(57)【要約】【課題】コア導体１１の全周面に外部導体１２を被覆した複合平角線１４を、安価に製造する。【解決手段】低熱膨張率を担う丸形コア導体１１’に低抵抗率の筒状の外部導体１２’を被覆して複合線１３を作り（図（ａ）から（ｂ））、その複合線１３を所要太さに伸線した後（図（ｃ））、その複合線１３’を圧延加工して、所要断面平角状の複合平角線１４とする（図（ｄ））。例えば、複合平角線１４は、幅×厚さ＝２．０×０．１９ｍｍと薄いテープ状であるため、その薄さに相当するコア導体１１に外部導体１２を被覆することは、非常に困難である。しかし、圧延前であれば、例えば、８ｍｍ径のコア導体１１’に２ｍｍ厚の外部導体１２’を被覆することは比較的容易であり、その被覆後に、所要形状に伸線・圧延加工によって精度良く成形することも容易である。このため、所要形状の複合平角線１４を精度良くかつ容易に安価に製造することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
低熱膨張率のコア導体１１の外周全面に低抵抗率の前記コア導体１１と異なる材質の外部導体１２を被覆した複合平角線１４を製造する方法において、
上記コア導体１１に上記外部導体１２を被覆して複合線１３とし、その複合線１３を圧延加工して、断面平角状として上記複合平角線１４を製造することを特徴とする複合平角線の製造方法。
【請求項２】
上記コア導体１１への上記外部導体１２の被覆を、前記外部導体１１を筒状とし、その筒状外部導体１２にコア導体１１を挿入して嵌めることにより行うことを特徴とする請求項１に記載の複合平角線の製造方法。
【請求項３】
上記複合線１３を伸線して所要の太さにした後、上記圧延加工をすることを特徴とする請求項１又は２に記載の複合平角線の製造方法。
【請求項４】
上記コア導体１１が丸線であることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の複合平角線の製造方法。
【請求項５】
上記コア導体１１が軟鋼からなり、上記外部導体１２が銅からなることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の複合平角線の製造方法。
【請求項６】
上記外部導体１２の表面に高い半田特性を得るための金属メッキを施すことを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の複合平角線の製造方法。
【請求項７】
上記コア導体１１をＦｅ−Ｎｉ線としたこと特徴とする請求項１乃至６の何れかに記載の複合平角線の製造方法。
【請求項８】
請求項１乃至７に記載の複合平角線１４の製造方法により製造された複合平角線。
【請求項９】
請求項８記載の複合平角線１４からなる太陽電池のシリコンウェハ用リード線。
【請求項１０】
請求項９に記載のリード線を接続した太陽電池用シリコンウェハ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば、太陽電池を構成するシリコンウェハの配線パターン部に接続されるリード線として使用される複合平角線、その製造方法及びその複合平角線を使用した太陽電池のシリコンウェハ用リード線並びに太陽電池用シリコンウェハに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、太陽電池は、基板上にシリコン結晶を成長させた半導体チップを用いて構成され、一般に、シリコン結晶ウェハの所定の領域に接続用リード線を接続し、この接続用リード線を通して負荷へ発電出力を供給する。
そのリード線として、今日の各種機器の小型化から、断面平角状の平角線が採用され、この平角線の製造は、例えば、図５に示すように、送り出しボビン２０から銅丸線２１を引き出し、その銅丸線２１を清浄化槽２２、乾燥槽２３に通した後、圧延ローラ（圧延機）２４に送り込み、この圧延ローラ２４により、銅丸線２１を断面平角状に圧延し、その平角線２１’を焼鈍炉２５で熱処理した後、巻取りボビン２６に巻き取っている（特許文献１  図１参照）。
【特許文献１】特開平０６−３０２２３７号公報
【０００３】
一方、太陽電池において、シリコンウェハが材料コストの大半を占めるため、その薄板化によるコスト削減が図られているが、シリコンウェハを薄板化した場合、接続用リード線の接合時の加熱や使用時の温度変化によるシリコンウェハとリード線の熱膨張差により、そのリード線の接続部のシリコンウェハが破損することがある。その熱膨張差は、シリコンウェハに対しリード線の熱膨張率が高いことに起因するため、熱膨張率の低い接続用リード線の要望が高まっている。
【０００４】
その熱膨張を考慮したリード線として、図６（ａ）に示すように、体積抵抗率が小さく熱膨張係数が大きい銅箔製の平角線１と、この平角線１の両面に熱膨張係数の小さいＦｅ−Ｎｉ（鉄−ニッケル）合金箔２を積層（接合）して「銅−インバー（Ｆｅ−Ｎｉ）−銅」をクラッドした３層構造の複合平角線４がある。
このリード線（複合平角線）４は、接合時の加熱に対して、熱膨張係数の小さいＦｅ−Ｎｉ合金層（箔）２が抵抗してリード線全体の熱膨張を抑えてシリコンウェハとの熱膨張差をなくし、銅製平角線１によって低抵抗なリード線としての機能を維持する（特許文献２  段落０００８参照）。
【特許文献２】特開２００４−２０４２５７号公報
【０００５】
また、図６（ｂ）に示すように、その複合平角線４の全周表面に半田層３をメッキして、半田付け性を高めたものもある（特許文献２  図１参照）。
さらに、図６（ｃ）に示すように、銅製平角線１の全周面にＦｅ−Ｎｉ合金層２を被覆した複合平角線４もある（特許文献３  図１参照）。
【特許文献３】特開２００４−２０４２５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
図６（ａ）に示す複合平角線４は、平角線１とＦｅ−Ｎｉ合金層２の界面１ａが露出しているため、その界面（複合平角線４の側面）１ａが雨などによって水分に晒されることによって局部電池化し、これによって腐食する恐れがある。
その腐食化防止及びシリコンウェハへの接続作業性の向上のため、図６（ａ）に示す複合平角線４を同図（ｂ）に示すように半田メッキした場合、通常、複合平角線４の隅角部（エッジ部）ｅは鋭いため、そのエッジ部ｅのメッキ層３の厚さが薄くなりがちであり、最悪の場合には、エッジ部ｅにメッキ層３がなされない。
【０００７】
この発明は、図６（ｃ）に示す複合平角線４を安価にして製造することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するために、この発明は、上記低熱膨張率を担うコア導体に低抵抗率の外部導体を被覆した後、その複合線を圧延加工して、所要断面平角状の複合平角線とすることとしたのである。
なお、この発明で言う「複合平角線」は、上記太陽電池のシリコンウェハ用リード線等に使用される、断面幅：１．０〜５．０ｍｍ、同厚み：０．１〜０．５ｍｍのテープ状のものを言う。
【０００９】
この種の複合平角線は、例えば、断面の幅×厚さ＝２．０×０．１９ｍｍと薄いテープ状の物であるため、その薄さに相当するコア導体に外部導体を被覆することは、非常に困難であるが、圧延前であれば、例えば、８ｍｍ径のコア導体に２ｍｍ厚の外部導体を被覆することは比較的容易であり、その被覆後に、所要形状（所要断面厚さ及び幅）に圧延加工によって成形することも容易である。
【００１０】
また、仮に、コア導体に外部導体をメッキ処理によって被覆する場合、圧延前にその被覆を行えば、通常、そのコア導体は、丸形などの柱状であって、鋭いエッジ部がないため、図６（ａ）の平角線にメッキする場合のように、そのエッジ部のメッキ層（外部導体層）が薄くなったり、メッキされないこともない（全周面に均一の外部導体層を形成することができる）。
【００１１】
さらに、圧延前の複合線は、比較的に太いものとすることができるため、そのコア導体と外部導体の断面寸法（太さや厚み）を、容易に精度良く設定することができ、圧延加工もその加工精度は比較的高いものとすることができるため、所要寸法の複合平角線を容易に製造することができる。
【発明の効果】
【００１２】
この発明は、以上のように、低熱膨張率のコア導体に低抵抗率の外部導体を被覆した複合線を圧延加工して、断面平角状の複合平角線とすることとしたので、精度の高い複合平角線を安価にして製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
この発明の複合平角線の製造方法に係る実施形態としては、低熱膨張率のコア導体の外周全面に低抵抗率のそのコア導体と異なる材質の外部導体を被覆した複合平角線を製造する方法において、前記コア導体に外部導体を被覆して複合線とし、その複合線を圧延加工して、断面平角状として複合平角線を製造する構成を採用する。
上記コア導体としては、従来から採用されている導体、例えば、軟鋼（時に低炭素鋼）、鉄、鉄−ニッケル合金（インバー）等を使用し、外部導体としては、銅（特に無酸素銅）、銀、金、アルミニウム、それらの合金、又はそれらを主成分とする合金等を使用する。
【００１４】
上記コア導体への上記外部導体の被覆手段としては、メッキ処理等の周知のものを採用できるが、例えば、外部導体を筒状（パイプ状）とし、その筒状外部導体にコア導体を挿入して嵌める手段を採用する。
筒体の製造は、比較的に容易であり、その筒体にコア導体を挿入等によって入れる（コア導体に外部導体を被覆する）ことも容易である。このため、図６（ａ）に示した箔同士の接合に比べれば、遙かに安価なものとすることができる。また、筒体や柱状体は箔状に比べて安価でもある。
さらに、コアと筒体の別物であることは、その結合後の複合平角線の両者の比率（重さ又は体積）の自由度も高く、コア導体と外部導体の種々の比率の複合平角線を容易に作ることができる。
【００１５】
このとき、そのコア導体に外部導体を被覆した複合線は、生産性を考慮した比較的に太いものとし、その太い複合線を、伸線した後圧延加工して、所要太さ（厚み・幅）の複合平角線とすることが好ましい。
上述のように、コア導体と外部導体の断面寸法（太さや厚み）は、それらが大きいほど容易に精度良く設定することができ、伸線加工及び圧延加工もその加工精度は比較的高いものとすることができるため、所要寸法の複合平角線を容易に製造することができるからである。このため、製造コストの低減を図ることができる。
また、当初のコア導体と外部導体の断面寸法が大きいことは、上記コア導体と外部導体の比率の自由度もより大きくすることができる。この自由度が大きいことは、導電率の調整が自由なこととなる。
【００１６】
その伸線前のコア導体の断面形状としては、円形（丸形）、多角形等の無垢状、円筒形などの筒状等と任意であるが、丸形が製作性の点から好ましい。また、外部導体も、そのコア導体と同一の形状、例えば、丸形であれば円筒形が好ましいが、被覆できる限りにおいて、例えば、コア導体が多角柱、外部導体が円筒、コア導体が円柱、外部導体が角筒等と任意である。
【００１７】
上記外部導体の表面には、高い半田特性（半田付き性）を得るための金属メッキを施すことが好ましく、そのメッキには、銀含有錫半田、鉛フリー半田、錫−鉛半田等の従来周知の半田用金属を適宜に採用する。
このとき、コア導体全周面に外部導体が被覆されているため、図６（ａ）に示した３層構造の複合平角線４のように、エッジ部ｅにメッキの乗りが悪いなどの問題もない。このため、例えば、太陽電池のシリコンウェハ用リード線のように、テープ状複合平角線に成形後にメッキ処理する場合には有利である。
なお、上記筒体による被覆は、コア導体の全周面に均一な外部導体層が形成されるため、エッジ部は極力なくなり、メッキ層も全周面に均一になされる。
そのメッキ処理を行う時期としては、コア導体に被覆する前の外部導体表面にしたり、複合線の製造後（外部導体被覆後）にしたり、圧延加工の途中等でしたりすることができるが、圧延後が好ましい。圧延によって、メッキ層の欠損が生じる恐れがあるからである。
【００１８】
以上の各製造方法によって製造された複合平角線は、従来と同様に各種の電気機器（電子機器）のリード線、例えば、太陽電池のシリコンウェハ用リード線、フラットケーブル用導体等として使用できる。
【実施例】
【００１９】
この発明の一実施例を図１、図２に示し、この実施例は、断面丸形のコア導体１１’に断面円筒パイプ状外部導体１２’(図１（ａ）)を、その外部導体１２’内にコア導体１１’を挿入しつつ圧接機２７により圧接し（被せ）(図１（ｂ）、図２（ａ）)、その複合線１３を伸線加工によって所要の径にした後(図１（ｃ）、図２（ｂ）)、その複合線１３’を圧延加工（圧延機２４）によって所要大きさ（幅・厚み）の複合平角線１４としたものである(図１（ｄ）、図２（ｃ）。
その伸線・加工は、図２（ｂ）に示すように、複合線１３、１３’を伸線機２８と軟化炉（焼鈍炉）２９による加工・熱処理を繰り返すことにより、所要の径に伸線する。また、所要大きさになった複合平角線１４は、図２（ｄ）に示すように、必要に応じて軟化炉２９によって適宜に熱処理する。
【００２０】
図３に示す実施例は、丸形コア導体１１に外部導体１２をメッキ処理によって被覆したものであり、その複合線１３（同図（ａ））を圧延加工して、所要大きさ（幅・厚み）の複合平角線１４としたものである(同図（ｂ）)。
この実施例においても、複合線１３は、図１（ｂ）と同様に、太い線として、伸線加工によって所要の径にした後に圧延加工することができる。このとき、必要に応じて熱処理する。
【００２１】
上記図１、図３で示した実施例において、コア導体１１に丸形無垢のニッケル合金（鉄−ニッケル、Ｎｉ：３６ｗｔ％）、外部導体１２に無酸素銅を使用し、そのコア導体１１と外部導体１２に下記表１に示す寸法のもの（実施例１〜３）を採用して、複合平角線１４を得た。その各複合平角線１４の「導電率」及び「熱膨張係数」を同表１に示す。
この表１から、この実施例１〜３の複合平角線１４は、十分に満足できるものと言える。
【００２２】
【表１】
2007059331.tif 000003
【００２３】
また、図１の実施例において、下記表２に示す態様のものを同様にして得たものを図４（ａ）〜（ｆ）に示す。この各図から、この方法による複合平角線１４は、コア導体１１と外部導体１２が強固に一体になって、そのコア導体１１の全周面に十分な外部導体１２の層厚を有するものであることが理解できる。
【００２４】
【表２】
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【００２５】
さらに、図１、図２で示した実施例において、コア導体１１にニッケル合金（鉄−ニッケル、Ｎｉ：３６ｗｔ％）からなる８ｍｍ径の丸形無垢の線、外部導体１２に無酸素銅からなる外径：１８ｍｍ、内径：１３．６ｍｍの厚み：２．２ｍｍの円筒パイプをそれぞれ使用し、そのコア導体１１を外部導体１２に挿し入れて、コア導体１１’に外部導体１２’を被せて複合線１３とし、その複合線１３を伸線加工によって、コア導体１２’を０．４４ｍｍ径、外部導体１２’の厚みを０．１２ｍｍの複合線１３’（０．６８ｍｍ径）とし、その複合線１３’をさらに圧延加工して、幅：２．０ｍｍ、厚さ：０．１９ｍｍの複合平角線１４を得た。
【００２６】
その複合平角線１４を、２３０℃に加熱保持された銀含有錫の溶融共晶半田槽に３秒間浸漬してメッキ（半田付け）した後、その外観を４０倍の顕微鏡で半田の濡れ面積を観察した。比較例として、図６（ａ）に示す複合平角線４にも同様にして、その全周面に半田メッキを行った。
【００２７】
実施例においては、全周において、半田濡れ面積が９８〜１００％であったのに対し、比較例では、そのエッジ部ｅにおいて、半田濡れ面積が６５〜１７５％であった。
これは、図４の各実施例から理解できるように、この発明に係る実施例は、全周外面に半田との濡れ特性の良い銅層が存在すると共に、柱状の複合線１３’を圧延加工によって平角状にするため、その側面は円弧状を呈して、エッジ部が鋭くないことによるものと考える。
なお、「半田濡れ面積」とは、上記の条件で試料（複合平角線１４）に半田付けを行った後、半田が弾かれずに付いている面積を試料全表面積で割った割合を言い、この値が大きいほど、半田付け性が良いこととなる。
【００２８】
また、このメッキ処理を施した複合平角線１４はその体積抵抗率：２．３μΩ・ｃｍ、０．２％耐力：１５ｋｇｆ／ｍｍ２、熱膨張係数：１４ｐｍ／℃であった。この値は十分に満足できるものである。
【００２９】
上記各実施例の複合平角線１４は、太陽電池用シリコンウェハのリード線として採用でき、そのリード線付太陽電池用シリコンウェハはリード線との接続部が破損する恐れはない。
なお、この発明の複合平角線１４は、太陽電池用シリコンウェハのリード線に限らず、他の各種の電気機器（電子機器）の電線として使用できることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】一実施例の複合平角線の製造説明図
【図２】同実施例の製造説明図
【図３】他の実施例の複合平角線の製造説明図
【図４】実施例の複合平角線の断面図
【図５】平角線の製造説明図
【図６】従来の複合平角線の断面図
【符号の説明】
【００３１】
１、１１  コア導体
２、１２  外部導体
１３  複合線
４、１４  複合平角線
【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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