(57)【要約】【課題】導体を薄いポリイミドフィルムで被覆した、過酷な条件でも使用できる信頼性の高い絶縁被覆を有するバスバー及びその製造方法を提供すること。【解決手段】板状の導体の上面及び下面に熱融着性のポリイミドフィルムを配置し、加圧下で加熱することにより導体とフィルムとを密着させたことを特徴とする、ポリイミドフィルムで被覆されたバスバー。熱融着性のポリイミドフィルムは、耐熱性の非熱可塑性ポリイミドフィルムの少なくとも片面に、熱融着性ポリイミドからなる表層を設けたポリイミドフィルムであることが好適である。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状の導体の上面及び下面に熱融着性のポリイミドフィルムを配置し、加圧下で加熱することにより導体とフィルムとを密着させたことを特徴とする、ポリイミドフィルムで被覆されたバスバー。
【請求項２】
熱融着性のポリイミドフィルムが、耐熱性の非熱可塑性ポリイミドフィルムの少なくとも片面に、熱融着性ポリイミドからなる表層を設けたポリイミドフィルムであることを特徴とする請求項１記載のバスバー。
【請求項３】
耐熱性の非熱可塑性ポリイミドフィルムが、３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物（ｓ−ＢＰＤＡ）と、パラフェニレンジアミン（ＰＰＤ）とから製造されるポリイミドからなるフィルムであることを特徴とする請求項１又は２に記載のバスバー。
【請求項４】
熱融着性ポリイミドが、１，３−ビス（４−アミノフェノキシベンゼン）（ＴＰＥ−Ｒ）又は２，２−ビス［４−（４−アミノフェノキシ）フェニル］プロパン（ＢＡＰＰ）を８０モル％以上含むジアミン成分と、３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物（ｓ−ＢＰＤＡ）及び／又は２，３，３’，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物（ａ−ＢＰＤＡ）とから製造されるポリイミドであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のバスバー。
【請求項５】
導体が銅またはアルミニウムであることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のバスバー。
【請求項６】
板状の導体の上面及び下面に、導体の全体を被覆することができるように熱融着性のポリイミドフィルムを配置し、加圧下で加熱することにより導体とフィルムとを密着させて導体全体を被覆した後、接続端子部に取付け孔を開けて孔の内部の導体を露出させることを特徴とするバスバーの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱融着性のポリイミドフィルムで被覆されたバスバー及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
細長い棒状の導電体を用いるバスバーは、断面積が大きく大電流を流すことが可能であること、板状のため放熱性に優れるなどの特徴を有しており、電気自動車、太陽電池、など幅広い用途に使用されている。また、板状であるために多層化が可能であることなどから、今後更に応用分野が増加するものと考えられる。
【０００３】
バスバーが別の導体の近くに配置される場合には、バスバーを絶縁材料で被覆することが必要となり、エポキシ樹脂などからなる塗料を用いて、静電塗装法や電着塗装法で絶縁被膜を形成することが行われている（特許文献１、２）。しかし、これらの方法は接続部をマスキングした後、塗料を塗布して焼き付けを行うなど工程が煩雑になる。さらに、絶縁部が厚いため、部品自体が大きくなり、放熱性が低下する、また、折り曲げなどの後過程が困難になるなどの問題がある。
【０００４】
ポリイミドは、高い電気絶縁性を有するため薄い被覆でも絶縁が可能であり、また、耐熱性、耐薬品に優れているため過酷な条件での使用にも耐えうることから、絶縁被覆材料として優れた特性を有している。バスバーの絶縁被覆としても用いられており、ポリイミドワニスをコーティングして硬化する方法、テープ状のポリイミドフィルムを巻きつける方法（特許文献３）などが知られている。
【０００５】
しかし、ポリイミドワニスをコーティングして硬化させる方法は、被膜の形成に長時間を要し生産性に劣ること、被膜を均一に形成することが困難であり部分的に薄い部分が形成されて信頼性に劣るなどの問題がある。また、テープ状のポリイミドフィルムを巻きつける方法は、工程が煩雑であり、ポリイミドと導電体との密着性が充分でなく、ポリイミドと導電体に隙間ができることにより信頼性に劣る、後工程で折り曲げた場合にしわが発生する、などの問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−２０３９４４号公報
【特許文献２】特開２００５−２５１６７３号公報
【特許文献３】特開２０１２−２０９３９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、導体を薄いポリイミドフィルムで被覆した、過酷な条件でも使用できる信頼性の高い絶縁被覆を有するバスバーを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は以下の項に関する。
１．  板状の導体の上面及び下面に熱融着性のポリイミドフィルムを配置し、加圧下で加熱することにより導体とフィルムとを密着させたことを特徴とする、ポリイミドフィルムで被覆されたバスバー。
２．  熱融着性のポリイミドフィルムが、耐熱性の非熱可塑性ポリイミドフィルムの少なくとも片面に、熱融着性ポリイミドからなる表層を設けたポリイミドフィルムであることを特徴とする前記項１記載のバスバー。
３．  耐熱性の非熱可塑性ポリイミドフィルムが、３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物（ｓ−ＢＰＤＡ）と、パラフェニレンジアミン（ＰＰＤ）とから製造されるポリイミドからなるフィルムであることを特徴とする前記項１又は２に記載のバスバー。
４．  熱融着性ポリイミドが、１，３−ビス（４−アミノフェノキシベンゼン）（ＴＰＥ−Ｒ）又は２，２−ビス［４−（４−アミノフェノキシ）フェニル］プロパン（ＢＡＰＰ）を８０モル％以上含むジアミン成分と、３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物（ｓ−ＢＰＤＡ）及び／又は２，３，３’，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物（ａ−ＢＰＤＡ）とから製造されるポリイミドであることを特徴とする前記項１〜３のいずれかに記載のバスバー。
５．  導体が銅またはアルミニウムであることを特徴とする前記項１〜４のいずれかに記載のバスバー。
【０００９】
６．  板状の導体の上面及び下面に、導体の全体を被覆することができるように熱融着性のポリイミドフィルムを配置し、加圧下で加熱することにより導体とフィルムとを密着させて導体全体を被覆した後、接続端子部に取付け孔を開けて孔の内部の導体を露出させることを特徴とするバスバーの製造方法。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のバスバーは、高い電気絶縁性を有するポリイミド樹脂からなる均一性に優れた絶縁被膜を有し、過酷な条件でも使用できる信頼性の高いバスバーである。また、両面に熱融着層を有するポリイミドフィルムを用い、絶縁被覆表面を熱融着性とすることによって、容易に積層することができる。さらに、本発明の製造方法によれば、このような信頼性の高いバスバーを効率よく製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】バスバーの製造方法の一例を示した図である。
【図２】取付け孔部分の断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明のバスバーは、導体を熱融着性のポリイミドフィルムで被覆したものである。通常、導体は金属であり、特に、銅又はアルミニウムであることが好ましい。
【００１３】
本発明で用いる熱融着性のポリイミドフィルムは、熱圧着により金属と接着するフィルムであればよく、特に限定されるものではない。このフィルムは、金属との密着性に優れる熱融着性ポリイミド樹脂からなる単層のフィルムであってもよく、非熱可塑性ポリイミド樹脂からなる耐熱性ポリイミドフィルムの片面又は両面に金属との密着性に優れる熱融着性ポリイミド樹脂からなる表層が設けられているものでもよい。特に、非熱可塑性ポリイミド樹脂からなる耐熱性ポリイミドフィルムの両面に金属との密着性に優れる熱融着性ポリイミド樹脂からなる表層が設けられているものが好ましい。本発明において「耐熱性」とは、熱分解開始温度が３５０℃以上であり、かつ、ガラス転移温度が３００℃以上であるか又は熱分解開始温度以下ではガラス転移温度が観察されないことを言う。
【００１４】
前記の熱融着性のポリイミドフィルムにおいて、耐熱性ポリイミドフィルムを構成する非熱可塑性ポリイミド樹脂としては、単独でフィルムにした場合に下記の特性を有するものを好適に用いることができる。
（１）ガラス転移温度が３００℃以上、好ましくは３３０℃以上、さらに好ましくは確認不可能である。
（２）線膨張係数（５０〜２００℃）（ＭＤ）が、導体として用いる銅又はアルミニウムの熱膨張係数に近いものである。具体的には、ポリイミドフィルムの熱膨張係数は５×１０-6〜３０×１０-6／Ｋであることが好ましく、１０×１０-6〜２８×１０-6／Ｋであることがより好ましく、さらに１５×１０-6〜２５×１０-6／Ｋであることが好ましい。
（３）引張弾性率（ＭＤ、ＡＳＴＭ−Ｄ８８２）が２００ＭＰａ以上、好ましくは３００ＭＰａ以上、さらに好ましくは５００ＭＰａ以上である。
（４）熱収縮率が０．０５％以下である。
【００１５】
前記のガラス転移温度は、一般的に、ＴＭＡ（熱機械分析）又はＤＭＡ（動的粘弾性測定）で測定され、線膨張係数及び熱収縮率は、ＴＭＡ（熱機械分析）で測定される。
【００１６】
これらの特性を有するポリイミド樹脂としては、３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物（ｓ−ＢＰＤＡ）、ピロメリット酸二無水物（ＰＭＤＡ）および３，３’，４，４’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物（ＢＴＤＡ）から選ばれる成分を主とする酸成分と、パラフェニレンジアミン（ＰＰＤ）および４，４’−ジアミノジフェニルエーテル（ＤＡＤＥ）から選ばれる成分を主とするジアミン成分とから製造されるポリイミド樹脂が挙げられる。
【００１７】
特に、以下のポリイミド樹脂が好ましい。
（１）３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物（ｓ−ＢＰＤＡ）と、パラフェニレンジアミン（ＰＰＤ）及び場合によりさらに４，４’−ジアミノジフェニルエーテル（ＤＡＤＥ）とから製造されるポリイミド。この場合、ＰＰＤ／ＤＡＤＥ（モル比）は１００／０〜８５／１５、特に１００／０〜９０／１０であることが好ましい。
（２）３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物（ｓ−ＢＰＤＡ）およびピロメリット酸二無水物（ＰＭＤＡ）と、パラフェニレンジアミン（ＰＰＤ）及び４，４’−ジアミノジフェニルエーテル（ＤＡＤＥ）とから製造されるポリイミド。この場合、ＢＰＤＡ／ＰＭＤＡ（モル比）は１５／８５〜８５／１５、特に２０／８０〜５０／５０であり、ＰＰＤ／ＤＡＤＥ（モル比）は９０／１０〜１０／９０、特に５０／５０〜１５／８５であることが好ましい。
（３）ピロメリット酸二無水物（ＰＭＤＡ）と、パラフェニレンジアミン（ＰＰＤ）及び４，４’−ジアミノジフェニルエーテル（ＤＡＤＥ）とから製造されるポリイミド。この場合、ＤＡＤＥ／ＰＰＤ（モル比）は９０／１０〜１０／９０、特に８０／２０〜５０／５０であることが好ましい。
（４）３，３’，４，４’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物（ＢＴＤＡ）及びピロメリット酸二無水物（ＰＭＤＡ）と、パラフェニレンジアミン（ＰＰＤ）及び４，４’−ジアミノジフェニルエーテル（ＤＡＤＥ）とから製造されるポリイミド。この場合、ＢＴＤＡ／ＰＭＤＡ（モル比）が２０／８０〜９０／１０、であり、ＰＰＤ／ＤＡＤＥ（モル比）が３０／７０〜９０／１０であることが好ましい。
【００１８】
前記の熱融着性のポリイミドフィルムに用いる熱融着性ポリイミド樹脂は、熱圧着により金属と接着するポリイミド樹脂である。好ましくは、ガラス転移温度以上、４００℃以下の温度での熱圧着により金属と接着できることが好ましい。さらに、下記の特性を有するものを好適に用いることができる。
（１）金属と接着した後の９０度剥離試験で測定されるピール強度が０．７Ｎ／ｍｍ以上であり、１５０℃で１６８時間加熱処理後でもピール強度の保持率が９０％以上、さらには９５％以上、特に１００％以上である。
（３）ガラス転移温度が１３０〜３３０℃である。
（４）引張弾性率が１００〜７００ＭＰａである。
（５）線膨張係数（５０〜２００℃）（ＭＤ）が５〜３０×１０-6／Ｋである。
【００１９】
これらの特性を有するポリイミド樹脂としては、例えば、２，３，３’，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物（ａ−ＢＰＤＡ）、３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物（ｓ−ＢＰＤＡ）、ピロメリット酸二無水物（ＰＭＤＡ）、３，３’４，４’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物（ＢＴＤＡ）、３，３’，４，４’−ジフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物、４，４’−オキシジフタル酸二無水物（ＯＤＰＡ）、ｐ−フェニレンビス（トリメリット酸モノエステル無水物）、３，３’，４，４’−エチレングリコールジベンゾエートテトラカルボン酸二無水物などから選ばれる成分を含む酸成分、好ましくはそれらを主成分として含む酸成分と、１，４−ビス（４−アミノフェノキシ）ベンゼン、１，３−ビス（４−アミノフェノキシ）ベンゼン、１，３−ビス（３−アミノフェノキシ）ベンゼン、２，２−ビス［４−（４−アミノフェノキシ）フェニル］プロパン、２，２−ビス［４−（３−アミノフェノキシ）フェニル］プロパン、ビス［４−（４−アミノフェノキシ）フェニル］スルフォン、ビス［４−（３−アミノフェノキシ）フェニル］スルフォンなどから選ばれる、少なくとも主鎖にベンゼン環を３個有するジアミン成分を含み、好ましくはそれらを主成分として含み、必要に応じて主鎖にベンゼン環を１個または２個有するジアミン成分をさらに含むジアミン成分とから製造されるポリイミド樹脂を用いることができる。
【００２０】
特に、１，３−ビス（４−アミノフェノキシベンゼン）（ＴＰＥ−Ｒ）又は２，２−ビス［４−（４−アミノフェノキシ）フェニル］プロパン（ＢＡＰＰ）を８０モル％以上含むジアミン成分と、３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物（ｓ−ＢＰＤＡ）及び／又は２，３，３’，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物（ａ−ＢＰＤＡ）とから製造されるポリイミドが好ましい。この場合、ｓ−ＢＰＤＡ／ａ−ＢＰＤＡ（モル比）は１００／０〜５／９５であることが好ましい。
【００２１】
本発明で用いることができる、耐熱性ポリイミド層の両面に熱融着性ポリイミド樹脂からなる表層が設けられているポリイミドフィルムは、好適には、
（ｉ）共押出し−流延製膜法（単に、共押出法ともいう。）によって、耐熱性ポリイミドの前駆体溶液と熱融着性ポリイミドの前駆体溶液とを薄膜状に積層して支持体上に流延し、乾燥、イミド化して多層ポリイミドフィルムを得る方法、
あるいは
（ｉｉ）耐熱性ポリイミドの前駆体溶液を支持体上に流延塗布して乾燥し、得られた自己支持性フィルム（ゲルフィルム）の片面又は両面に熱融着性ポリイミドの前駆体溶液を塗布し、これを乾燥、イミド化して多層ポリイミドフィルムを得る方法、
によって製造することができる。
【００２２】
熱融着性のポリイミドフィルムの厚みは、特に限定されるものではないが、十分な電気的な絶縁性能が得られれば薄いほど好ましい。具体的には、３〜１５０μｍであることが好ましく、４〜１００μｍであることがより好ましく、５〜７５μｍであることが特に好ましい。
【００２３】
上記の耐熱性の非熱可塑性ポリイミド樹脂からなるフィルムの両面に金属との密着性に優れる熱融着性ポリイミド樹脂からなる表層が設けられているポリイミドフィルムとしては、宇部興産株式会社製「ユーピレックス−ＶＴ」（商品名）などが挙げられるが、本発明で用いることができるものは、これらに限定されるものではない。「ユーピレックス−ＶＴ」は、ｓ−ＢＰＤＡとＰＰＤで構成される耐熱性の非熱可塑性ポリイミド樹脂からなるフィルムに、ガラス転移温度が２４０℃である熱融着性ポリイミド樹脂からなる表層を設けたものである。
【００２４】
本発明のバスバーの製造方法は、細長い板状の導体の上下に、導体全体を被覆することができるように切り出した熱融着性のポリイミドフィルムを配置し、加熱圧着することにより導体全体を被覆する工程と、取付け孔を開けて、孔の内部に導体を露出させる工程と、を含む。
【００２５】
以下、具体的なバスバーの製造方法を、図１及び図２を参照して説明する。図１はバスバーの製造方法の一例を示した図である。１０は、細長い板状の導体であり、断面は長方形である。導体には、表面処理として、油や汚れを除去するための脱脂洗浄、防錆用のメッキ処理などがなされていても良い。導体１０全体を被覆することができるように切り出した熱融着性のポリイミドフィルム１１ａ、１１ｂを導体１０の上下に配置する。これら全体を、熱プレス機などにより加圧下で加熱して熱圧着することにより、全面が熱融着性のポリイミドフィルムで被覆された導体１２が得られる。
【００２６】
熱圧着の条件は、温度に関しては、熱融着性ポリイミドのガラス転移温度よりも２０℃以上高く、かつ４００℃以下の温度であることが好ましく、融着性ポリイミドのガラス転移温度よりも３０℃以上高く、かつ４００℃以下の温度であることが更に好ましい。
【００２７】
全面が熱融着性のポリイミドフィルムで被覆された導体１２の接続端子部に、取付け孔１３ａ、１３ｂを打ち抜き成形などにより開ける。この加工により、図２に示したように取付け孔の内部に導体1０が露出し、導電性の接続具として使用できるようになる。接続端子部は、一般に、細長い板状の導体における長手方向の少なくとも一方の端部に設けられることが好ましい。図２に示す実施形態では、長手方向の両端部に接続端子部が設けられている。
【００２８】
このようにして製造したバスバーは、必要に応じて曲げ加工することができる。また、両面が熱融着性のポリイミドフィルムを用いた場合、被覆の表層が熱融着性であるため、複数のバスバーを積層、一体化させた部材を容易に製造することができる。
【実施例】
【００２９】
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００３０】
熱プレス機で３２０℃  ５分  加熱して予熱した無酸素銅（ＪＩＳ  Ｈ  ３１００、  Ｃ１０２０、大きさ：１０ｍｍ×１５０ｍｍ、厚み：１ｍｍ）、及びアルミ板（ＪＩＳ  Ｈ  ４４００、１０００番台、大きさ：１０ｍｍ×１５０ｍｍ、厚み：１ｍｍ）の上下に、同様に予熱した熱融着性ポリイミドフィルム（宇部興産社製、ユーピレックスＶＴ、大きさ：１２ｍｍ×１５２ｍｍ、厚み：５０μｍ）配置した。さらにそれらの上下にクッション材としてのＰＴＦＥシート（ニチアス社製、ＴＯＭＢＯ  ９００１、厚み：５００μｍ）を配置し、３２０℃、３ＭＰａで１分間加熱、加圧した。得られた絶縁被覆導体の長手方向の両端部に、取付け孔となる丸孔（５ｍｍφ）を２箇所開け、バスバーを製造した。
【００３１】
製造したバスバーは、加工時に被覆に剥がれやしわを生じることなく、Ｓ字型に折り曲げ加工することが可能であった。
【符号の説明】
【００３２】
１０  導体
１１、１１ａ、１１ｂ  熱融着性ポリイミドフィルム
１２  全面が熱融着性ポリイミドフィルムで被覆された導体
１３ａ、１３ｂ  取付け孔
【図１】
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【図２】
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