4)Ag-0.5Cu-8In-0.01P、等が挙げられる（単位はいずれも重量％）。
【００２６】
一般に、Ｐｂフリーはんだは、Sn-Pb共晶はんだに比べて溶融温度が高いため、はんだ接合により、接続部材（セル面及びリードフレームの接点領域）へのダメージが懸念される。しかし、Ｐｂフリーはんだの中で、Sn-3Ag-0.5Cu系はんだ及びSn-4Ag-0.5Cu系はんだ（単位はいずれも重量％）は、溶融温度が低いという特長を有している。また、これらのはんだに更にＩｎ及び／又はＰを含ませることによって、はんだの溶融温度を更に低くすることができる。
【００２７】
このため、これらのSn-Ag-Cu系のＰｂフリーはんだを用いることで、はんだ接合時におけるシリコンセルの変形や破損のおそれを低減させることができる。ここで、Ｉｎの含有量を1〜10重量％としたのは、10重量％を超えて含有させると、溶融はんだの粘性が高くなり、はんだ付け作業性が低下するためである。また、Ｐの含有量を0.005〜0.015重量％とすることで、はんだ付け作業時におけるはんだの酸化変色を防止することができるため、接続（はんだ付け）の信頼性を向上させることができる。
【００２８】
はんだ膜２１の膜厚は、平角導体１０の厚さの１／３０〜１／３、好ましくは１／１０〜１／３である。
【００２９】
最良の形態のリード線２０は、インバー（登録商標）で構成されるコア用薄板材１１と、Ａｇ又はＡｇ合金で構成される導体用薄板材１２ａ，１２ｂとを組み合わせて形成した平角導体１０の外周に、平角導体１０の厚さの１／５の膜厚でSn-Ag-Cu系のはんだ膜２１をメッキ被覆したものである。
【００３０】
次に、本実施の形態の作用を説明する。
【００３１】
本実施の形態に係る平角導体１０においては、コア用薄板材１１の外周全体を導体用薄板材１２ａ，１２ｂで覆っていることから、クラッド材であるにも関わらず、その最外表面に異種材料接触部は全く露出していない。その結果、平角導体１０が水分と接触したとしても、平角導体１０の最外表面において局部電池化が起こることはなく、延いては腐食が生じることもない。よって、耐食性が良好な平角導体１０となる。
【００３２】
また、本実施の形態に係る平角導体１０においては、その最外表面において局部電池化が起こることはないことから、平角導体１０の外周全体をはんだ膜２１でメッキ被覆しなくてもリード線として使用可能である。よって、はんだ膜２１による平角導体１０のメッキ被覆は、平角導体１０の一部（各接点領域との接触部近傍）だけで十分である。その結果、リード線２０のコストダウンを図ることができる。更に、セル面及びリードフレームの所定の接点領域に、接合用のはんだ膜が設けてある場合、平角導体１０をそのまま、耐食性が良好なリード線として適用することもできる。
【００３３】
さらに、本実施の形態に係る平角導体１０を用いたリード線２０は、耐食性が良好であるため、このリード線２０を用いて太陽電池アセンブリを構成することで、太陽電池アセンブリを長期間使用した際に、発電効率の低下が生じるおそれもなく、長期信頼性の向上を図ることができる。
【００３４】
次に、本実施の形態に係る平角導体の製造方法を、添付図面に基づいて説明する。
【００３５】
本実施の形態に係る平角導体１０の製造方法は、コア用薄板材の両面を導体用薄板材で挟み込んでなるクラッド材を、スリット法を用いて切断するものである。
【００３６】
具体的には、先ず、コア用薄板材の両面を導体用薄板材で挟み込んだ後、冷間での圧延加工及び熱処理を適宜繰り返し、図３に示すように、所望の厚さのクラッド材３０を得る。この時、コア用薄板材としてはビッカース硬度が１５０Ｈｖ以下のものを、導体用薄板材としてはビッカース硬度が１００Ｈｖ以下のものを用いる。また、コア用薄板材としては熱膨張係数が１０（×１０-6／℃）以下のものを、導体用薄板材としては体積抵抗率が５．０（μΩ・ｃｍ）以下のものを用いる。
【００３７】
次に、図３，図４に示すように、得られたクラッド材３０を、上下一対の回転刃３１ａ，３１ｂを２組有する切断装置３１を用い、一方の回転刃３１ａ，３１ａを、他方の回転刃３１ｂ，３１ｂの方向（図３中では矢印Ｄ２の方向）に向かって移動させると共に、矢印Ｄ３の方向に走行させる。この時、少なくとも一方の回転刃３１ａ，３１ｂ（図４中では回転刃３１ａのみ）の各エッジ部３２には、半径ｒの曲面加工（Ｒ加工）が施されており、各エッジ部３２は曲面状に面取りされる。半径ｒは、クラッド材３０における板厚ｔの１／５０以上（ｒ≧t/50）とされる。移動させる回転刃は、曲面加工を施した方の回転刃とし、回転刃３１ａ，３１ｂの両方にＲ加工が施されている場合、両方の回転刃３１ａ，３１ｂを互いに近付く方向に移動させてもよい。
【００３８】
この切断装置３１を用いて、硬度を調整したクラッド材３０を切断することによって、切断部３５において切断ダレ４１が生じる。この切断ダレ４１によって、クラッド材３０における導体用薄板材（図１中では導体用薄板材１２ｂ）及びコア用薄板材（図１中ではコア用薄板材１１）は、回転刃３１ｂの方に向かって移動する回転刃３１ａのエッジ部３２に引きずられるように（巻き込まれるように）変形する。各板材の変形の際、変形量は、コア用薄板材よりも軟質な導体用薄板材の方が大きい。その結果、コア用薄板材の側面を覆うように導体用薄板材が変形し、図１に示した平角導体１０が得られる。
【００３９】
ここで、コア用薄板材１１のビッカース硬度を１５０Ｈｖ以下、導体用薄板材１２ａ，１２ｂのビッカース硬度を１００Ｈｖ以下とそれぞれ規定した理由を、以下に述べる。各々のビッカース硬度を規定値以下とすることで、クラッド材３０に柔軟性が付与され、靭性が向上することから、切断時、切断部３５において粘りが生じ、切断ダレ４１が生じ易くなる。各々のビッカース硬度が規定値を超えると、クラッド材３０の剛性が高くなりすぎて、切断部３５において切断ダレ４１が生じにくくなってしまい、図１に示した閉じ合わせ部１３が得られなくなる。
【００４０】
また、少なくとも一方の回転刃３１ａ，３１ｂ（図４中では回転刃３１ａのみ）の各エッジ部３２に、クラッド材３０の板厚ｔの１／５０以上、好ましくは１／３０〜１／１０の大きさを有する半径ｒの曲面加工を施すことによって、クラッド材３０の切断部３５における切り口の角度が鈍角となる。よって、切断部３５に十分な切断ダレ４１を生じさせることができる。その結果、切断ダレ４１した導体用薄板材が、図１に示したように、コア用薄板材１１の全体、特に側端面を覆うことが可能となる。半径ｒの大きさが、板厚ｔの１／５０未満だと、切断部３５において切断ダレ４１が生じにくくなってしまい、図１に示した閉じ合わせ部１３が得られなくなる。
【００４１】
また、少なくとも一方の回転刃３１ａ，３１ｂ（図４中では回転刃３１ａのみ）の各エッジ部３２に、クラッド材３０の板厚ｔの１／５０以上、好ましくは１／３０〜１／１０の大きさを有する半径ｒの曲面加工を施すことによって、クラッド材３０の切断部３５における切り口の角度が鈍角となる。よって、切断部３５に十分な切断ダレ４１を生じさせることができる。その結果、切断ダレ４１した導体用薄板材が、図１に示したように、コア用薄板材１１の全体、特に側端面を覆うことが可能となる。半径ｒの大きさが、板厚ｔの１／５０未満だと、切断部３５において切断ダレ４１が生じにくくなってしまい、図１に示した閉じ合わせ部１３が得られなくなる。
【００４２】
切断装置（又は裁断装置）としては、スリット法を用いた回転刃３１ａ，３１ｂに特に限定するものではなく、上下の金型を用いた打抜き加工機など、一対の切断刃（又は裁断刃）を用いて切断、裁断を行う方法であれば、同様の効果が得られる。打抜き加工機の場合、上下の各金型の内、少なくとも一方の金型の縁に、クラッド材３０の板厚ｔの１／５０以上の大きさを有する半径ｒの曲面加工を施す。
【００４３】
最良の形態の平角導体１０の製造方法は、少なくとも一方の回転刃３１ａ，３１ｂの各エッジ部３２に、クラッド材３０の板厚ｔの１／３０〜１／１０の大きさを有する半径ｒの曲面加工を施してなる図３に示す切断装置３１を用い、ビッカース硬度が１１０〜１３０Ｈｖのコア用薄板材１１と、ビッカース硬度が６０〜８０Ｈｖの導体用薄板材１２ａ，１２ｂとを組み合わせて形成したクラッド材３０を切断するものである。
【００４４】
次に、本実施の形態の作用を説明する。
【００４５】
本実施の形態に係る平角導体１０の製造方法においては、クラッド材３０に対して切断加工を施すだけで、同時に、コア用薄板材の切断端面を導体用薄板材で覆うことができる。つまり、切断加工以外に特別な加工を施すことなく、図１に示したコア用薄板材１１の両側端面が各導体用薄板材１２ａ，１２ｂで包み込まれた閉じ合わせ部１３を有する平角導体１０を得ることができる。よって、熱膨張が小さく、耐食性が良好な平角導体１０を、安価に製造することが可能となる。
【００４６】
次に、本発明の他の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００４７】
（第２の実施の形態）
本発明の別の好適一実施の形態に係る平角導体の横断面図を図５に示す。
【００４８】
図５に示すように、本実施の形態に係る平角導体５０は、熱膨張係数が１０（×１０-6／℃）以下のコア用薄板材５１の両面を、体積抵抗率が５．０（μΩ・ｃｍ）以下の導体用薄板材５２ａ，５２ｂで挟み込んでなるクラッド材で構成されるものである。また、導体用薄板材５２ａ，５２ｂがランダムで等方的な結晶配向性を有しており、以下の(1)式に示すＩRの値が０．１５以上、好ましくは０．２０〜０．７０、特に好ましくは０．３５〜０．７０のものである。
【００４９】
ＩR＝Ｉ(１１１)／｛Ｉ(２００)＋Ｉ(１１１)｝≧０．１５…(1)
ここで、Ｉ(１１１)：面（１１１）のＸ線回折強度
Ｉ(２００)：面（２００）のＸ線回折強度
コア用薄板材５１及び導体用薄板材５２ａ，５２ｂとしては、前実施の形態に係る平角導体１０のコア用薄板材１１及び導体用薄板材１２ａ，１２ｂと同様のものを適用することができる。
【００５０】
本実施の形態に係る平角導体５０は、図８に示した平角導体８０と同様の製造方法（スリット法）、打ち抜き加工法などにより製造されるものであって、特に限定するものではない。
【００５１】
最良の形態の平角導体５０は、インバー（登録商標）で構成されるコア用薄板材５１と、Ａｇ又はＡｇ合金で構成され、かつ、ＩR値が０．３５〜０．７０の導体用薄板材５２ａ，５２ｂとを組み合わせて形成したものである。
【００５２】
この図５に示した平角導体５０の外周全体を、図２に示したはんだ膜２１でメッキ被覆することで、図６に示すようにリード線６０が得られる。ここで、はんだ膜２１による平角導体５０のメッキ被覆は、平角導体５０の外周の一部（例えば、平角導体５０の上面及び下面）だけであってもよい。このリード線６０を、シリコン結晶ウェハ（太陽電池モジュール（図示せず））におけるセル面の所定の接点領域（例えば、Ａｇメッキ領域）及びフレーム部材の所定の接点領域に接続することで、太陽電池アセンブリが得られる。
【００５３】
最良の形態のリード線６０は、インバー（登録商標）で構成されるコア用薄板材５１と、Ａｇ又はＡｇ合金で構成され、かつ、ＩR値が０．３５〜０．７０の導体用薄板材５２ａ，５２ｂとを組み合わせて形成した平角導体５０の外周に、平角導体５０の厚さの１／５の膜厚でSn-Ag-Cu系のはんだ膜２１をメッキ被覆したものである。
【００５４】
次に、本実施の形態の作用を説明する。
【００５５】
導体用薄板材５２ａ，５２ｂのＩR値を０．１５以上に規定している理由を以下に述べる。導体用薄板材５２ａ，５２ｂの結晶粒の面内配向（クラッド材表面の法線方向配向）は、主として面（１１１）及び面（２００）が支配的となっている。前実施の形態において述べたように、クラッド材は、コア用薄板材５１を導体用薄板材５２ａ，５２ｂで挟み込んでなるものに、冷間での圧延加工及び熱処理を適宜繰り返すことで得られるものである。
【００５６】
このクラッド材の製造時、導体用薄板材５２ａ，５２ｂにおける再結晶粒の集合組織の面内配向で、面（２００）が支配的になると、言い換えるとＩRが０．１５未満になると、再結晶粒が粗大化してしまう。その結果、図５に示した平角導体５０を用いたリード線６０を、シリコン結晶ウェハの接点領域に対してはんだ付けし易いように、引っ張り応力を負荷して直線状に矯正しようとすると、リード線６０に反りが生じ易くなってしまう。
【００５７】
本実施の形態に係る平角導体５０においては、導体用薄板材５２ａ，５２ｂのＩR値を０．１５以上に規定していることで、引っ張り応力を負荷して直線状に矯正する際に反りが生じることはない。よって、この平角導体５０を用いたリード線６０は、はんだ付け性が良好となる。
【００５８】
また、本実施の形態に係る平角導体５０は、中心部が熱膨張が小さいコア用薄板材５１で、外周部が体積抵抗率の低い（導電率が良好な）導体用薄板材５２ａ，５２ｂで構成されている。このため、太陽電池アセンブリを構成するシリコン結晶ウェハを薄板化したとしても、シリコン結晶ウェハと平角導体５０を用いたリード線６０とのはんだ接合時に、シリコン結晶ウェハに破損が生じるおそれはなく、かつ、太陽電池アセンブリで得られた電力を殆ど損失させることなく出力することができる。
【００５９】
さらに、本実施の形態に係る平角導体５０においては、その最外表面に、コア用薄板材５１と導体用薄板材５２ａ，５２ｂとの異種材料接触部が存在することから、平角導体５０が水分に接触すると、局部電池化による腐食が生じるおそれがある。このため、本実施の形態に係る平角導体５０を用いたリード線６０においては、局部電池化による腐食が特に問題とならない場合を除き、平角導体５０の外周全体を、はんだ膜２１によりメッキ被覆することが好ましい。これによって、リード線６０においては、局部電池化による腐食が生じるおそれはなくなる。
【００６０】
また、本実施の形態に係る平角導体５０を用いたリード線６０は、シリコン結晶ウェハとのはんだ付け性が良好であることから、太陽電池アセンブリの生産性向上を図ることができる。
【００６１】
（第３の実施の形態）
本発明の更に別の好適一実施の形態に係る平角導体を、図１を参照して説明する。
【００６２】
本実施の形態に係る平角導体（図示せず）の基本的な構成は、図１に示した平角導体１０と同様であり、導体用薄板材１２ａ，１２ｂが、更に、ランダムで等方的な結晶配向性を有しており、以下の(1)式に示すＩRの値が０．１５以上、好ましくは０．２０〜０．７０、特に好ましくは０．３５〜０．７０のものである。
【００６３】
ＩR＝Ｉ(１１１)／｛Ｉ(２００)＋Ｉ(１１１)｝≧０．１５…(1)
ここで、Ｉ(１１１)：面（１１１）のＸ線回折強度
Ｉ(２００)：面（２００）のＸ線回折強度
本実施の形態に係る平角導体は、前述した第１の実施の形態に係る平角導体１０と同様の製造方法により製造される。
【００６４】
最良の形態の平角導体は、インバー（登録商標）で構成され、ビッカース硬度が１１０〜１３０Ｈｖのコア用薄板材１１と、Ａｇ又はＡｇ合金で構成され、ビッカース硬度が６０〜８０Ｈｖで、かつ、ＩR値が０．３５〜０．７０の導体用薄板材１２ａ，１２ｂとを組み合わせて形成したものである。また、最良の形態のリード線（図示せず）は、前述した最良の形態の平角導体の外周に、平角導体の厚さの１／５の膜厚でSn-Ag-Cu系のはんだ膜２１（図１参照）をメッキ被覆したものである。
【００６５】
本実施の形態に係る平角導体においても、前述した第１及び第２の実施の形態に係る平角導体１０，５０と同様の作用効果が得られる。具体的には、耐食性が良好で、かつ、引張応力を負荷して直線状に矯正しようとした際に反りが生じにくい平角導体となる。
【００６６】
また、本実施の形態に係る平角導体を用いたリード線においても、前述した第１及び第２の実施の形態に係る平角導体１０，５０を用いたリード線２０，６０と同様の作用効果が得られる。具体的には、はんだ膜２１は、平角導体の一部（各所定の接点領域との接触部近傍）だけに被覆すれば十分であるため低コストであり、かつ、反りが生じにくいためはんだ付け性が良好なリード線となる。
【００６７】
以上、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、他にも種々のものが想定されることは言うまでもない。
【００６８】
また、本発明の平角導体は、太陽電池アセンブリのリード線として適用することができる他に、１ＧＨｚ以上の高周波信号を伝送するための導体として使用することも可能である。特に、本発明の平角導体は、熱膨張により伝送特性が著しく劣化するような無線ＬＡＮ等への適用が期待できる。
【００６９】
次に、本発明について、実施例に基づいて説明するが、本発明はこの実施例に限定されるものではない。
【実施例】
【００７０】
（実施例１）
インバー（登録商標）製で、幅が２．０ｍｍ、板厚が０．０３０ｍｍのコア用薄板材と、Ｃｕ製で、幅が２．０ｍｍ、板厚が０．０６０ｍｍ、ＩRが０．６０の導体用薄板材とを用い、幅が２．０ｍｍ、板厚が０．１５０ｍｍで、図１に示した構造の平角導体を作製した。
【００７１】
この平角導体の周りに膜厚０．０３５ｍｍのはんだ膜を形成し、図２に示した構造のリード線を作製した。
【００７２】
（実施例２）
導体用薄板材のＩRが０．４０である以外は、実施例１と同様にして平角導体を作製し、その後、リード線を作製した。
【００７３】
（比較例１）
導体用薄板材のＩRが０．１２である以外は、実施例１と同様にして平角導体を作製し、その後、リード線を作製した。
【００７４】
（比較例２）
導体用薄板材のＩRが０．０３である以外は、実施例１と同様にして平角導体を作製し、その後、リード線を作製した。
【００７５】
実施例１，２及び比較例１，２の各リード線を、シリコン結晶ウェハにおけるセル面の接点領域にはんだ付けするために、各リード線に２１０ＭＰａの引張応力を負荷した。応力負荷時の結果を表１に示す。
【００７６】
【表１】
【００７７】
表１に示すように、実施例１，２のリード線は、導体用薄板材のＩRが０．１５以上（０．６０，０．４０）であるため、応力負荷によってリード線は直線状に矯正され、反りは生じなかった（平坦となった）。その結果、実施例１，２のリード線は、シリコン結晶ウェハに対して、良好にはんだ付けを行うことができた。
【００７８】
これに対して、比較例１，２のリード線は、導体用薄板材のＩRが０．１５未満（０．１２，０．０３）であるため、応力負荷によってリード線を直線状に矯正しようとしても、大きな反りが生じてしまった。その結果、比較例１，２のリード線は、シリコン結晶ウェハに対して、良好にはんだ付けを行うことができなかった。
【符号の説明】
【００７９】
１０ 平角導体
１１ コア用薄板材
１２ａ，１２ｂ 導体用薄板材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コア用薄板材の両面を導体用薄板材で挟み込んでなるクラッド材で構成される平角導体において、上記導体用薄板材の少なくとも一方のダレ部が上記コア用薄板材の側端部に覆設されていることを特徴とする平角導体。
【請求項２】
コア用薄板材の両面を導体用薄板材で挟み込んでなるクラッド材で構成される平角導体において、体積抵抗率が５．０（μΩ・ｃｍ）以下の上記導体用薄板材の少なくとも一方のダレ部が、熱膨張係数が１０（×１０-6／℃）以下の上記コア用薄板材の側端部に覆設されていることを特徴とする平角導体。
【請求項３】
上記コア用薄板材のビッカース硬度が１５０Ｈｖ以下、上記導体用薄板材のビッカース硬度が１００Ｈｖ以下である請求項１，２いずれかに記載の平角導体。
【請求項４】
上記コア用薄板材をＦｅ−Ｎｉ合金材、上記導体用薄板材をＣｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ａｌ、又はそれらの金属を含む合金材で構成した請求項１から３いずれかに記載の平角導体。
【請求項５】
請求項１から４いずれかに記載の平角導体の外周全体又は外周の一部を、Ｓｎ−Ｐｂはんだ膜で被覆したことを特徴とするリード線。
【請求項６】
請求項１から４いずれかに記載の平角導体の外周全体又は外周の一部を、Ｐｂフリーはんだ膜で被覆したことを特徴とするリード線。
【請求項７】
上記Ｐｂフリーはんだ膜がSn-Ag-Cu系合金で構成される請求項６記載のリード線。
【請求項８】
上記Sn-Ag-Cu系合金が、更にＩｎ及び／又はＰを含む請求項７記載のリード線。
【請求項１】
コア用薄板材の両面を導体用薄板材で挟み込んでなるクラッド材で構成される平角導体において、上記導体用薄板材の少なくとも一方のダレ部が上記コア用薄板材の側端部に覆設されていることを特徴とする平角導体。
【請求項２】
コア用薄板材の両面を導体用薄板材で挟み込んでなるクラッド材で構成される平角導体において、体積抵抗率が５．０（μΩ・ｃｍ）以下の上記導体用薄板材の少なくとも一方のダレ部が、熱膨張係数が１０（×１０-6／℃）以下の上記コア用薄板材の側端部に覆設されていることを特徴とする平角導体。
【請求項３】
上記コア用薄板材のビッカース硬度が１５０Ｈｖ以下、上記導体用薄板材のビッカース硬度が１００Ｈｖ以下である請求項１，２いずれかに記載の平角導体。
【請求項４】
上記コア用薄板材をＦｅ−Ｎｉ合金材、上記導体用薄板材をＣｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ａｌ、又はそれらの金属を含む合金材で構成した請求項１から３いずれかに記載の平角導体。
【請求項５】
請求項１から４いずれかに記載の平角導体の外周全体又は外周の一部を、Ｓｎ−Ｐｂはんだ膜で被覆したことを特徴とするリード線。
【請求項６】
請求項１から４いずれかに記載の平角導体の外周全体又は外周の一部を、Ｐｂフリーはんだ膜で被覆したことを特徴とするリード線。
【請求項７】
上記Ｐｂフリーはんだ膜がSn-Ag-Cu系合金で構成される請求項６記載のリード線。
【請求項８】
上記Sn-Ag-Cu系合金が、更にＩｎ及び／又はＰを含む請求項７記載のリード線。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００９−１９３９６６（Ｐ２００９−１９３９６６Ａ）
【公開日】平成２１年８月２７日（２００９．８．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１０５８３２（Ｐ２００９−１０５８３２）
【出願日】平成２１年４月２４日（２００９．４．２４）
【分割の表示】特願２００３−４２７５９１（Ｐ２００３−４２７５９１）の分割
【原出願日】平成１５年１２月２４日（２００３．１２．２４）
【出願人】（０００００５１２０）日立電線株式会社 (3,358)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年８月２７日（２００９．８．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年４月２４日（２００９．４．２４）
【分割の表示】特願２００３−４２７５９１（Ｐ２００３−４２７５９１）の分割
【原出願日】平成１５年１２月２４日（２００３．１２．２４）
【出願人】（０００００５１２０）日立電線株式会社 (3,358)
【Ｆターム（参考）】
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