(57)【要約】【課題】回路基板１０３に各々のシート状電池２が載置された積層接続体１０１を超音波溶融すると、第１導電薄膜リード１０３ｂ等の金属薄膜部がない第２溶着部β１等では、ホーン突起４ａとアンビル突起５ａが対向する合成樹脂部分の溶融が激しく溶融穴１０６が開くか高熱により変質し、強度が著しく低下し導通部の導通不良、長期安定性を損なう。【解決手段】回路基板３に各々のシート状電池２が載置された上記第２溶着部β１や第３溶着部γ１では、回路基板３に金属薄膜部６が形成され、この金属薄膜部６が超音波振動を緩衝し、溶融穴が開くことなくシート状積層接続体１の変質や強度の低下を防止する。従って導通部の導通が良好になり、しかも強強度となって長期安定性が確保される。【選択図】図３
2008243760.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
合成樹脂ベースの絶縁性基板を有する回路基板と、第1シート状部材と、前記第1シート状部材を第１番目としてカウントしたとき第Ｎ番目（Ｎは３以上の正の整数）の第Ｎシート状部材までのシート状部材を備え、前記第1シート状部材から前記第Ｎシート状部材までのシート状部材が前記回路基板に接合されているシート状部材の積層接続体であって、
前記回路基板は、外部導通用の第１導電薄膜リード部と、外部導通用の第２導電薄膜リード部と、外部と導通しない金属薄膜部とが形成されており、
前記第1シート状部材は、前記回路基板における前記第１導電薄膜リード部が形成された表面に対向する第１表面と前記第１表面の裏側である第１裏面とを有し、前記第１表面と第１裏面とが合成樹脂でほぼ構成されるとともに、前記第１表面において、一端側には前記第１導電薄膜リード部と平面的に重なる位置に第１表薄膜電極部が、前記一端側から平面方向で離れた他端側には前記合成樹脂で構成されかつ前記回路基板の前記金属薄膜部と平面的に重なる位置に第１表絶縁部が形成され、前記第１裏面において、前記第１表薄膜電極部の裏側位置近傍には前記合成樹脂で構成される第１裏絶縁部が、前記第１表絶縁部の裏側位置近傍には第１裏薄膜電極部が形成されており、
２番目の第２シート状部材から第Ｎシート状部材までのシート状部材は、前記第１シート状部材とほぼ同様の構造に形成されているものであって、２番目からＮ番目の直前番目までのうちの当該番目の当該シート状部材は、前記当該シート状部材の直前番目の直前シート状部材における直前裏面に対向する当該表面とその裏面である当該裏面とを有しこの当該表面と当該裏面とが合成樹脂でほぼ構成されるとともに、前記当該表面において、一端側であって前記直前シート状部材に形成された直前裏薄膜電極部に対向する位置には当該表薄膜電極部と、前記一端側から平面方向で離れた他端側には前記合成樹脂で構成された当該表絶縁部とが形成されており、前記当該裏面において、前記当該表薄膜電極部の裏側位置近傍には前記合成樹脂で構成される当該裏絶縁部と、前記当該表絶縁部の裏側位置近傍には当該裏薄膜電極部が形成されており、
前記回路基板と前記第1シート状部材から前記第Ｎシート状部材までとが重ね合わせられて超音波溶接装置のホーンとアンビルとに挟まれながら超音波振動されることにより、
前記第1シート状部材の前記一端側では、前記回路基板の合成樹脂と前記第1シート状部材の第１裏絶縁部における前記合成樹脂とが融合し、かつ回路基板の前記第１導電薄膜リード部と第1シート状部材の前記第１表薄膜電極部とが接触導通しており、
前記当該シート状部材の前記一端側では、前記回路基板の合成樹脂と当該シート状部材の直前番目にあたる直前シート状部材の直前表絶縁部における合成樹脂と前記当該シート状部材の当該裏絶縁部における合成樹脂とが前記金属薄膜部の周囲付近で融合し、かつ前記直前シート状部材の直前裏薄膜電極部と前記当該シート状部の当該表薄膜電極部とが接触導通しており、
前記当該シート状部材の前記他端側では、前記回路基板の合成樹脂と当該シート状部材の当該表絶縁部における合成樹脂と当該シート状部材の直後番目にあたる直後シート状部材の直後裏絶縁部における合成樹脂とが前記金属薄膜部の周囲付近で融合し、かつ前記当該シート状部の当該裏薄膜電極部と前記直後シート状部材の直後表薄膜電極部とが接触導通しており、
前記第Ｎシート状部材の前記一端側では、前記回路基板の合成樹脂と前記第Ｎシート状部材の直前番目にあたる第Ｎ―１シート状部材のＮ―１表絶縁部における合成樹脂と前記第Ｎシート状部材のＮ裏絶縁部における合成樹脂とが前記金属薄膜部の周囲で融合し、かつ前記第Ｎ−１シート状部材の前記Ｎ―１裏薄膜電極部と前記第Ｎシート状部材のＮ表薄膜電極部とが接触導通しており、
前記第Ｎシート状部材の前記他端側は、Ｎ裏薄膜電極部が回路基板の前記第２導電薄膜リード部に積層し、前記回路基板の合成樹脂と前記第Ｎシート状部材のＮ表絶縁部における前記合成樹脂とが融合し、かつ第Ｎシート状部材の前記Ｎ裏薄膜電極部と回路基板の前記第２導電薄膜リード部とが接触導通している、ことを特徴とするシート状部材の積層接続体。
【請求項２】
合成樹脂ベースの絶縁性基板から構成される回路基板と、第1シート状部材と、第２シート状部材とを備え、前記第1シート状部材と前記第２シート状部材が前記回路基板に接合されているシート状部材の積層接続体であって、
前記回路基板は、外部導通用の第１導電薄膜リード部と、外部導通用の第２導電薄膜リード部と、外部と導通しない金属薄膜部とが形成されており、
前記第1シート状部材は、前記回路基板における前記第１導電薄膜リード部が形成された表面に対向する第１表面と前記第１表面の裏側である第１裏面とを有し、前記第１表面と第１裏面とが合成樹脂でほぼ構成されるとともに、前記第１表面において、一端側には前記導電薄膜リード部と平面的に重なる位置に第１表薄膜電極部が、前記一端側から平面方向で離れた他端側には前記合成樹脂で構成されかつ前記回路基板の前記金属薄膜部と平面的に重なる位置に第１表絶縁部が形成され、前記第１裏面において、前記第１表薄膜電極部の裏側位置近傍には前記合成樹脂で構成される第１裏絶縁部が、前記第１表絶縁部の裏側位置近傍には第１裏薄膜電極部が形成されており、
前記第２シート状部材は、前記第１シート状部材とほぼ同様の構造に形成されているものであって、前記第1シート状部材における上記第１裏面に対向する第２表面と前記第２表面の裏側である第２裏面とを有し、前記第２表面と第２裏面とが合成樹脂でほぼ構成されるとともに、前記第２表面において、一端側であって前記第1シート状部材に形成された前記第１裏薄電極部に対向する位置には第２表薄膜電極部と、前記一端側から平面方向で離れた他端側には前記合成樹脂で構成された第２表絶縁部とが形成されており、前記第２裏面において、前記第２表薄膜電極部の裏側位置近傍には前記合成樹脂で構成される第２裏絶縁部と、前記第２表絶縁部の裏側位置近傍には第２裏薄膜電極部が形成されており、
前記回路基板と前記第1シート状部材および前記第２シート状部材とが重ね合わせられて超音波溶接装置のホーンとアンビルとに挟まれながら超音波振動されることにより、
前記第1シート状部材の前記一端側では、前記回路基板の合成樹脂と前記第1シート状部材の第１裏絶縁部における前記合成樹脂とが融合し、かつ回路基板の前記第１導電薄膜リード部と第1シート状部材の前記第１表薄膜電極部とが接触導通しており、
前記第1シート状部材の前記他端側では、前記回路基板の合成樹脂と前記第1シート状部材の第１表絶縁部における合成樹脂と前記第２シート状部材の前記第２裏絶縁部における合成樹脂とが前記金属薄膜部の周囲付近で融合し、かつ前記第１シート状部材の前記第１裏薄膜電極部と前記第２シート状部材の第２表薄膜電極部とが接触導通しており、
前記第２シート状部材の前記他端側は、前記回路基板の前記第２導電薄膜リード部に積層し、前記回路基板の合成樹脂と前記第２シート状部材の第２表絶縁部における前記合成樹脂とが融合し、かつ第２シート状部材の前記第２裏薄膜電極部と回路基板の前記第２導電薄膜リード部とが接触導通している、
ことを特徴とするシート状部材の積層接続体。
【請求項３】
請求項１から請求項２のいずれかに記載されたシート状部材の積層接続体であって、
前記回路基板に形成された金属薄膜部は、前記第1導電性薄膜リード部または第２導電性薄膜リード部と同じ材質で、同じ製造方法で、同時に形成されていることを特徴とするシート状部材の積層接続体。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載されたシート状部材の積層接続体であって、
１つまたは２つの前記シート状部材と前記回路基板における前記合成樹脂が融合する箇所は、超音波溶接装置のホーンとアンビルの少なくともどちらか一方に形成した突起部により押圧された場所であることを特徴とするシート状部材の積層接続体。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれかに記載されたシート状部材の積層接続体であって、
前記回路基板の第１導電薄膜リード部または第２導電薄膜リード部および金属薄膜部には予め複数の開口が形成されており、上記開口により前記合成樹脂が前記融合していることを特徴とするシート状部材の積層接続体。
【請求項６】
請求項５に記載されたシート状部材の積層接続体であって、
前記第１導電薄膜リード部または第２導電薄膜リード部および金属薄膜部において、単位面積での前記薄膜形成面積と前記開口全面積との比率である薄膜形成密度は、前記第１導電薄膜リード部または第２導電薄膜リード部の方が前記金属薄膜部よりもが高いことを特徴とするシート状部材の積層接続体。
【請求項７】
請求項５から請求項６のいずれかに記載されたシート状部材の積層接続体であって、
超音波溶接装置のホーンとアンビルの少なくともどちらか一方に形成した突起部が、前記開口内で押圧することを特徴とするシート状部材の積層接続体。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれかに記載されたシート状部材の積層接続体であって、
前記第１導電薄膜リード部または第２導電薄膜リード部は、前記金属薄膜部に対して、機械的強度が高いことを特徴とするシート状部材の積層接続体。
【請求項９】
請求項１から請求項８のいずれかに記載されたシート状部材の積層接続体であって、
前記シート状部材は、シート状電池であり、一方の前記薄膜電極部は前記シート状電池のプラス電極とマイナス電極のどちらか一方であり、他方の前記薄膜電極部は前記各シート状電池のプラス電極とマイナス電極の他方であることを特徴とするシート状部材の積層接続体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シート状電池などシート状部材の複数個を積層させて回路基板に超音波接合したシート状部材の積層接合体に関する。
上記シート状部材は、例えばシート状電池であって、例えば複数個のシート状電池を直列接続して、グリーティングカードなどに埋設されるシート状電源に用いられるものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の、接合対象となる２枚の金属箔を接合予定部位同士が接合するようにして重ね合わせ、これを、接合予定部位を挟むようにそれぞれの金属箔の外側に樹脂製フィルムを介在させて、少なくともいずれか一方の表面に複数の突起が整列配置された一対の超音波溶接具で挟み付け、しかるのち、超音波溶接具に超音波振動を与えて金属箔同士を融着させ、さらに、超音波振動を継続して金属の塑性流動により前記突起に対応する部分の金属箔を除去して窓を明け、該窓から臨む樹脂フィルム同士を融着させる金属箔の接合方法が、特許文献１に開示されている。
【０００３】
【特許文献１】特許第３４５６９２１号公報（特許請求の範囲、図２参照）
【０００４】
一方、表面に外部接続用の導電薄膜リード部が形成された回路基板に、複数個のシート状電池を部分的に積層させて、シート状電池の表面または裏面に形成された薄膜電極部を前記導電薄膜リード部に導通させ、前記回路基板に上記シート状電池を接合させるシート状電池の積層接続体を得る場合、上記特許文献１に見られるような接合方法を用いて、前記回路基板に上記シート状電池を接合させることが考えられる。
【０００５】
本発明と比較するための上記シート状電池の積層接続体を説明すると、次の通りである。上記比較例としての積層接続体は、図９に平面図が図示されている。
図９において、１０１は積層接続体であり、２はシート状電池、１０３は回路基板である。
シート状電池２は、図２に図示されている。
図２において、（１）はシート状電池の裏側平面図、（２）は（１）のシート状電池２の側面図、（３）は（１）のシート状電池２の表側平面図である。
図２に図示されているようにシート状電池２は、平面形状が略四辺形で、外観部材を含め基台は合成樹脂のＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）で形成されている。
【０００６】
さらにシート状電池２は、図２の（３）の上面にあたる表面２ａと、図２の（１）の上面にあたり前記表面２ａの裏側である裏面２ｂとを有しており、前記表面２ａと裏面２ｂとは前述のＰＥＴでほぼ構成されている。
さらに、図２のシート状電池２における上辺側の左右両端側で互いに平面方向で離れた位置に突出部が形成されている。図２の（３）において左側の突出部がプラス側突出形状部２ｃと右側の突出部がマイナス側突出形状部２ｄである。
図２の（３）に図示されるように、前記表面２ａにおいて、一端側（右側）である前記マイナス側突出形状部２ｄの表面にはマイナス電極となるマイナス薄膜電極部２ｆが構成され、前記マイナス側突出形状部２ｄから平面方向で離れた他端側（左側）であるプラス側突出形状部２ｃの表面にはプラス側絶縁部２ｇが形成されている。
図２の（１）に図示されるように、前記裏面２ｂにおいて、前記マイナス薄膜電極部２ｆの裏側位置近傍にあたり前記一端側であるマイナス側突出形状部２ｄの表面にはマイナス側絶縁部２ｈが形成され、前記プラス側絶縁部２ｇの裏側位置近傍にあたり他端側であるプラス側突出形状部２ｃの表面にはプラス電極となるプラス薄膜電極部２ｅが形成されている。
【０００７】
上記プラス側絶縁部２ｇおよびマイナス側絶縁部２ｈは、上記外観部材を構成しているＰＥＴである。  
上記プラス薄膜電極部２ｅとマイナス薄膜電極部２ｆは、カーボンを主体とする材料からなり、上記ＰＥＴからなる基台の窪み（図示せず）に貼り付けられて、内部の電池構成部（図示せず）に導通接続している。
【０００８】
図９に戻って、回路基板１０３について詳述すると、次の通りである。
回路基板１０３の１０３ａは基板で、合成樹脂シートでガラス繊維入りエポキシ樹脂からなる。上記基板１０３ａの表面１０３ａａには、外部導通用の第１導電薄膜リード１０３ｂ、裏面には外部導通用の第２導電薄膜リード１０３ｃが形成されている。これら外部導通用の第１導電薄膜リード１０３ｂ、外部導通用の第２導電薄膜リード１０３ｃには、超音波溶融用の開口１０３ｄが複数個形成されている。この複数個の開口１０３ｄの上下には、超音波溶着時にそのホーンとアンビルの各々の内面に突出形成されたホーン突起４ａとアンビル突起５ａとが位置合わせされて、超音波振動するものである。
一方、シート状電池２に関しては、図９における最も左端に第１シート状電池２−１、その右側に第２シート状電池２−２、その右側で最も右端に第３シート状電池２−３が配置され、各々の上記左右突出部が上記基板１０３ａの表面と裏面とに載置されている。
【０００９】
ここで、図９の図示のように、第１シート状電池２−１の左上側の第１マイナス側突出形状部２ｄ−１が上記外部導通用の第１導電薄膜リード１０３ｂ上に載置されて第１溶着部α１を構成し、第１シート状電池２−１の右上側の第１プラス側突出形状部２ｃ−１が上記基板１０３ａ上に載置されるとともに上記第１プラス側突出形状部２ｃ−１の上に第２シート状電池２−２の第２マイナス側突出形状部２ｄ−２が載置されて第２溶着部β１を構成し、第２シート状電池２−２の右上側の第２プラス側突出形状部２ｃ−２が上記基板１０３ａ上に載置されるとともに上記第２プラス側突出形状部２ｃ−２の上に第３シート状電池２−３の第３マイナス側突出形状部２ｄ−３が載置されて第３溶着部γ１を構成し、第３シート状電池２−３の右上側の第３プラス側突出形状部２ｃ−３が前記基板１０３ａの裏面側に回り込んで上記裏面に配置された第２導電薄膜リード１０３ｃに載置されて第４溶着部δ１を構成している。
【００１０】
上記のように、回路基板１０３に各々のシート状電池２が載置された状態で、上記載置された部分（第１溶着部α１〜第４溶着部δ１）は、各々超音波溶接装置のホーンとアンビルとに表面側と裏面側から挟まれながら超音波振動されることにより超音波接合され、前記積層接続体１０１が得られるものである。
【００１１】
上記超音波溶接装置には、前記ホーン４のホーン突起４ａとアンビル５のアンビル突起５ａが多数形成されており、前記ホーン突起４ａとアンビル突起５ａは、前記第１溶着部α１において第１導電薄膜リード１０３ｂに形成された複数の開口１０３ｄ位置に対応した平面位置に配置されており、同じく第４溶着部δ１において第２導電薄膜リード１０３ｃに形成された複数の開口１０３ｄ位置に対応した平面位置に配置されているものである。
さらに前記ホーン突起４ａとアンビル突起５ａの各々は、前記第２溶着部β１と第３溶着部γ１の上下にも配置されているものである。
【００１２】
この状態で、超音波溶接装置が超音波振動し、上記ホーン４とアンビル５が超音波振動して前記載置部分の合成樹脂部分を溶融するものである。
この場合、前記第１溶着部α１と第４溶着部δ１においては、第１導電薄膜リード１０３ｂと第２導電薄膜リード１０３ｃが形成されており、前記第１導電薄膜リード１０３ｂおよび第２導電薄膜リード１０３ｃが金属薄膜であるために超音波振動の振動エネルギー強度を適度に上げることによって、特許文献１のように各シート状電池の上記薄膜電極部を突き破って上下の合成樹脂部分が溶着するものである。なお、上記薄膜電極部は、前記第１導電薄膜リード１０３ｂおよび第２導電薄膜リード１０３ｃより、超音波振動時に穴が開きやすく構成されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかるに、前記第１導電薄膜リード１０３ｂおよび第２導電薄膜リード１０３ｃが形成されていない前記第２溶着部β１と第３溶着部γ１では、前記第１導電薄膜リード１０３ｂおよび第２導電薄膜リード１０３ｃが形成さておらず単に合成樹脂部材と前述した薄膜電極部とが積層されているにすぎないため、この部分にとっては上記超音波振動エネルギーが強すぎることになる。このため、超音波振動後の前記第２溶着部β１の断面図である図１０に図示されているように、前記ホーン突起４ａとアンビル突起５ａが対向している箇所の合成樹脂部分の溶融が激しくなり上記薄膜電極部を突き破って上下に溶融穴１０６が開いてしまう、あるいは前記前記ホーン突起４ａとアンビル突起５ａが対向している箇所に高熱が加わるなどによって回路基板の基板１０３ａおよび各シート状電池の前述した合成樹脂部分が変質し、強度が著しく低下してしまう。場合によっては、回路基板１０３は各シート状電池の一端を保持できなくなり、導通部の導通不良をもたらせてしまい、また長期安定性を損なうという問題を有する。超音波振動後における前記第３溶着部γ１も、図１０と同様の断面図を呈する。
【００１４】
図１０において、回路基板１０３の基板１０３ａの直上には第１シート状電池２−１のプラス側絶縁部２ｇ−１が載置されており、このプラス側絶縁部２ｇ−１の上側には第１シート状電池２−１のプラス薄膜電極部２ｅ―１が構成されている。また上記プラス薄膜電極部２ｅ―１の直上には、第２シート状電池２−２のマイナス薄膜電極部２ｆ−２が接触しており、このマイナス薄膜電極部２ｆ−２の上側には第２シート状電池２−２のマイナス側絶縁部２ｈ−２が構成されており、こうして前述の第２溶着部β１が形成されている。
前述のように超音波振動が行われる際に、前記ホーン突起４ａとアンビル突起５ａが対向している箇所において、まず回路基板の基板１０３ａとプラス側絶縁部２ｇ−１とマイナス側絶縁部２ｈ−２が溶融するが、更に超音波が継続することによって前記プラス薄膜電極部２ｅ―１とマイナス薄膜電極部２ｆ−２も溶融し、前記プラス薄膜電極部２ｅ―１とマイナス薄膜電極部２ｆ−２に前記溶融穴１０６が空くことになる。前記プラス薄膜電極部２ｅ―１とマイナス薄膜電極部２ｆ−２は、比較的薄く金属としての強度が小さいことから上記のような溶融穴１０６が空くことになる。なお、プラス側絶縁部２ｇ−１とマイナス側絶縁部２ｈ−２の溶融により、両者が断面方向で接合される場合（図１０）と両者が断面方向で離れてしまう場合とあるが、後者のほうが全体の強度は弱くなる。
【００１５】
本発明は、上記課題に鑑みて、上記シート状部材の積層接続体の超音波振動による溶融接合において、合成樹脂部分同士の溶融接合を良好に行って全体強度を高め、また上記シート状部材同士の薄膜電極部同士の導通を良好とし、長期信頼性を確保することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の実施態様１のシート状部材の積層接続体は、合成樹脂ベースの絶縁性基板を有する回路基板と、第1シート状部材と、前記第1シート状部材を第１番目としてカウントしたとき第Ｎ番目（Ｎは３以上の正の整数）の第Ｎシート状部材までのシート状部材を備え、前記第1シート状部材から前記第Ｎシート状部材までのシート状部材が前記回路基板に接合されているシート状部材の積層接続体であって、前記回路基板は、外部導通用の第１導電薄膜リード部と、外部導通用の第２導電薄膜リード部と、外部と導通しない金属薄膜部とが形成されており、前記第1シート状部材は、前記回路基板における前記第１導電薄膜リード部が形成された表面に対向する第１表面と前記第１表面の裏側である第１裏面とを有し、前記第１表面と第１裏面とが合成樹脂でほぼ構成されるとともに、前記第１表面において、一端側には前記第１導電薄膜リード部と平面的に重なる位置に第１表薄膜電極部が、前記一端側から平面方向で離れた他端側には前記合成樹脂で構成されかつ前記回路基板の前記金属薄膜部と平面的に重なる位置に第１表絶縁部が形成され、前記第１裏面において、前記第１表薄膜電極部の裏側位置近傍には前記合成樹脂で構成される第１裏絶縁部が、前記第１表絶縁部の裏側位置近傍には第１裏薄膜電極部が形成されており、２番目の第２シート状部材から第Ｎシート状部材までのシート状部材は、前記第１シート状部材とほぼ同様の構造に形成されているものであって、２番目からＮ番目の直前番目までのうちの当該番目の当該シート状部材は、前記当該シート状部材の直前番目の直前シート状部材における直前裏面に対向する当該表面とその裏面である当該裏面とを有しこの当該表面と当該裏面とが合成樹脂でほぼ構成されるとともに、前記当該表面において、一端側であって前記直前シート状部材に形成された直前裏薄膜電極部に対向する位置には当該表薄膜電極部と、前記一端側から平面方向で離れた他端側には前記合成樹脂で構成された当該表絶縁部とが形成されており、前記当該裏面において、前記当該表薄膜電極部の裏側位置近傍には前記合成樹脂で構成される当該裏絶縁部と、前記当該表絶縁部の裏側位置近傍には当該裏薄膜電極部が形成されており、前記回路基板と前記第1シート状部材から前記第Ｎシート状部材までとが重ね合わせられて超音波溶接装置のホーンとアンビルとに挟まれながら超音波振動されることにより、前記第1シート状部材の前記一端側では、前記回路基板の合成樹脂と前記第1シート状部材の第１裏絶縁部における前記合成樹脂とが融合し、かつ回路基板の前記第１導電薄膜リード部と第1シート状部材の前記第１表薄膜電極部とが接触導通しており、前記当該シート状部材の前記一端側では、前記回路基板の合成樹脂と当該シート状部材の直前番目にあたる直前シート状部材の直前表絶縁部における合成樹脂と前記当該シート状部材の当該裏絶縁部における合成樹脂とが前記金属薄膜部の周囲付近で融合し、かつ前記直前シート状部材の直前裏薄膜電極部と前記当該シート状部の当該表薄膜電極部とが接触導通しており、前記当該シート状部材の前記他端側では、前記回路基板の合成樹脂と当該シート状部材の当該表絶縁部における合成樹脂と当該シート状部材の直後番目にあたる直���シート状部材の直後裏絶縁部における合成樹脂とが前記金属薄膜部の周囲付近で融合し、かつ前記当該シート状部の当該裏薄膜電極部と前記直後シート状部材の直後表薄膜電極部とが接触導通しており、前記第Ｎシート状部材の前記一端側では、前記回路基板の合成樹脂と前記第Ｎシート状部材の直前番目にあたる第Ｎ―１シート状部材のＮ―１表絶縁部における合成樹脂と前記第Ｎシート状部材のＮ裏絶縁部における合成樹脂とが前記金属薄膜部の周囲で融合し、かつ前記第Ｎ−１シート状部材の前記Ｎ―１裏薄膜電極部と前記第Ｎシート状部材のＮ表薄膜電極部とが接触導通しており、
前記第Ｎシート状部材の前記他端側は、Ｎ裏薄膜電極部が回路基板の前記第２導電薄膜リード部に積層し、前記回路基板の合成樹脂と前記第Ｎシート状部材のＮ表絶縁部における前記合成樹脂とが融合し、かつ第Ｎシート状部材の前記Ｎ裏薄膜電極部と回路基板の前記第２導電薄膜リード部とが接触導通している、ことを特徴とする。
【００１７】
上記本発明実施態様１の構成によれば、前記回路基板と前記第1シート状部材から前記第Ｎシート状部材までが重ね合わせられた積層体が超音波溶接装置のホーンとアンビルとに挟まれながら超音波振動される際には、以下の状況となる。
まず第1シート状部材の前記一端側では、回路基板の合成樹脂と第1シート状部材の第１裏絶縁部における前記合成樹脂とが融合し、続いて前記ホーンとアンビルが回路基板の第１導電薄膜リード部と第1シート状部材の第１表薄膜電極部とが溶融状態となって溶融穴が空くか、または第１導電薄膜リード部と第1シート状部材あるいは第１表薄膜電極部に予め設けた開口または上記溶融穴に、上述の溶融した回路基板の合成樹脂と第1シート状部材の第１裏絶縁部における前記合成樹脂とが入り込んで互いに融合して接合するようになる。この際、上記回路基板の第１導電薄膜リード部と第1シート状部材の第１表薄膜電極部とは、上記溶融穴または上記開口の周囲において互いに接触するので、両者の導通接続が可能となる。
なお、回路基板の第１導電薄膜リード部に予め複数の穴を開けておく場合は、超音波振動時に回路基板の溶融した合成樹脂と第1シート状部材の第１裏絶縁部における溶融した合成樹脂とが上記穴に入り込んで互いに溶融接合しやすくなる。
【００１８】
一方、２番目の第２シート状部材からＮ番目の直前番号の第Ｎ−１シート状部材までのシート状部材において、当該シート状部材の前記一端側では、前記回路基板と前記金属薄膜部と当該シート状部材の直前番号である直前シート状部材における前記他端側と当該シート状部材における前記一端側とが積層された状態で、前記ホーンとアンビルとに挟まれながら超音波振動されることになる。この積層された状態の場所は、図３の第２溶接部β０または第３溶接部γ０の位置に相当している。
この積層状態において前記ホーンとアンビルとに挟まれながら超音波振動が生じると、回路基板の合成樹脂と直前シート部材の直前表絶縁部における合成樹脂と当該シート状部材の当該裏絶縁部における合成樹脂とが溶融し、引き続いて超音波振動が進行して行くと、前記金属薄膜部と直前シート状部材の直前裏薄膜電極部と当該シート状部の当該表薄膜電極部とが溶融して金属である上記金属薄膜部と直前裏薄膜電極部と当該表薄膜電極部とに溶融穴が空くか、もしくは予め開口している前記金属薄膜部あるいは直前シート状部材の直前裏薄膜電極部と当該シート状部の当該表薄膜電極部の開口により、上記合成樹脂部分、すなわち回路基板の溶融した合成樹脂と直前シート状部材の溶融した直前表絶縁部と当該シート状部材の溶融した当該裏絶縁部における合成樹脂とが互いに融合して接合するようになる。
この際、上記直前裏薄膜電極部と当該表薄膜電極部とが上記溶融穴もしくは開口の周囲において互いに接触するので、両者の導通接続が可能となる。
なお、回路基板に形成した前記金属薄膜部に予め複数の穴を開けておく場合は、超音波振動時に回路基板の溶融した合成樹脂と直前シート状部材の溶融した直前表絶縁部と当該シート状部材の当該裏絶縁部における溶融した合成樹脂とが上記穴に入り込んで互いに溶融接合しやすくなる。    
【００１９】
当該シート状部材の前記他端側は、前記回路基板の合成樹脂と当該シート状部材の表絶縁部における合成樹脂と直後番目にあたる直後シート状部材の直後裏絶縁部における合成樹脂とが回路基板に形成された前記金属薄膜部の周囲で融合し、かつ当該シート状部材の当該裏薄膜電極部と直後シート状部材の直後表薄膜電極部とが接触導通してもので、当該シート状部材の前記一端側と同様の積層構造となり同様の溶融状態となる。図３の第２溶接部β０または第３溶接部γ０の位置に相当している。
【００２０】
なお、第２シート部材の前記他端側は、前述した当該シート状部材の前記他端側と同様の積層構造となり同様の溶融状態となる。図３の第２溶接部β０に相当する。
【００２１】
前記第Ｎシート状部材の前記一端側は、前記回路基板の合成樹脂と前記第Ｎシート状部材の直前番目にあたる第Ｎ−１シート状部材のＮ―１表絶縁部における合成樹脂と前記第Ｎシート状部材のＮ裏絶縁部における合成樹脂とが前記金属薄膜部の周囲で融合し、かつ前記第Ｎ−１シート状部材の前記Ｎ―１裏薄膜電極部と前記Ｎシート状部のＮ表薄膜電極部とが接触導通しているもので、前述した当該シート状部材の前記一端側と同様の積層構造となり同様の溶融状態となる。図３の第２溶接部β０または第３溶接部γ０の位置に相当している。
【００２２】
前記第Ｎシート状部材の前記他端側は、Ｎ裏薄膜電極部が回路基板の前記第２導電薄膜リード部に積層し、前記回路基板の合成樹脂と前記第Ｎシート状部材のＮ表絶縁部における前記合成樹脂とが融合し、かつ第Ｎシート状部材の前記Ｎ裏薄膜電極部と回路基板の前記第２導電薄膜リード部とが接触導通しているもので、前述した第1シート状部材の前記一端側とは上下方向において逆関係ではあるが同様の積層構造となり同様の溶融状態となる。図３の第４溶接部δ０の位置に相当している。
【００２３】
本発明では、２番目の第２シート状部材からＮ番目の直前番目の第Ｎ−１シート状部材までのシート状部材において、第２シート状部材の前記一端側と、その他端側と、当該シート状部材の前記一端側と、当該シート状部材の前記他端側と、第Ｎ−１シート状部材の前記一端側では、回路基板に前述した前記金属薄膜部が形成されているので、前述の超音波溶着の際に前記金属薄膜部が断面方向においてあるいは平面方向において超音波振動の緩衝の役割を有することになって、図１０のような上下方向に貫通する溶融穴が開くことを防止し、上記シート状積層体、特に回路基板の変質や強度の低下を防止することが出来る。このため、回路基板の導電薄膜リード部とシート状部材の薄膜電極部との導通接続、シート状部材の薄膜電極部とそれに積層するシート状部材の薄膜電極部との導通接続が確実に行われ、上記シート状積層体が電子機器に組み込まれ取り付けられる際に受ける応力にも耐えられる十分な強度を有することができ、更には長期安定性が確保できるものである。
【００２４】
なお、２番目からＮ番目の直前番目までのうち上記当該シート状部材が第２シート状部材である場合、その直前番目の直前シート状部材は第１シート状部材となり、直後番目の直後シート状部材は第３シート状部材となる。当該シート状部材が第４シート状部材である場合、その直前番目の直前シート状部材は第３シート状部材となり、直後番目の直後シート状部材は第５シート状部材となる。
またＮが５である場合、上記当該シート状部材は第２シート状部材から第４シート状部材のいずれかとなり、第Ｎシート状部材は第５シート状部材となり、第Ｎ−１シート状部材は第４シート状部材となる。
【００２５】
本発明実施態様２のシート状部材の積層接続体は、合成樹脂ベースの絶縁性基板から構成される回路基板と、第1シート状部材と、第２シート状部材とを備え、前記第1シート状部材と前記第２シート状部材が前記回路基板に接合されているシート状部材の積層接続体であって、前記回路基板は、外部導通用の第１導電薄膜リード部と、外部導通用の第２導電薄膜リード部と、外部と導通しない金属薄膜部とが形成されており、前記第1シート状部材は、前記回路基板における前記第１導電薄膜リード部が形成された表面に対向する第１表面と前記第１表面の裏側である第１裏面とを有し、前記第１表面と第１裏面とが合成樹脂でほぼ構成されるとともに、前記第１表面において、一端側には前記導電薄膜リード部と平面的に重なる位置に第１表薄膜電極部が、前記一端側から平面方向で離れた他端側には前記合成樹脂で構成されかつ前記回路基板の前記金属薄膜部と平面的に重なる位置に第１表絶縁部が形成され、前記第１裏面において、前記第１表薄膜電極部の裏側位置近傍には前記合成樹脂で構成される第１裏絶縁部が、前記第１表絶縁部の裏側位置近傍には第１裏薄膜電極部が形成されており、前記第２シート状部材は、前記第１シート状部材とほぼ同様の構造に形成されているものであって、前記第1シート状部材における上記第１裏面に対向する第２表面と前記第２表面の裏側である第２裏面とを有し、前記第２表面と第２裏面とが合成樹脂でほぼ構成されるとともに、前記第２表面において、一端側であって前記第1シート状部材に形成された前記第１裏薄電極部に対向する位置には第２表薄膜電極部と、前記一端側から平面方向で離れた他端側には前記合成樹脂で構成された第２表絶縁部とが形成されており、前記第２裏面において、前記第２表薄膜電極部の裏側位置近傍には前記合成樹脂で構成される第２裏絶縁部と、前記第２表絶縁部の裏側位置近傍には第２裏薄膜電極部が形成されており、前記回路基板と前記第1シート状部材および前記第２シート状部材とが重ね合わせられて超音波溶接装置のホーンとアンビルとに挟まれながら超音波振動されることにより、前記第1シート状部材の前記一端側では、前記回路基板の合成樹脂と前記第1シート状部材の第１裏絶縁部における前記合成樹脂とが融合し、かつ回路基板の前記第１導電薄膜リード部と第1シート状部材の前記第１表薄膜電極部とが接触導通しており、前記第1シート状部材の前記他端側では、前記回路基板の合成樹脂と前記第1シート状部材の第１表絶縁部における合成樹脂と前記第２シート状部材の前記第２裏絶縁部における合成樹脂とが前記金属薄膜部の周囲付近で融合し、かつ前記第１シート状部材の前記第１裏薄膜電極部と前記第２シート状部材の第２表薄膜電極部とが接触導通しており、前記第２シート状部材の前記他端側は、前記回路基板の前記第２導電薄膜リード部に積層し、前記回路基板の合成樹脂と前記第２シート状部材の第２表絶縁部における前記合成樹脂とが融合し、かつ第２シート状部材の前記第２裏薄膜電極部と回路基板の前記第２導電薄膜リード部とが接触導通している、ことを特徴とする。
【００２６】
上記構成は、シート状部材として、第1シート状部材と第２シート状部材とを用いた積層接続体であるので、上記本発明実施態様１と同様の効果を有するものである。
【００２７】
本発明実施態様３のシート状部材の積層接続体は、実施態様１から実施態様２のいずれかに記載されたシート状部材の積層接続体であって、前記回路基板に形成された金属薄膜部は、前記第1導電性薄膜リード部または第２導電性薄膜リード部と同じ材質で、同じ製造方法で、同時に形成されていることを特徴とする。
【００２８】
上記構成によれば、前記回路基板の金属薄膜部は、回路基板の前記第1導電性薄膜リード部または第２導電性薄膜リード部または／およびその他のリードパターン等と同じ材質で、同じ製造方法で、同時に形成されているので、上記形成作業が一度で済み、製造コストが低下し、品質も均一化するもので、極めて実用的である。
【００２９】
本発明実施態様４のシート状部材の積層接続体は、実施態様１から実施態様３のいずれかに記載されたシート状部材の積層接続体であって、１つまたは２つの前記シート状部材と前記回路基板における前記合成樹脂が融合する箇所は、超音波溶接装置のホーンとアンビルの少なくともどちらか一方に形成した突起部により押圧された場所であることを特徴とする。
【００３０】
上記構成によれば、超音波溶接装置のホーンとアンビルの少なくともどちらか一方に突起部が設けられ、その突起部が１つまたは２つの前記シート状部材と前記回路基板における前記合成樹脂が融合する箇所に配置されて超音波溶融するようにしたから、超音波振動が上記突起部に集中して、超音波溶融が効果的に行われる。
なお、上記突起は、ホーンとアンビルの両者に形成されていることが望ましいが、いずれか一方のみに形成されていてもよい。突起がいずれか一方のみに形成されている場合は、上記積層体を挟んで超音波振動させるものは、ホーンとアンビルの一方の突起と他方の平面となる。
【００３１】
本発明実施態様５のシート状部材の積層接続体は、実施態様１から実施態様４のいずれかに記載されたシート状部材の積層接続体であって、前記回路基板の第１導電薄膜リード部または第２導電薄膜リード部および金属薄膜部には予め複数の開口が形成されており、上記開口により前記合成樹脂が前記融合していることを特徴とする。
【００３２】
上記構成によれば、前記回路基板の第１導電薄膜リード部または第２導電薄膜リード部および金属薄膜部における前記合成樹脂の前記融合している部分付近には、予め複数の開口が形成されているので、超音波振動の際に前述の合成樹脂部分の溶融部分が前記開口に入り込みやすくなり、上下の合成樹脂部分が接合・合体しやすくなるものである。
【００３３】
本発明実施態様６のシート状部材の積層接続体は、実施態様５に記載されたシート状部材の積層接続体であって、前記第１導電薄膜リード部または第２導電薄膜リード部および金属薄膜部において、単位面積での前記薄膜形成面積と前記開口全面積との比率である薄膜形成密度は、前記第１導電薄膜リード部または第２導電薄膜リード部の方が前記金属薄膜部よりもが高いことを特徴とする。
【００３４】
上記構成によれば、単位面積での前記薄膜形成面積と前記開口全面積との比率である薄膜形成密度は、前記第１導電薄膜リード部または第２導電薄膜リード部の方が前記金属薄膜部よりもが高いので、前記第１導電薄膜リード部での上記積層部または第２導電薄膜リード部の上記積層部における金属部分の容量（体積）が、前記金属薄膜部での上記積層部における金属部分の容量（体積）に近づくことになる。すなわち前記金属薄膜部での上記積層部においては、各シート状部材の各薄膜電極部が重なることになるものである。よって超音波振動での金属緩衝作用が両者において近づくことになり、溶融状態が均一化し、合成樹脂同士の溶融接合や、前記第１導電薄膜リード部または第２導電薄膜リード部とシート部材の各薄膜電極部との導通、またシート部材の薄膜電極部と積層するシート部材の薄膜電極部との導通が安定することになる。
【００３５】
本発明実施態様７のシート状部材の積層接続体は、実施態様５から実施態様６のいずれかに記載されたシート状部材の積層接続体であって、超音波溶接装置のホーンとアンビルの少なくともどちらか一方に形成した突起部が、前記開口内で押圧することを特徴とする。
【００３６】
上記構成によれば、超音波溶接装置のホーンとアンビルの少なくともどちらか一方に形成した突起部が前記開口内で押圧するので、上記突起が超音波振動により、前記第１導電薄膜リード部または第２導電薄膜リード部、さらに前述の前記金属薄膜部を突き破る必要がないので、超音波振動エネルギーをむやみに強力にする必要はない。
したがって、前述の合成樹脂部に不要な溶融や変質をもたらすことがなく、前述の合成樹脂部の溶融接合後において、前述の合成樹脂部に不要な溶融や変質をもたらすことがなく、また前記第１導電薄膜リード部または第２導電薄膜リード部とシート状部材の各薄膜電極部との導通、あるいは各シート状部材の薄膜電極部同士の導通を良好とすることができるものである。
なお、上記突起は、ホーンとアンビルの両者に形成されていることが望ましいが、いずれか一方のみに形成されていてもよい。突起がいずれか一方のみに形成されている場合は、上記積層体を挟んで超音波振動させるものは、ホーンとアンビルの一方の突起と他方の平面となる。
【００３７】
本発明実施態様８のシート状部材の積層接続体は、実施態様１から実施態様７のいずれかに記載されたシート状部材の積層接続体であって、前記第１導電薄膜リード部または第２導電薄膜リード部は、前記金属薄膜部に対して、機械的強度が高いことを特徴とする。
【００３８】
上記構成によれば、前記第１導電薄膜リード部または第２導電薄膜リード部は、前記金属薄膜部に対して機械的強度が高いことから、前記第１導電薄膜リード部での上記積層部または第２導電薄膜リード部の上記積層部における金属部分の容量（体積）が少ないにもかかわらず、前記金属薄膜部での上記積層部における金属部分の機械的強度に近づくことになり、超音波振動での金属緩衝作用が両者において近づくことになる。すなわちすなわち前記金属薄膜部での上記積層部においては、各シート状部材の各薄膜電極部が重なることになるものである。よって、溶融状態が均一化し、合成樹脂同士の溶融接合や、前記第１導電薄膜リード部または第２導電薄膜リード部とシート状部材の各薄膜電極部との導通、またシート部材の薄膜電極部とそれに積層するシート部材の薄膜電極部との導通が安定することになる。
上記機械的強度は、材質が同じならば厚さにより定まるものであり、厚さが同等ならば材質の機械的強弱により定まるものである。
【００３９】
本発明実施態様９のシート状部材の積層接続体は、実施態様１から実施態様８のいずれかに記載されたシート状部材の積層接続体であって、前記シート状部材は、シート状電池であり、一方の前記薄膜電極部は前記シート状電池のプラス電極とマイナス電極のどちらか一方であり、他方の前記薄膜電極部は前記各シート状電池のプラス電極とマイナス電極の他方であることを特徴とする。
【００４０】
上記構成によれば、前記シート状部材は、シート状電池であり、一方の前記薄膜電極部は前記シート状電池のプラス電極とマイナス電極のどちらか一方であり、他方の前記薄膜電極部は前記各シート状電池のプラス電極とマイナス電極の他方であるので、複数個のシート状電池を導通することができ、直列接続により出力電圧を高めることができるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
〔第１実施形態〕
【００４２】
図１は、本発明第１実施形態における回路基板３の主要平面図で、図２は前述のうにシート状電池２を示しており、図２の（１）はシート状電池２の裏側平面図、図２の（２）は（１）のシート状電池２の側面図、図２の（３）は（１）のシート状電池２の表側平面図である。
図３は、積層接続体１を示す主要部の平面図で、左側の第１シート状電池２−１、中央側の第２シート状電池２−２、右側の第３シート状電池２−３の３つのシート状電池２と前記回路基板３が積層一体化した積層接続体１の主要部平面図である。
図４は、図３のＡ―Ａ位置における断面状態であって、積層前の状態における回路基板３、第１シート状電池２−１、第２シート状電池２−２、第３シート状電池２−３の断面方向での配置図である。
図５は、回路基板３、第１シート状電池２−１、第２シート状電池２−２、第３シート状電池２−３が積層しており、この積層体１がホーン４とアンビル５との間で挟み付けられようとしている状態の断面図である。
【００４３】
回路基板３は、図９において述べた回路基板１０３とほぼ同様に構成されている。この回路基板３について詳述すると、次の通りである。
回路基板３の３ａは基板で、合成樹脂シートであり、ガラス繊維入りエポキシ樹脂からなる。なお、上記基板３ａの材質は、上記ガラス繊維入りエポキシ樹脂に限定されるものではなく、たとえばポリイミド樹脂などのエンジニア合成樹脂ならば適用できるものである。
上記基板３ａの表面３ａａには、図１の左側には大面積部３ｂａとリード部３ｂｂとからなる第１導電薄膜リード３ｂが、裏面においては図１の右側の大面積部３ｃａから左側に延びるリード部３ｃｂを有する第２導電薄膜リード３ｃが形成されている。上記各々の導電薄膜リードは、外部導通用に用いられ、例えば外部電子機器や回路基板上の他のリードに接続するためである。これら第１導電薄膜リード３ｂや第２導電薄膜リード３ｃには、複数個の導電薄膜リード開口３ｄが設けられている。この導電薄膜リード開口３ｄは、超音波溶融時に有効に用いられる。
また、上記基板３ａの表面３ａａにおけるほぼ中央側の２箇所には、金属薄膜部６が形成されている。この２箇所の金属薄膜部６は、外部に導通するものではなく、離れ小島のごとくに独立して形成されている。なお、各金属薄膜部６同士がリードなどにより一体的に接続形成されていてもかまわないものである。この金属薄膜部６にも、開口が設けられてその金属薄膜部開口６ａが複数個形成されている。
【００４４】
上記複数個の導電薄膜リード開口３ｄおよび金属薄膜部開口６ａの上下には、図５に図示されているように超音波溶接装置のホーン４とアンビル５各々の内面に突出形成されたホーン突起４ａとアンビル突起５ａとが位置合わせされて、超音波振動するものである。
上記外部導通用の第１導電薄膜リード３ｂおよび外部導通用の第２導電薄膜リード３ｃ加えて上記金属薄膜部６は、銅箔で構成されており、一般の回路基板の銅箔パターンと同様にエッチングで所定パターンに形成されているものである。なお、上記外部導通用の第１導電薄膜リード３ｂおよび外部導通用の第２導電薄膜リード３ｃ加えて上記金属薄膜部６は、銅箔に限定されるものではなく他の導電材料ならばどのようなものでもよく、たとえば金箔、アルミニューム箔でもよい。上記箔や薄膜とは、薄板状を意味するものである。
ここで、上記外部導通用の第１導電薄膜リード３ｂおよび外部導通用の第２導電薄膜リード３ｃの前述した導電薄膜リード開口３ｄおよび上記金属薄膜部６の金属薄膜部開口６ａも、上述のエッチング加工により同時に形成されることになる。
【００４５】
シート状電池２は、図２に図示されている。前述したが、念のため繰り返すと、次の通りである。
図２に図示されているようにシート状電池２は、平面形状が略四辺形で、外観部材を含め基台は合成樹脂のＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）で形成されている。なお、上記外観部材は、ＰＥＴ以外の例えばポリカーボネート樹脂やその他のエンジニアリング合成樹脂であってもよく、あるいはセラミックスなどの絶縁性エンジニアリング材料であってもよい。
【００４６】
シート状電池２は、図２の（３）の上面（図２の（３）において手前側）にあたる表面２ａと、図２の（１）の上面（図２の（１）において手前側）にあたり前記表面２ａの裏側である裏面２ｂとを有しており、前記表面２ａと裏面２ｂとは前述のＰＥＴでほぼ構成されている。
さらに、図２のシート状電池２における上辺側の左右両端側で互いに平面方向で離れた位置において、図２の（３）の左側の突出部がプラス側突出形状部２ｃ、右側の突出部がマイナス側突出形状部２ｄである。
図２の（３）に図示されるように、前記表面２ａにおいて、一端側（右側）である前記マイナス側突出形状部２ｄの表面にはマイナス電極となるマイナス薄膜電極部２ｆ（表薄膜電極部）が構成され、前記マイナス側突出形状部２ｄから平面方向で離れた他端側（左側）であるプラス側突出形状部２ｃの表面にはプラス側絶縁部２ｇ（表絶縁部）が形成されている。
図２の（１）に図示されるように、前記裏面２ｂにおいて、前記マイナス薄膜電極部２ｆ（表薄膜電極部）の裏側位置近傍にあたり前記一端側であるマイナス側突出形状部２ｄの表面にはマイナス側絶縁部２ｈ（裏絶縁部）が形成され、前記プラス側絶縁部２ｇ（表絶縁部）の裏側位置近傍にあたり他端側であるプラス側突出形状部２ｃの表面にはプラス電極となるプラス薄膜電極部２ｅ（裏薄膜電極部）が形成されている。
【００４７】
上記プラス側絶縁部２ｇおよびマイナス側絶縁部２ｈは、シート状電池２の外観部材を構成しているＰＥＴである。  
上記プラス薄膜電極部２ｅとマイナス薄膜電極部２ｆは、カーボンを主体とする材料からなり、上記ＰＥＴからなる基台の窪み（図示せず）に貼り付けられて、内部の電池構成部（図示せず）に導通接続している。なお、上記プラス薄膜電極部２ｅとマイナス薄膜電極部２ｆの材質は、上記カーボンを主体とする材料に限定されるものではなく、電極として使用できるならばどのようなものでもよく、たとえば銅箔、アルミニューム箔などの金属箔でもよい。
【００４８】
一方、各シート状電池２に関しては、図３に図示されているように、最も左側の第１シート状電池２−１、中央側の第２シート状電池２−２、右側の第３シート状電池２−３が配置され、各々の上端側に突出形成されている左右突出部が上記基板３ａの表面３ａａと裏面３ａｂとに載置されている。
【００４９】
ここで、図３の図示のように、第１シート状電池２−１の左上側の第１マイナス側突出形状部２ｄ−１が上記外部導通用の第１導電薄膜リード３ｂの大面積部３ｂａ上に載置して第１溶着部α０を構成し、第１シート状電池２−１の右上側の第１プラス側突出形状部２ｃ−１が上記基板３ａ上に形成されている上記金属薄膜部６上に載置されるとともに上記第１プラス側突出形状部２ｃ−１の上に第２シート状電池２−２の第２マイナス側突出形状部２ｄ−２が載置して第２溶着部β０を構成し、第２シート状電池２−２の右上側の第２プラス側突出形状部２ｃ−２が上記基板３ａ上に形成されている上記金属薄膜部６上に載置されるとともに上記第２プラス側突出形状部２ｃ−２の上に第３シート状電池２−３の第２マイナス側突出形状部２ｄ−３が載置されて第３溶着部γ０を構成し、第３シート状電池２−３の右上側の第３プラス側突出形状部２ｃ−３が前記基板３ａの裏面側に回り込んで上記裏面３ａｂに配置された第２導電薄膜リード３ｃに載置されて第４溶着部δ０を構成している。
【００５０】
上記のように、回路基板３に各々のシート状電池２が載置された状態で、上記載置された部分（第１溶着部α０〜第４溶着部δ０）は、各々超音波溶接装置のホーンとアンビルとに表面側と裏面側から挟まれながら超音波振動されることにより超音波接合され、前記積層接続体１が得られるものである。
【００５１】
上記超音波溶接装置には、前記ホーン４のホーン突起４ａとアンビル５のアンビル突起５ａが多数形成されており、前記ホーン突起４ａとアンビル突起５ａは、前記第１溶着部α０において第１導電薄膜リード３ｂに形成された複数の導電薄膜開口３ｄ位置に対応した平面位置に配置されており、同じく第４溶着部δ０において第２導電薄膜リード３ｃに形成された複数の導電薄膜開口３ｄ位置に対応した平面位置に配置されているものである。
さらに前記ホーン突起４ａとアンビル突起５ａの各々は、前記第２溶着部β０と第３溶着部γ０の上下にも配置されて、前記第２溶着部β０において金属薄膜部６の金属薄膜部開口６ａ位置に対応した平面位置に配置されており、同じく前記第３溶着部γ０において金属薄膜部６の金属薄膜部開口６ａ位置に対応した平面位置に配置されているものである。  
【００５２】
この状態で、超音波溶接装置が超音波振動し、上記ホーン４とアンビル５が超音波振動して前記載置部分の合成樹脂部分を溶解するものである。
この場合、前記第１溶着部α０と第４溶着部δ０においては、第１導電薄膜リード３ｂと第２導電薄膜リード３ｃが形成されており、前記第１導電薄膜リード３ｂおよび第２導電薄膜リード３ｃが金属薄膜であるために超音波振動の振動エネルギー強度を適度に上げることができ、特許文献１のように上下の合成樹脂部分が溶着するものである。
【００５３】
上記超音波溶接装置が超音波振動し終わった状態の前記第１溶着部α０の断面は、図６の断面構造を呈している。また上記超音波溶接装置が超音波振動し終わった状態の第４溶着部δ０の断面は、図６の断面図を上下方向に逆転した断面図を呈している。
上記超音波溶接装置が超音波振動し終わった状態の前記第１溶着部α０の断面について、図６に基づいて詳述する。
【００５４】
図６において、回路基板３の基板３ａの表面３ａａ上には第１導電薄膜リード３ｂの大面積部３ｂａが形成されており、この大面積部３ｂａには複数個の導電薄膜リード開口３ｄが開けられている。上記大面積部３ｂａの上には、第１シート状電池２−１の第１マイナス側突出形状部２ｄ−１が載置されている。この第１マイナス側突出形状部２ｄ−１は、上記大面積部３ｂａに接する下側に第１マイナス薄膜電極部２ｆ−１、その上側に第１マイナス側絶縁部２ｈ−１が配置されている。
超音波溶接装置の上記ホーン４とアンビル５の各々の内面に突出しているホーン突起４ａとアンビル突起５ａは、図６のように上記大面積部３ｂａに形成されている各導電薄膜リード開口３ｄに対応した位置に配置され、上記回路基板３と第１シート状電池２−１の第１マイナス側突出形状部２ｄ−１とが載置された積層体を上側と下側から相対的に押圧しながら超音波振動するものである。
なお、上記ホーン突起４ａとアンビル突起５ａの外径は、上記各導電薄膜リード開口３ｄの内径より小さく構成されている。
【００５５】
上記のように超音波振動が行われると、前記ホーン突起４ａとアンビル突起５ａが対向している箇所において、まず回路基板３の基板３ａのガラス繊維入りエポキシ樹脂と前記第１マイナス側絶縁部２ｈ−１のＰＥＴが溶解状態になる。引き続いて前記ホーン突起４ａとアンビル突起５ａが上下から相対的に押圧しながら超音波振動してゆくと、第１マイナス薄膜電極部２ｆ−１に穴が開けられるので、この穴の中に溶融状態になった前述の基板３ａのガラス繊維入りエポキシ樹脂と第１マイナス側絶縁部２ｈ−１のＰＥＴが入り込み、互いに溶融接合し、図６の断面状態を呈することになる。したがって、図６のように両者が互断面方向の中間部付近で融接合するものである。この融接合状態が得られる程度に超音波条件を制御するものである。このように制御せず超音波振動エネルギーが大きすぎると前述の融接合部分の合成樹脂部分に穴が開き、図１０で述べた問題をもたらすことになる。
したがって、第１シート状電池２−１の第１マイナス側突出形状部２ｄ−１が回路基板３の基板３ａに取り付けられることになる。
その際、第１導電薄膜リード３ｂの大面積部３ｂａと第１シート状電池２−１の第１マイナス薄膜電極部２ｆ−１とは接触することになるので、両者の導通が良好に確保されることになる。
【００５６】
上記第４溶着部δ０においても、図６の断面図を上下方向に逆転した断面図を呈するもので、超音波振動時の作用は、前記第１溶着部α０と同様である。
【００５７】
次に上記超音波溶接装置が超音波振動し終わった状態の上記第２溶着部β０の断面について、図７に基づいて詳述する。なお、前記第３溶着部γ０における上記超音波溶接装置が超音波振動し終わった状態は、上記第２溶着部β０の場合と同様である。
【００５８】
図７において、回路基板３の基板３ａの表面３ａａ上には金属薄膜部６が形成されており、この金属薄膜部６には複数個の金属薄膜部開口６ａが開けられている。上記金属薄膜部６の上には、第１シート状電池２−１の第１プラス側突出形状部２ｃ−１が載置され、この第１プラス側突出形状部２ｃ−１の上には第２シート状電池２−２の第２マイナス側突出形成部２ｄ−２が載置されている。
上記第１プラス側突出形状部２ｃ−１は、上記金属薄膜部６に接するように下側に第１プラス側絶縁部２ｇ−１が、その上側に第１プラス薄膜電極部２ｅ−１が配置構成されている。
上記第２マイナス側突出形成部２ｄ−２は、上記第１プラス薄膜電極部２ｅ−１に接するように下側に第２マイナス薄膜電極部２ｆ−２が、その上側に第２マイナス側絶縁部２ｈ−２が配置構成されている。
【００５９】
超音波溶接装置の上記ホーン４とアンビル５の各々の内面に突出しているホーン突起４ａとアンビル突起５ａは、図７のように上記金属薄膜部６に形成されている各金属薄膜部開口６ａに対応した平面位置に配置され、上記回路基板３と第１シート状電池２−１の第１プラス側突出形状部２ｃ−１と第２シート状電池２−２の第２マイナス側突出形状部２ｄ−２とが載置された積層体を上側と下側から相対的に押圧しながら超音波振動するものである。
なお、上記ホーン突起４ａとアンビル突起５ａの外径は、上記金属薄膜部開口６ａの内径より小さく構成されている。
【００６０】
上記のように超音波振動が行われると、前記ホーン突起４ａとアンビル突起５ａが対向している箇所において、まず回路基板３の基板３ａのガラス繊維入りエポキシ樹脂と第１プラス側絶縁部２ｇ−１のＰＥＴと第２マイナス側絶縁部２ｈ−２のＰＥＴが溶解状態になる。引き続いて前記ホーン突起４ａとアンビル突起５ａが上下から相対的に押圧しながら超音波振動してゆくと、前記第１プラス薄膜電極部２ｅ−１および第２マイナス薄膜電極部２ｆ−２とに穴が開けられるので、この穴の中に溶融状態になった前述の基板３ａのガラス繊維入りエポキシ樹脂と第１プラス側絶縁部２ｇ−１のＰＥＴと第２マイナス側絶縁部２ｈ−２のＰＥＴが入り込み、互いに溶融接合し、図７の断面状態を呈することになる。この際、上記金属薄膜部６が構成されていることから、超音波振動エネルギーが上記金属薄膜部６に吸収され、あるいは周辺の強度が向上し、図１０のような穴が開けられることを防止し、強度低下、材質変質などが防止され、長期安定性が確保されるようになる。
以上によって、第１シート状電池２−１の第１プラス側突出形状部２ｃ−１と第２シート状電池２−２の第２マイナス側突出形成部２ｄ−２は回路基板３の基板３ａに取り付けられることになる。
その際、第１シート状電池２−１の第１プラス側突出形状部２ｃ−１における第１プラス薄膜電極部２ｅ−１と、第２シート状電池２−２の第２マイナス側突出形成部２ｄ−２における第２マイナス薄膜電極部２ｆ−２とは接触することになるので、両者の導通が良好に確保されることになる。
【００６１】
なお、上記シート状電池は、図３のように３枚を使用していたが４枚以上としてもよい。
２番目からＮ番目（Ｎは３以上）の直前番目までのうち上記当該シート状電池が第２シート状電池２−２である場合、その直前番目の直前シート状電池は第１シート状電池２−１となる。当該シート状電池が第４シート状電池である場合、その直前番目の直前シート状電池は第３シート状電池２−３となり、直後番目の直後シート状電池は第５シート状電池となる。
またＮが５である場合、上記当該シート状電池は第２シート状電池から第４シート状電池のいずれかとなり、第Ｎシート状電池は第５シート状電池となり、第Ｎ−１シート状電池は第４シート状電池となる。
【００６２】
〔第２実施形態〕
本発明第２実施形態のシート状部材の積層接続体は、図３の積層接続体１において、左側の第１シート状電池２−１と右側の第３シート状電池２−３の２つのシート状電池２と前記回路基板３が積層一体化したものである。つまり中央側の第２シート状電池２−２を使用しない状態の積層接続体１である。
すなわち、図３において、第１シート状電池２−１の左上側の第１マイナス側突出形状部２ｄ−１が上記外部導通用の第１導電薄膜リード３ｂの大面積部３ｂａ上に載置して第１溶着部α０を構成し、第１シート状電池２−１の右上側の第１プラス側突出形状部２ｃ−１が上記基板３ａ上に形成されている上記金属薄膜部６上に載置されるとともに上記第１プラス側突出形状部２ｃ−１の上に第３シート状電池２−３の第３マイナス側突出形状部２ｄ−３が載置して第２溶着部β０と同様の溶着部を構成し、第３シート状電池２−３の右上側の第３プラス側突出形状部２ｃ−３が前記基板３ａの裏面側に回り込んで上記裏面３ａｂに配置された第２導電薄膜リード３ｃに載置されて第４溶着部δ０と同様の溶着部を構成しているものである。
なお、回路基板３の上記金属薄膜部６は、第１実施形態においては２箇所であったのに対し、第２実施形態においては、１箇所のみに形成されている。
【００６３】
上記第２実施形態の構成により、第１シート状電池２−１と第３シート状電池２−３が直列接続して高い出力電圧が得られることができ、前記回路基板３に第１シート状電池２−１と第３シート状電池２−３が取り付けられて、積層接続体が得られるものである。
【００６４】
上記各実施形態において、種々の変形が可能であり、その変形例を次に述べる。
〔第１変形例〕
図８は、回路基板３の変形例の平面図を示している。
第１変形例の回路基板３が図１の回路基板３と異なる点は、図１の回路基板３の表面に形成された金属薄膜部６が所定領域内に形成された金属薄膜内に開口を設けて金属薄膜部開口６ａを構成しているのに対し、図８の金属薄膜部６０は、小さな島状の小金属薄膜部６０ａを複数個密集させて構成している点にある。
上記小金属薄膜部６０ａと隣の小金属薄膜部６０ａとの間は、金属薄膜が形成されていないもので、図１における金属薄膜部開口６ａの役割を有する。すなわち、ホーン突起４ａとアンビル突起５ａが上下から対向する平面位置が上記小金属薄膜部６０ａと隣の小金属薄膜部６０ａとの間に相当する平面位置である。
上記小金属薄膜部６０ａは、回路基板３の基板３ａにおける表面３ａａのほぼ全面に接着被覆された金属薄膜をエッチング加工などによりパターニングすることにより、前述の第１導電リード３ｂまたは第２導電リード３ｃと同時に形成されるものである。
【００６５】
〔第２変形例〕
前述の第１導電リード３ｂには導電薄膜リード開口３ｄ、第２導電リード３ｃには導電薄膜リード開口３ｄ、金属薄膜部６には金属薄膜部開口６ａを設けていたが、それら開口を設けないようにしても良い。
すなわち、第１導電リード３ｂおよび第２導電リード３ｃ更には金属薄膜部６を、開口なしの金属薄膜だけで構成し、回路基板と複数個のシート状電池を前述のように積層し、この積層体をホーン４とアンビル５とにより上下から挟み、ホーン突起４ａとアンビル突起５ａとにより、前記積層体を上下に押圧しながら超音波振動させることにより、第１導電リード３ｂおよび第２導電リード３ｃさらには金属薄膜部６を突き破って開口を開け、その開口に溶融状態の前述したような合成樹脂を潜り込ませて各合成樹脂を溶融合体させるようにしても良い。
【００６６】
〔第３変形例〕
図１における第３シート状電池２−３の右上側の第３プラス側突出形状部２ｃ−３が前記基板３ａの裏面側に回り込んで上記裏面３ａｂに配置された第２導電薄膜リード３ｃに載置されて第４溶着部δ０を構成しているが、前述の第３プラス側突出形状部２ｃ−３が前記基板３ａの裏面側に回り込まないように構成してもよい。
この場合は、第２導電薄膜リード３ｃが前記基板３ａの表面３ａａに形成され、第３シート状電池２−３の第３プラス側突出形状部２ｃ−３において前記基板３ａの表面３ａａに対向する表面２ａに第３プラス薄膜電極部２ｅ―３を形成しておき、この第３プラス薄膜電極部２ｅ―３を第２導電薄膜リード３ｃに載置してから超音波振動を行うようにする。
【００６７】
〔第４変形例〕
図１において、回路基板３に形成した金属薄膜部６は、回路基板３の表面３ａａに形成したが、回路基板３の裏面３ａｂに形成しても良い。その場合、図１（図３）の金属薄膜部６と同じ平面位置に配置するものである。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
本発明のシート状部材の積層体は、シート状部材が例えばシート状電池であって、例えば複数個のシート状電池を直列接続して、グリーティングカードなどに埋設されるシート状電源等に用いられるが、その他のシート状部材の積層体に適用できるものである。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明第１実施形態における回路基板の主要平面図。
【図２】本発明第１実施形態におけるシート状電池を示し、（１）はシート状電池の裏側平面図、（２）は（１）のシート状電池の側面図、（３）は（１）のシート状電池の表側平面図。
【図３】本発明第１実施形態における積層接続体を示す主要部平面図。
【図４】本発明第１実施形態における、図３のＡ―Ａ位置における断面状態であって積層前における回路基板、第１シート状電池、第２シート状電池、第３シート状電池の断面方向での配置図。
【図５】本発明第１実施形態における積層体がホーンとアンビルとの間で挟み付けられようとしている状態の断面図。
【図６】本発明第１実施形態における超音波溶接装置が超音波振動し終わった状態の積層体の第１溶着部の断面。
【図７】本発明第１実施形態における超音波溶接装置が超音波振動し終わった状態の積層体の第２溶着部の断面。
【図８】本発明の変形例における回路基板の平面図。
【図９】比較例におけるシート状電池の積層接続体の平面図。
【図１０】上記比較例における超音波溶接装置が超音波振動し終わった状態の積層体の第２溶着部の断面。
【符号の説明】
【００７０】
１、１０１：積層接続体、２：シート状電池、２−１：第１シート状電池、２−２：第２シート状電池、２−３：第３シート状電池、２ａ：シート状電池の表面、２ｂ：シート状電池の裏面、２ｃ、２ｃ−１、２ｃ−２、２ｃ−３：プラス側突出形状部、２ｄ、２ｄ−１、２ｄ−２、２ｄ−３：マイナス側突出形状部、２ｅ、２ｅ―１、２ｅ―２、２ｅ―３：プラス薄膜電極部、２ｆ、２ｆ―１、２ｆ―２、２ｆ―３：マイナス薄膜電極部、２ｇ、２ｇ−１：プラス側絶縁部、２ｈ、２ｈ−１：マイナス側絶縁部、３、１０３：回路基板、３ａ、１０３ａ：回路基板の基板、３ａａ、１０３ａａ：基板の表面、３ａｂ：基板の裏面、３ｂ、１０３ｂ：第１導電薄膜リード、３ｂａ：第１導電薄膜リードの大面積部、３ｂｂ：第１導電薄膜リードのリード部、３ｃ、１０３ｃ：第２導電薄膜リード、３ｃａ：第２導電薄膜リードの大面積部、３ｃａ：第２導電薄膜リードのリード部、３ｄ：、１０３ｄ：導電薄膜リード開口、４：ホーン、４ａ：ホーン突起、５：アンビル、５ａ：アンビル突起、６，６０：金属薄膜部、６ａ：金属薄膜部開口、６０ａ：小金属薄膜部、１０６：溶融穴、α０、α１：第１溶着部、β０、β１：第２溶着部、γ０、γ１：第３溶着部、δ０、δ１：第４溶着部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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