金属带材料和太阳能电池集电用互连线

摘要

本发明提供在低杨氏模量、低屈服应力、高断裂伸长率方面得到特性改善的金属带材料以及由其形成的太阳能电池集电用互连线等的半导体安装用金属带材料。一种金属带材料，是包含具有面心立方结构的金属的金属带材料，面心立方结构的晶胞的晶轴＜100＞相对于该金属带材料的厚度方向取向差为15°以内而且相对于该金属带面内的第1方向取向差为15°以内的＜100＞择优取向区域的面积率A1为60%~100%，将面心立方结构的晶胞的晶轴＜212＞相对于该金属带材料的厚度方向取向差为15°以内而且相对于该金属带材料面内的第1方向取向差为15°以内的＜212＞择优取向区域的面积率记为A2，＜212＞择优取向区域的面积率和所述＜100＞择优取向区域的面积率的合计A1+A2超过70%且为100%以下。

权利要求

1.一种金属带材料，是具有晶体结构为面心立方晶格结构的金属的金属带材料，其特征在于，所述面心立方结构的晶胞的晶轴＜100＞相对于该金属带材料的厚度方向取向差为15°以内而且相对于该金属带材料面内的一个方向取向差为15°以内的晶轴＜100＞择优取向区域的面积率A1为60%～100%，并且，将所述面心立方结构的晶胞的晶轴＜212＞相对于该金属带材料的厚度方向取向差为15°以内而且相对于该金属带材料面内的所述一个方向取向差为15°以内的晶轴＜212＞择优取向区域的面积率记为A2，所述晶轴＜212＞择优取向区域的面积率和所述晶轴＜100＞择优取向区域的面积率的合计A1+A2超过70%且为100%以下。

2.根据权利要求1所述的金属带材料，其特征在于，所述一个方向是所述金属带材料的纵向。

3.根据权利要求1或2所述的金属带材料，其特征在于，

所述面积率A1为65%～99.8%，

所述面积率A2为0.2%～12%，并且，

所述合计A1+A2超过70%且为100%以下。

4.根据权利要求1或2所述的金属带材料，其特征在于，

构成所述晶轴＜100＞择优取向区域的晶粒形成所述金属带材料的上表面和下表面各自的至少一部分，所述金属带材料的面内方向的所述晶粒的晶粒尺寸为400μm以上，并且，所述晶粒具有构成所述晶轴＜212＞择优取向区域的晶粒在内部分散的组织。

5.根据权利要求1或2所述的金属带材料，其特征在于，所述金属是纯度为99.9%以上的铜。

6.根据权利要求1或2所述的金属带材料，其特征在于，表面由熔点为250℃以下的金属被覆。

7.一种太阳能电池集电用互连线，其特征在于，是由权利要求1或2所述的金属带材料以1mm～5mm的宽度、超过50μm且为300μm以下的厚度形成。

说明书

金属带材料和太阳能电池集电用互连线

技术领域

[0001] 本发明涉及金属带材料。更详细地讲，涉及用于半导体安装的金属带材料，特别是涉及用于太阳能电池的集电的太阳能电池集电用互连线（内部连线；interconnector）。

背景技术

[0002] 太阳能电池发电是将无尽的太阳能直接变换为电能的发电方式。因此，太阳能电池发电作为大幅度地减轻能源问题的技术，近年技术开发变得活跃，市场也在较大地扩大。

[0003] 现在，太阳能电池的基板较多采用单晶硅基板或者多晶硅基板。采用单晶硅基板等的太阳能电池由具有数十平方厘米左右的大小的被称为太阳能电池单元（单元电池，ce11）的多个基板形成。将形成太阳能电池的多个太阳能电池单元之间用集电用配线连接，将由每个太阳能电池单元生成的电能集电。太阳能电池单元和集电用配线之间的连接，较多采用软钎料的熔融液相接合。该集电用配线被称为集电用互连线，由被覆了软钎料的铜扁平线形成。一般地讲，铜扁平铜线是通过将圆线轧制形成扁平线（金属带）来制造的。由于采用这样的制造方法制造，因此铜扁平铜线能够制造成厚度较薄、并较长的形状。

[0004] 另一方面，太阳能电池是将发电电力作为电流输出的能量装置。因此，集电用互连线的截面积、和集电用互连线与太阳能电池单元之间的连接面的面积，需要考虑在集电用互连线中流动的电流量来决定。

[0005] 为了将集电用互连线与太阳能电池单元接合，需要实施将集电用互连线和太阳能电池单元升温进行液相接合后冷却到室温的处理。在该处理中，起因于作为太阳能电池单元的主要的结构体的硅的热膨胀系数和作为构成集电用互连线的主要的结构体的铜的热膨胀系数之差，产生热应力。金属和硅的在室温附近的代表性的线膨胀系数，铜为-6 -1 -6 -1 -6 -1 -6 -116.6×10 （K ）、银为19×10 （K ）、铝为25×10 （K ）、硅为3×10 （K ）。将铜和硅在
200℃接合的情况下，产生约0.26%的长度之差。并且，起因于该长度之差，在铜和硅之间产生热应力和翘曲。如上所示，铜的热膨胀系数和硅的热膨胀系数的比率约为5倍、较大，因此由于产生的热应力，太阳能电池单元有变形或破损的可能性。另一方面，为了对应于硅材料紧迫的状况，并且谋求太阳能电池单元的成本下降，正在推进用于太阳能电池单元的基板的薄型化。例如，厚度为180μm等非常薄的硅基板作为太阳能电池使用了起来。因此，热应力所引起的太阳能电池单元的破损成为了更大的问题。

[0006] 为了解决该问题，进行了将集电用互连线软质化的尝试（例如，参照非专利文献1）。为了应对起因于金属和硅的热膨胀系数之差的问题，使集电用互连线软质化，即，使杨氏模量和屈服应力降低是重要的。一般地讲，作为金属的屈服应力的指标，采用σ0.2屈服强度（名义屈服强度；产生0.2%残余应变的应力）的情况较多。集电用互连线的情况下也设想为以应变为0.2%左右的等级导入。因此，降低σ0.2屈服强度，会使金属侧屈服，使热应力和翘曲产生。为了使金属软质化，一般采用通过退火使位错密度降低的方法。但是，在采用退火进行的软化时，在σ0.2屈服强度的降低上存在极限，难以与太阳能电池单元基板的进一步薄膜化等对应。因此，提出了集电用互连线的结构和安装结构的改良、以及织构的控制的各种技术（例如，参照专利文献1~3）。

[0007] 专利文献1中记载的发明，通过在集电用互连线的纵向（长度方向）上形成波形部来释放应力。另外，专利文献2中记载的发明，通过在太阳能电池单元的电极的纵向上以任意的间隔形成未形成电极的非连接部，来降低连接了集电用互连线后的冷却工序中的热应力。此外，专利文献3中记载的发明，为了降低σ0.2屈服强度，通过使导体中心部的晶体取向（镀线轴取向）以30%以上的比例在（211）方位取向，来降低太阳能电池单元的翘曲。

[0008] 通过变更太阳能电池单元和集电用互连线之间的连接结构来缓和热应力的技术非常有效。但是，在专利文献1中记载的技术中，需要的集电用互连线的长度变长，因此存在集电用互连线的材料费、和电阻变大的可能性。另外，在专利文献1和2中记载的技术中，太阳能电池单元和集电用互连线之间的接合面积减少，因此存在连接电阻增加，并且接合部分（槽口部分）的电阻增加的可能性。因此，与这样的技术相区别，强烈地要求通过将集电用互连线的材质本身进一步低杨氏模量化、低屈服应力化，来改善集电用互连线的机械特性。再者认为，在使用了多晶硅基板的太阳能电池以外的各种各样的种类的太阳能电池中，太阳能电池的材料和导电用导体由于材料不同，因此会产生同样的问题。

[0009] 另一方面，近年，提出了将由金属构成的凸块软钎焊（软钎料连接）在半导体晶片上，接合金属丝或金属带的打线凸块（例如，参照专利文献4）。在进行软钎料连接的情况下也存在产生热应力的可能性，因此存在产生与上述的太阳能电池的集电用互连线同样的问题的可能性。

[0010] 再者，用于软性电路基板的金属箔，是利用织构控制太阳电池用的集电用互连线以外的安装用电导体的机械特性的技术的一例（例如，参照专利文献5~7）。专利文献5中记载的方法，其要件为，利用轧制面的X射线衍射求出的（200）面的强度（I）相对于利用微粉末铜的X射线衍射求出的（200）面的强度（I0），为I/I0＞20以上。这是为了提高作为使箔反复折曲时的特性的疲劳特性。另外，专利文献6中记载的方法，其要件为，金属箔由具有立方晶系的晶体结构的金属构成，并且从折曲部的棱线沿厚度方向切下时的配线的截面，以[001]为晶带轴在从（100）向（110）的旋转方向的（20 1 0）到（1 20 0）的范围所包含的任一个面上形成主取向。此外，专利文献7中记载的金属箔，其要件为，晶体的[100]方向和轧制方向构成的角度为15度以内的晶粒的面积率为80%以上，并且晶粒粒径最大为5μm以下。但是，专利文献7中记载的仅沿轧制方向取向的晶粒粒径较小的金属箔，在σ0.2屈服强度的降低上存在极限。

[0011] 现有技术文献

[0012] 专利文献1：日本特开2006-80217号公报

[0013] 专利文献2：日本特开2008-21831号公报

[0014] 专利文献3：日本特开2008-168339号公报

[0015] 专利文献4：日本特开2006-319002号公报

[0016] 专利文献5：日本专利第3009383号公报

[0017] 专利文献6：日本特开2010-34541号公报

[0018] 专利文献7：日本特开2007-107038号公报

[0019] 非专利文献1：远藤裕寿等，日立电线：2007年、26卷1号、p15

发明内容

[0020] 本发明是为了解决上述问题完成的，其目的是提供改善了机械特性以使得杨氏模量和屈服应力变低、并且断裂伸长率变大的金属带材料和使用该金属带材料形成的半导体安装用金属带材料、特别是太阳能电池集电用互连线。其目的是提供特别是纵向的杨氏模量和屈服应力低、断裂伸长率大的金属带材料和使用该金属带材料形成的半导体安装用金属带材料、特别是太阳能电池集电用互连线。

[0021] （1）一种金属带材料，是具有晶体结构为面心立方晶格结构的金属的金属带材料，其特征在于，上述面心立方结构的晶胞的晶轴＜100＞相对于该金属带材料的厚度方向取向差为15°以内而且相对于该金属带材料面内的第1方向取向差为15°以内的＜100＞择优取向区域的面积率A1为60%~100%，并且，将上述面心立方结构的晶胞的晶轴＜212＞相对于该金属带材料的厚度方向取向差为15°以内而且相对于该金属带材料面内的上述第1方向取向差为15°以内的＜212＞择优取向区域的面积率记为A2，上述＜212＞择优取向区域的面积率和上述＜100＞择优取向区域的面积率的合计A1+A2超过70%且为100%以下。

[0022] （2）根据（1）所述的金属带材料，其中，上述第1方向是上述金属带材料的纵向（长度方向）。

[0023] （3）根据（1）或（2）所述的金属带材料，其特征在于，上述面积率A1为65%~99.8%，上述面积率A2为0.2%~12%，并且，上述合计A1+A2超过70%且为100%以下。

[0024] （4）根据（1）~（3）所述的金属带材料，其特征在于，构成上述＜100＞择优取向区域的晶粒形成上述金属带材料的上表面和下表面各自的至少一部分，上述金属带材料的面内方向的上述晶粒的晶粒尺寸为400μm以上，并且，上述晶粒具有构成上述＜212＞择优取向区域的晶粒在内部分散的组织。

[0025] （5）根据（1）~（4）所述的金属带材料，其特征在于，上述金属是纯度为99.9%以上的铜。

[0026] （6）根据（1）~（5）所述的金属带材料，其特征在于，表面由熔点为250℃以下的金属被覆。

[0027] （7）一种太阳能电池集电用互连线，其特征在于，是由（1）~（6）的任一项所述的金属带材料以1mm~5mm的宽度、超过50μm且为300μm以下的厚度形成。

[0028] 本发明涉及的金属带材料与使用相同物质利用以往的构成形成的金属带材料相比，可以大大降低杨氏模量、特别是纵向的杨氏模量和屈服应力。因此，能够降低对利用软钎料或导电性粘结剂等与本发明涉及的金属带材料连接的半导体基板施加的应力，可以抑制半导体基板的翘曲、以及连接界面和半导体基板的破坏。另外，在使用本发明涉及的金属带材料形成太阳能电池等的集电用互连线的情况下，可以降低热应力所引起的太阳能电池单元的破损。此外，通过增大断裂伸长率，可以降低在安装时施加了张力时所产生的机械应力、或者接合后冷却后或使用时的温度变化所引起的热应力造成的金属丝断裂的危险性。

附图说明

[0029] 图1是概略地表示作为本发明涉及的实施方式的集电用互连线进行线安装的太阳能电池的图。

[0030] 图2是概略地表示本发明涉及的金属带材料的实施方式的图。

[0031] 图3是表示本发明涉及的实施例的金属带材料的宽阔面的组织的一例的图。

[0032] 图4是表示作为本发明涉及的太阳能电池集电用互连线的比较例的太阳能电池集电用互连线的宽阔面内的组织的一例的图。

[0033] 图5是表示作为本发明涉及的太阳能电池集电用互连线的比较例的太阳能电池集电用互连线的宽阔面内的组织的另一例的图。

具体实施方式

[0034] 本发明涉及的金属带材料，与太阳能电池单元和半导体芯片等的半导体表面连接，用于集电和电信号传输。本发明涉及的金属带材料在以下详细地说明。在以下的详细说明中使用时，用语「线安装」是指为了集电或形成电信号回路，在半导体表面线状地即二维线接触地连接金属带（长的导体）的安装方式，用语「金属带面」是指半导体表面和金属带所接合的面。另外，用语「L方向」是指在线安装中使用的金属带导体的纵向（长度方向），用语「D方向」是指半导体表面的法线方向，用语「W方向」是指与L方向和D方向全都正交的方向。一般来说，带面是L方向的边比W方向的边长的宽阔面。

[0035] 图1是概略地表示作为本发明涉及的实施方式的集电用互连线进行线安装的晶体型的太阳能电池的一部分的图。

[0036] 如图1所示，太阳能电池的一部分具有太阳能电池单元1a、1b和1c、以及作为金属带的集电用互连线2a、2b、2c和2d。太阳能电池单元1a、1b和1c、以及集电用互连线2a、2b、2c和2d，利用软钎料或导电粘结剂机械地电接合，由此分别线安装。更具体地讲，集电用互连线2a和2b，线安装在太阳能电池单元1a的表面、以及沿太阳能电池单元1a的L方向3的方向相邻地配置的太阳能电池单元1b的背面。在此，表面指朝向D方向4的正方向的面，背面指朝向D方向4的负方向的面。集电用互连线2c和2d线安装在太阳能电池单元1b的表面、以及太阳能电池单元1c的背面。通过这样利用集电用互连线2a、2b、2c和2d连接，太阳能电池单元1a、1b和1c被电串联连接。集电用互连线2a和2b在W方向5的方向上空开适当间隔地配置。同样，集电用互连线2c和2d在W方向5的方向上空开适当间隔地配置。

[0037] 图2是概略地表示作为带状金属或带状导体的本发明涉及的金属带材料21~26的实施方式的图。金属带材料21~26的上表面和下表面各自的一部分与太阳能电池单元1接合。另外，在金属带材料21~26中，电流沿用箭头A表示的方向或箭头A的相反的方向流动。金属带材料的与电流方向垂直方向的截面、即与箭头A对向的截面可以形成为各种的形状。图2（a）所示的金属带材料21，与箭头A对向的截面为横向长的长方形。另外，图2（b）所示的金属带材料22，与箭头A对向的截面与图2（a）所示的金属带材料21不同，四个顶点部不是直角而是具有圆角的形状。此外，图2（c）所示的金属带材料23，与箭头A对向的截面具有整体向外侧膨胀地弯曲的纵边。

[0038] 另外，金属带材料也可以具备金属芯材6和被覆金属芯材6的导电性接合剂7。图2（d）所示的金属带材料24中，金属芯材6在其上表面、下表面和侧面的全部面利用导电性接合剂7被覆。另外，图2（e）所示的金属带材料25，金属芯材6在其上表面和下表面的每个面利用导电性接合剂7被覆。此外，图2（f）所示的金属带材料26，金属芯材6仅其上表面利用导电性接合剂7被覆。导电性接合剂7是在金属带材料24~26作为集电用互连线使用时，为了与太阳能电池单元接合而使用的粘结剂。具体地讲，导电性接合剂7是软钎料以及热固性的导电性粘结剂等。

[0039] 但是，本发明涉及的金属带并不必须利用软钎料或导电性树脂被覆。在利用软钎料带、糊或导电性粘结剂进行线安装的情况下，本发明涉及的金属带可以是金属带材料21~23那样的裸导线。金属带材料21~23那样的裸导线也被称为裸金属带。合适的是，裸金属带在其表面涂布苯并三唑之类的防锈剂。另外，合适的是，在作为以太阳能电池的集电用互连线为首的半导体线安装用的材料使用裸金属带的情况下，裸金属带被覆有软钎料镀层或导电性粘结剂。该情况下，金属带不需要与软钎料条（ribbon）的定位（alignment），因此不需要从外部供给接合材料，因此可以简化接合工艺和装置。另外，被覆有软钎料镀层或导电性粘结剂的材料，耐蚀性也优异，因此也有保存性优异的优点。

[0040] 在本发明中，优选被覆用金属的熔点较低。原因是通过作为被覆用金属采用低熔点的金属，降低在线安装时产生的热应变的缘故。具体地讲，优选被覆的金属的熔点为250℃以下。被覆用金属也可以不是单相（single phase）。被覆用金属在线安装时即回流焊时在250℃以下熔融即可。在作为晶体硅型的太阳能电池的集电用互连线使用的情况下，优选被覆用金属的熔点为180℃以上。原因是被覆用金属需要在封装太阳能电池单元的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物（ethylene vinyl acetate）等的填充剂的聚合温度下不发生再熔融。

[0041] 满足上述条件的被覆用金属是铅系软钎料、锡系软钎料等。如果考虑环境问题，则在本发明中，最优选作为被覆导体的材料采用锡系软钎料。锡的熔点为232℃。但是，通过对锡添加银，能够将熔点减低到221℃。该情况下，银的组成为3.5质量%。但是，考虑其他的添加元素、接合性和接合强度等，银的组成也可以设在1~4质量%的范围。通过除了银以外还添加铜，被覆用金属的熔点可以降低到217℃。在该三元共晶组成中，银的组成为3.8质量%，铜银的组成为0.5质量%，其他的组成可以设为锡。但是，考虑其他的添加元素、接合性和接合强度，铜银的组成可以设在0.4~1.0质量%。此外，也可以根据需要添加第4族元素和第5族元素。

[0042] 用于线安装的导电性树脂（粘结剂）是含有金属填料的树脂等。金属填料可采用金、银、铜、铂、钯和镍等耐蚀性比较高的金属粉末、以及炭黑和石墨颗粒等的碳粉等。树脂的材料可采用环氧树脂、丙烯酸系树脂和酚等。用于线安装的导电性树脂，采用热固型树脂或紫外线固化型树脂的任一种树脂都可以。但是，导电性树脂的固化温度优选为250℃以下。另外，太阳能电池用的导电性树脂固化后需要在180℃以下的温度下不软化。此外，太阳能电池用的导电性树脂需要在紫外线下不劣化。

[0043] 用于线安装的金属带的导电率优选较高。原因是在金属带的导电率低（即电阻高）的情况下，需要增大金属带的截面积，因此会对软钎料连接后的半导体施加大的热应变。因此，用于线安装的金属带的材料，优选导电率高的金属，具体地讲，优选铜、银、铝和金等的面心立方金属。在这些面心立方金属之中，铜导电率较高、热膨胀率比较小，而且能够廉价地购入。因此，在这些面心立方金属之中，铜是最优选的材料。如果考虑导电率，则金属带的材料优选纯铜。在作为工业材料采用的情况下，金属带的材料优选韧铜和无氧铜等的纯度为99.9%以上的高纯度的铜。

[0044] 在采用软钎料或导电性树脂等进行的线安装时，为了缓和由于半导体和金属带之间的热膨胀差而产生的热应变，降低金属带的纵向、即L方向的杨氏模量、屈服应力是极其有效的。特别是在180℃~250℃的接合温度下连接的用途中，重要的是降低纵向的应变为0.2%时的应力值。例如，表示评价太阳能电池的集电用互连线时使用的屈服特性的指标，是金属带的σ0.2屈服强度等。在软钎料熔融凝固后、或者导电性粘结剂固化后的冷却工序中，起因于半导体和金属带之间的热收缩量不同，产生热应变。金属带的纵向的杨氏模量、屈服应力越小，则对半导体施加的应力就越小，翘曲的大小变小，并且裂纹的产生概率变小。此外，通过增大断裂伸长率，可以降低金属丝由于在安装时施加了张力时产生的拉伸应力、在接合后匹配部冷却时产生的拉伸应力、和使用时的温度变化所引起的应力等而断裂的危险性。因此，断裂伸长率大是作为以太阳能电池集电用互连线为首的半导体安装用金属带材料较重要的机械特性之一。

[0045] 紫外线固化型的粘结剂，一般固化温度较低，线安装时的热应变较小。因此，优选将紫外线固化型的粘结剂作为用于将半导体线安装的粘结剂使用。但是，在如紫外线固化型的粘结剂等那样使用树脂的情况下，优选所使用的金属带材料的L方向的杨氏模量和屈服应力较小，并且优选断裂伸长率较大。这是为了降低由于使用时的外部气温的变化等的环境变化而反复产生的热应变、和金属丝由于产生的热应变而断裂的危险性。

[0046] 本发明者鉴于如上述那样的状况，通过如下地进行金属带材料的组织控制，来抑制杨氏模量和屈服应力以及σ0.2屈服强度，并且增大断裂伸长率，由此发明了能够很好地用于与太阳能电池单元和半导体芯片等的半导体表面连接的金属带材料。

[0047] 即，本发明的金属带材料是形成为下述织构的材料：面心立方结构的晶胞的基本晶轴＜100＞相对于该金属带材料的厚度方向取向差为15°以内且相对于该金属带材料面内的第1方向取向差为15°以内的＜100＞择优取向区域的面积率A1为60%~100%，并且，将面心立方结构的晶胞的晶轴＜212＞相对于该金属带材料的厚度方向取向差为15°以内且相对于该金属带材料面内的第1方向取向差为15°以内的＜212＞择优取向区域的面积率记为A2，将＜212＞择优取向区域的面积率和该＜100＞择优取向区域合计后的区域的面积率的合计A1+A2超过70%且为100%以下。通过作为金属带材料的织构采用这样的织构，可以降低金属带材料的σ0.2屈服强度，特别是可以使纵向的σ0.2屈服强度降低。其结果，可以大大地降低线安装时的热膨胀率之差（热收缩率之差）所引起的沿半导体的L方向施加的应力、应变。

[0048] 可以优选地形成为下述织构：＜100＞择优取向区域的面积率A1为65%~99.8%，＜212＞择优取向区域的面积率A2为0.2%~12%，＜212＞择优取向区域的面积率和＜100＞择优取向区域的面积率的合计A1+A2超过70%且为100%以下。由此，可以更加降低金属带材料的σ0.2屈服强度，可以使断裂伸长率提高。

[0049] 优选的是，具有这样的机械特性的金属带材料，具有：构成＜100＞择优取向区域的晶粒构成金属带材料的上表面和下表面各自的至少一部分的结构。即，在具有这样的机械特性的金属带材料中，构成＜100＞择优取向区域的晶粒全部从金属带材料的一个金属带面贯通到另一个金属带面。另外，在利用软钎料或导电性粘结剂被覆了的金属带材料中，由被覆材料被覆了的金属芯材，晶体结构是面心立方结构，具有构成金属芯材的上表面和下表面各自的至少一部分的结构。换句话说，金属芯材具有构成＜100＞择优取向区域的晶粒从金属芯材的上表面贯通到下表面的组织。另外，优选的是，＜100＞择优取向区域的晶粒尺寸具有400μm以上的大小。此外，优选的是，＜100＞择优取向区域，在内部分散形成有晶体取向与以＜212＞择优取向区域为主体的晶轴＜212＞不同的晶粒。

[0050] 在本说明书中使用的情况下，用语「晶粒尺寸」指在金属带面等的规定的面观察的一个晶体的大小，用在规定的面观察的晶面的圆当量直径表示。再者，在规定的面观察的晶面，包含在晶粒内部具有与该晶体不同的取向的相的情况下，晶面的外周除了带芯材的上下表面，不具有切断点时，观察的晶体判断为一个晶体。另外，在本说明书中使用的情况下，用语「分散」指晶粒或相配置在各种的位置。

[0051] 通过得到这样的机械特性，可以大大地降低线安装时的热膨胀率之差（热收缩率之差）所引起的半导体的L方向的应力和应变。其结果，可以降低安装时和使用时的金属带材料的断裂、以及金属带材料和半导体之间的接合部的剥离所引起的障碍。

[0052] 在本说明书中使用的情况下，用语「择优取向区域的面积率」是指在任意的截面切断了金属带材料的切断面中的、处于如上述那样规定的取向范围的晶粒的面积率（如上述那样规定的晶粒相对于观察视场面积的面积比例）。另外，用语「取向差」是指在某一晶轴和规定的方向之间形成的旋转角。此外，晶轴＜100＞和晶轴＜212＞分别是指晶格面（100）和（212）的法线方向。

[0053] 再者，本发明是半导体的安装等所使用的金属带材料，因此观察视场面通常优选为带的宽阔面、即金属带面。因为通过以金属带面为观察视场面，与以其他的面作为观察视场面的情况相比，能够进行在较大的面积下的评价。此外，在制作研磨等的试样时、和利用电子背散射衍射法（EBSD法：Electron Back-scattering Diffraction法）等进行取向测定时，可以减小角度误差。但是，也可以将其他的面作为观察视场面。该情况下，为了取得代表组织的平均数据而进行充分大的面积的测定，并且制作试样时、和取向测定时，需要角度误差较小。

[0054] 首先，对于将取向差的指标规定为15°的理由进行说明。将取向差的指标规定为15°的理由是因为：一般是将以σ0.2屈服强度等为指标的屈服应力、强度、断裂伸长率等的机械特性造成大的影响的晶界的定义设为具有旋转角为15°以上的取向差的晶粒的界面的缘故。在含有面心立方金属的立方晶中，晶轴＜001＞和晶轴＜111＞之间的最小的取向差为54.4°。另外，晶轴＜100＞和晶轴＜212＞之间的最小的取向差为48.1°。另外，晶轴＜001＞和晶轴＜211＞之间的最小的取向差为35.2°。此外，晶轴＜211＞和晶轴＜212＞之间的最小的取向差为17.4°。通过将取向差的指标设为15°，可区别以这些代表性的晶轴的取向为主取向的织构。

[0055] 接着，说明对于面心立方结构的晶胞的基本晶轴＜100＞，规定＜100＞择优取向区域的面积率A1为60%以上、优选为65%以上的理由。这样规定主要是为了使金属带的屈服应力降低。面心立方金属、特别是作为太阳能电池集电用互连线等半导体安装用材料采用的铜、银、铝和金，与其他的取向相比可以容易地形成＜100＞织构。因此，通过使＜100＞织构发达地结合，可以使晶粒粗大化。通过增大＜100＞择优取向区域的面积率，能够对于在线安装时产生的热收缩之差所引起的L方向的拉伸应力，减少晶界造成的拘束。另外，在由拉伸应力生成的位错传播的中途，位错被晶界阻止而拘束的可能性变低。其结果，金属带的屈服应力降低，能够降低沿半导体基板的L方向施加的应力。

[0056] 特别是在作为太阳能电池集电用互连线使用金属带材料时，在带面内形成＜100＞择优取向区域的＜100＞晶粒的晶粒尺寸为400μm以上的情况下，能够显著地减少σ0.2屈服强度。进而，在带面内形成＜100＞择优取向区域的＜100＞晶粒的晶粒尺寸为800μm以上的情况下，能够显著地减少σ0.2屈服强度。

[0057] 面心立方金属在＜111＞取向和＜211＞取向也可以形成织构。但是，在＜111＞取向和＜211＞取向形成织构的情况下，与在＜100＞取向形成织构时相比，施密特因子（Schmid factor）变大。因此，从减小屈服应力的观点来看，优选：在金属带的表面的法线方向和金属带的面内，各自的＜100＞轴一致的＜100＞择优取向区域较大。另外，相反地，优选具有其他的取向的晶粒所占的区域较小。

[0058] 接着，说明规定作为＜100＞择优取向区域的面积率和＜212＞择优取向区域的面积率的合计的A1+A2面积率超过70%的理由。在面心立方金属的情况下，晶轴＜212＞的取向是具有＜100＞择优取向区域的织构的孪晶的带面法线，并且相当于带面内的主取向。孪晶边界与晶界相比，对屈服应力造成的影响小。因此，在本发明中，考虑面心立方结构的晶胞的晶轴＜212＞的＜212＞择优取向区域的面积率A2，规定作为＜100＞择优取向区域的面积率和＜212＞择优取向区域的面积率的合计的A1+A2面积率超过70%。优选的是，＜212＞择优取向区域的面积率A2为0.2%~12%的面积率，并且在＜100＞择优取向区域之中分散地存在。由此，维持金属带的纵向的σ0.2屈服强度较低，并且断裂伸长率变大。由此，在将金属带与比较厚的半导体基板连接的情况下，获得难以引起金属带断裂的效果。

[0059] 在带面内存在包围于构成＜100＞择优取向区域的一个晶粒内，并且分散地存在的具有其他的取向的相的情况下，该晶粒的大小，作为包含＜100＞取向以外的分散相的大小来规定。在其界面为大倾角晶界的情况下也是同样的。在带面内，在＜100＞择优取向区域之中分散的＜212＞相的大小以圆当量直径计为100μm以下、优选为30μm以下的大小时，特别是断裂伸长率变大。

[0060] 金属带形成2个晶轴＜100＞具有主取向的织构即可。金属带的面内的晶轴＜100＞的主取向未必需要与L方向一致。优选：金属带的面内的一个晶轴＜100＞的中心轴、即织构的晶轴＜100＞的主取向，与L方向构成的角为0°以外，以W方向为中心轴旋转。通过这样地规定织构的晶轴＜100＞的主取向，可以减小施密特因子，可以更加降低屈服强度。因此，在金属带和半导体基板的接合温度高，应变大的情况下特别优选。

[0061] 但是，在利用软钎料等的钎焊合金安装金属带材料的情况下，如果使一个晶轴＜100＞的方向与L方向一致，则相比于使一个晶轴＜100＞的方向不与L方向一致的情况相比，纵向的屈服强度变大。但是，该情况下，杨氏模量降低，因此没有大的不利。此外，在低温下接合的情况下，使一个晶轴＜100＞的方向与L方向一致有时反而有利地作用。再者，金属带的表面的两个晶轴＜100＞与L方向以及W方向一致的金属带，可以通过规定的轧制和热处理来制造。

[0062] 以上说明的效果，原理上不仅是铜，即使是具有同样的滑移系的其他的面心立方金属也可得到。铝与铜相比电阻率较高，但具有弹性模量、屈服应力较小的优点。另外，银与铜相比价格高，但具有弹性模量、屈服应力、电阻全都较低的优点。

[0063] 本发明的金属带材料，可以在将由太阳能电池单元产生的电动势集电，连接太阳能电池单元彼此进行输电的太阳能电池集电用互连线中良好地使用。该太阳能电池集电用互连线，如图1所示，是线安装于太阳能电池单元表面上的。在本发明中，在将金属带材料作为本发明涉及的太阳能电池集电用互连线的情况下，其截面形状、大小可根据用途适当确定。另外，根据用途，可以在金属带上被覆其他的金属来作为太阳能电池集电用互连线。被覆用金属的厚度可根据用途适当确定。特别是在晶体硅型的太阳能电池中，以太阳能电池集电用互连线来使用的情况下，金属带的芯材优选处于宽度为1mm~5mm，厚度超过50μm且为300μm以下的范围。

[0064] 一般在通过太阳能电池集电用互连线串联连接的太阳能电池单元群中，所集电的电流为2~4A左右。因此，在例如每个太阳能电池单元接合两根太阳能电池集电用互连线的情况下，需要每一根太阳能电池集电用互连线最大通过2A的电流。另外，如果考虑电阻所引起的发热等，则即使在使用铜和银等电阻比较低的材料的情况下，太阳能电池集电用互2
连线的电流容量也需要为8A/mm 以下。如果扩大太阳能电池集电用互连线的W方向的宽度，则受光面积变小，因此太阳能电池集电用互连线的W方向的宽度的上限为5mm。因此，在用于太阳能电池集电用互连线的情况下，金属带的厚度需要超过50μm。此外，在金属带的厚度为50μm以下的情况下，不仅金属带的强度降低，断裂伸长率也降低。因此，在作为太阳能电池集电用互连线利用的情况下，安装时以及使用时的断裂的危险性变大。另一方面，如果考虑现在使用的晶体型太阳能电池的厚度（200μm左右），则不希望金属带的厚度为超过300μm的厚度。如果金属带的厚度超过300μm，则L方向的截面力矩变大，在连接时单元的翘曲变大。因此，破坏金属带和太阳能电池单元之间的接合部、或者太阳能电池单元的危险性变大。因此，需要太阳能电池集电用互连线的W方向的宽度至少为1mm。

[0065] 由以上来看，作为本发明的典型用途的晶体型太阳能电池集电用互连线的截面形状，优选的是具有1mm~5mm的宽度，超过50μm、优选超过100μm、且为300μm以下的厚度。另外，构成＜100＞择优取向区域的晶粒，优选的是具有从截面形状的上边贯通下边的结构，以使得构成截面形状的上边和下边各自的至少一部分。进而，在截面形状的上边和下边的每一边，优选＜100＞晶粒的晶粒尺寸为400μm以上。在此，由软钎料或导电性粘结剂被覆了的金属带材料，晶体结构为面心立方结构，且具有构成金属芯材的带面的上表面和下表面各自的至少一部分的结构。换句话说，金属芯材具有构成＜100＞择优取向区域的晶粒从金属芯材的上表面贯通下表面的组织。

[0066] 具有本发明涉及的织构的金属带的形成方法不特定为具体的方法。但是，例如为了形成在金属带的厚度方向、纵向、横向分别具有进行晶轴＜100＞取向了的织构的金属带，也可以利用金属带坯料的轧制加工和再结晶。面心立方金属通过选择适当的加工、再结晶条件，能够形成晶轴＜100＞沿加工方向取向的织构。但是，不同于极薄的金属箔，为了在本发明的金属带中形成织构，需要在各种的条件下实施加工处理。

[0067] 已知面心立方金属通过轧制和拉丝，再结晶组织沿纵向采取晶轴＜100＞的取向。在具有本发明涉及的织构的金属带的形成方法中，优选以一定的压下率冷轧金属板，冷轧到规定的厚度，并且以规定的宽度实施缝加工的制造方法。这是因为比较＜100＞择优取向区域的发达和＜212＞择优取向区域的发达，后者占优的缘故。另外，通过金属板的冷轧而与轧制面平行、并且延伸成板状的加工组织，特别是对沿垂直于板厚方向的方向使（100）再结晶晶粒发达很适合。另一方面，在金属丝的拉丝工序为主要的加工工序的情况下，阻碍该再结晶织构的发达。

[0068] 为了形成具有本发明涉及的织构的金属带，优选进行冷加工率高的轧制和充分的再结晶热处理。但是，如果＜100＞择优取向区域的面积率超过99.8%等变得过大，则断裂伸长率减少。这样，可理解并不是优选增大冷加工率，而是优选采用相应于最终冷加工的热过程、加工过程的最适合的加工率。

[0069] 不同于50μm以下的金属箔的制造，在未采取充分的冷加工率的情况下，通过异周速轧制等，在金属带的厚度方向给予剪切应变。接着，实施再结晶热处理，而且以一定以上的压下率进行冷加工，最后进行再结晶热处理。通过这样的处理，可以使冷轧压下率比较小。最终的再结晶热处理温度依赖于金属的纯度。在处理工业上使用的高纯度的铜、铝、银的情况下，最终的再结晶热处理温度为180℃以上。

[0070] 作为本发明涉及的一个实施方式的金属带，具有将晶轴＜100＞沿厚度方向上取向，其他的两个晶轴＜100＞相对于纵向、横向偏离了的织构。具有这样的织构的金属带作为薄的太阳能电池的集电用互连线的材料特别优异。因为这样的金属带，纵向的施密特因子变小，屈服强度变小的缘故。这样的金属带可以通过将轧制到最终厚度的金属板以与轧制方向偏离了的角度切取来制造。将施密特因子从轧制方向偏离22.5°进行加工时，屈服应力变得最小。但是，在偏离5°的情况下也可以使屈服应力减小5%左右。

[0071] 制造由软钎料被覆了的太阳能电池集电用互连线所使用的金属带时，从耐蚀性的观点出发，优选软钎料遍及金属带全面地涂布。因此，在将金属带进行软钎料镀敷之前对金属带实施缝加工是更优选的。

[0072] 另外，也可以将热浸镀软钎料工序作为再结晶热处理工序。但是，在热浸镀软钎料工序中不优选处理温度高和/或处理时间过长。因为有时在软钎料和金属带（芯材）之间脆性的金属间化合物生长成需要以上。此外，进行了光亮退火后，通过连续地进行热浸镀软钎料，可以同时地进行金属带的氧化物除去、再结晶热处理、和软钎料镀敷。该情况下，为了避免金属间化合物的过大的生长，优选降低热浸镀软钎料的浸出时间。另外，为了在这些处理之前除去氧化膜，优选提高光亮退火的线速度，并且提高光亮退火温度。而且，为了同时地实现提高光亮退火的线速度、再结晶所引起的软质化和表面氧化物的除去，优选光亮退火炉的温度为550℃以上。软钎料镀敷工序之后的加工，破坏＜100＞织构，由于金属的加工硬化，屈服强度提高，因此优选不施加较强的加工。但是，软钎料镀敷工序之后，为了调整表面性状，也可以进行表皮光轧之类的轻微的加工。

[0073] （实施例）

[0074] 以下，基于本实施例详细地说明本发明，它们表示本发明的例子，本发明丝毫不被实施例限定。铜的金属带材料通过以下所示的几种不同的方法制作。此外，使用制作出的金属带材料形成太阳能电池的集电用互连线，实施了模拟了其安装的试验。另外，为了确认本发明的材料的机械特性和组织的特征，对于以往的太阳能电池集电用互连线也进行制作，并实施了试验。

[0075] （实施例1）

[0076] 在本实施例中，采用以下的A~D的四个加工方法制作出金属带材料。制作出的金属带材料，是厚度160μm×宽度2mm、纯度为99.99%的无氧铜的金属带（扁平线）材料。再者，采用加工方法C和D制作出的金属带材料全部是作为比较例制作出的材料。

[0077] 在加工方法A中，金属带材料将厚度为10mm的铜热轧性板利用异步轧机以上下的辊周速差为4%轧制到2mm，接着在分批式炉中在Ar气流中进行300℃×30分钟的中间热处理。接着，利用冷轧机轧制到160μm，接着，进行宽度为2mm的缝加工来制作。在加工方法B中，金属带材料直到缝加工前为止与加工方法A同样地制造，但在最后的缝加工中相对于轧制方向倾斜5°来制造狭缝，在这点上不同。

[0078] 在加工方法C中，金属带材料，是将与加工方法A和B中使用的材料相同的无氧铜构成的直径为20mm的圆棒模锻加工到直径为5mm。其后，实施拉拔加工到直径2mm，最后轧制加工为宽度2mm、厚度160μm而制造。在加工方法D中，金属带材料，是将与加工方法A中使用的材料相同的厚度为10mm的铜热轧性板利用通常的轧机轧制到2mm，在分批式炉中在Ar气流中进行300℃×30分钟的中间热处理。其后利用冷轧机轧制到160μm，再其后进行宽度为2mm的缝加工而制作出。

[0079] 由上述四种加工方法制造出的金属带材料，使用管状电炉，在Ar气流中以10m/分钟的行进速度，连续地热处理。热处理在几个热处理温度条件下实施。接着，使其通过Sn-1.2质量%Ag-0.5质量%Cu合金热浸镀软钎料槽。进而，实施表皮光轧，用厚度为20μm的软钎料被覆了金属带材料的周围。基本上看不到由该处理造成的金属带材料的厚度的变化。

[0080] 评价金属带材料的组织，金属带材料采用电子背散射衍射法（EBSD法：Electron Back-scattering Diffraction法）测定。EBSD法，不同于X射线衍射法，能够从一个面分析三维的晶体取向。金属带材料的晶体取向测定，在研磨金属带材料的宽阔面中央部使铜露出后，在使用胶体二氧化硅进行最终加工研磨的部分实施。另外，晶体取向测定通过将金属带材料具有的800μm×1600μm的区域每隔1~4μm的间隔进行测定来实施。将相对于金属带材料的厚度方向和轧制方向，晶轴＜100＞处于具有±15°以内的角度的取向的点的比例相对于全部测定点的比例（%），作为＜100＞择优取向区域的面积率A1的测定比例进行规定。同样地，将相对于金属带材料的厚度方向和轧制方向，晶轴＜212＞处于具有±15°以内的角度的取向的点的比例相对于全部测定点的比例（%），分别作为＜212＞择优取向区域的面积率A2的测定比例进行规定。在本测定中，测定区域充分大，并且测定间隔充分细，因此从这些测定值可以求出＜100＞择优取向区域的面积率A1和＜212＞择优取向区域的面积率A2。金属带材料的σ0.2屈服强度通过拉伸试验测定。软钎料层的厚度和被覆方法在全部的金属带材料中相同，因此，测定出的σ0.2屈服强度之差取决于金属带（芯材）材料的特性之差。

[0081] 在对太阳能电池的安装评价中使用的多晶硅的太阳能电池晶片为156mm见方，厚度为180μm，从晶片中心线作为对象以80mm的间隔与晶片的一边平行地设置2根平行电极。电极是焙烧银糊而形成的，具有约10μm的厚度。线安装通过将金属带材料（集电用互连线）沿着电极熔敷（回流焊）在晶片上来实施。回流焊是通过在氩气热处理炉中对配置在晶片上的集电用互连线施加1kPa的载荷来实施。回流焊温度为250℃。

[0082] 线安装后，自然冷却到室温（25℃），其后，除去载荷。其结果，在晶片中看到了线安装的L方向、金属带材料侧向内侧翘曲。这是由于金属带材料具有比多晶硅的太阳能电池晶片大的热膨胀系数，因此在回流焊后自然冷却到室温时产生的热收缩量之差所造成的。翘曲的程度根据金属带材料大不相同。再者，翘曲的程度将晶片的最大高低差作为翘曲量来评价。

[0083] 以下的表1表示每个金属带材料的＜100＞择优取向区域的面积率A1、＜212＞择优取向区域的面积率A2、其总和A1+A2、σ0.2屈服强度和翘曲量的评价结果。＜100＞择优取向区域的面积率A1和＜212＞择优取向区域的面积率A2分别对于金属带材料的厚度方向和轧制方向这两个方向计算出，但在表1中仅显示其中较小的值。再者，大多情况下，织构的晶轴＜100＞和晶轴＜212＞的集积度，相比于金属带材料的厚度方向，轧制方向较大。这样求出的面积率，与铜的晶胞的每个的晶轴相对于带的厚度方向取向差为15°以内，且相对于带材料面内的一个方向取向差为15°以内的择优取向区域的面积率大致一致。

[0084] 另外，翘曲量为2.0mm以下的材料，即使将翘曲了的部分强制性地恢复平坦，金属带材料和太阳能电池晶片之间的接合部、以及太阳能电池晶片也不破损。由此，翘曲量为2.0mm以下的材料评价为作为金属带材料没有问题的范围。

[0085] 表1

[0086]

[0087] 比较加工方法A和加工方法B，集电用互连线的＜100＞择优取向区域和＜212＞择优取向区域的比例，双方大致相同。但是，以加工方法A制造出的集电用互连线的＜100＞择优取向区域中的晶轴＜100＞的中心取向（主取向）与金属带材料的厚度方向和纵向一致，与此相对，以加工方法B制造出的集电用互连线的晶轴＜100＞的主取向与金属带材料的厚度方向一致，但与纵向偏离了5°。再者，试样7的＜100＞择优取向区域和＜212＞择优取向区域的比例表记为100%，并且，试样8的＜100＞择优取向区域表记为100%，但这是将小数点1位以下四舍五入了的结果，并非完全由两个取向所占。

[0088] 从表1所示的结果显示，通过以特定的加工方法进行加工，在一定温度以上实施热处理，可以形成为金属带材料的σ0.2屈服强度较小，连接了金属带材料的晶片的翘曲量较小的织构的集电用互连线。另一方面，显示在由圆线进行轧制的加工方法C的制造方法中，不能够制造成为规定的翘曲量以下的集电用互连线。这是因为拉拔加工的应变的导入与轧制加工相比，不适合于再结晶后的晶轴＜100＞的取向的发达。

[0089] 另外，比较加工方法A和加工方法D，可理解在相同的热处理条件下加工方法A能够制作优异的集电用互连线。这是因为在热轧的中途存在导入剪切应变的效果。此外，采用加工方法B制造出的集电用互连线是与采用加工方法A制造出的集电用互连线大致相同的＜100＞择优取向区域和＜212＞择优取向区域，但翘曲量较小，显示出优异的特性，这是因为纵向与晶轴＜100＞的主取向偏离了5°的缘故，施密特因子变小，纵向的屈服强度变小的缘故。

[0090] 从表1所示的结果可知，金属带材料的织构和翘曲量存在密切的关系，为了使太阳能电池晶片比规定的翘曲量小，优选的是基本晶轴＜100＞相对于金属带的厚度方向和金属带面内的一个方向，取向差分别为15°以内的＜100＞择优取向区域的面积率A1为60%~100%，并且，作为晶轴＜212＞相对于金属带的厚度方向和金属带面内的一个方向，取向差分别为15°以内的＜212＞择优取向区域的面积率A2，＜212＞择优取向区域的面积率和＜100＞择优取向区域的面积率的合计A1+A2超过70%且为100%以下的金属带材料。

[0091] （实施例2）

[0092] 在本实施例中，使用纯度为99.9%的韧铜板制作出铜的金属带材料。此外，使用制作出的金属带材料作为太阳能电池的集电用互连线，实施了模拟了其安装的试验。

[0093] 制作出的金属带材料的厚度为160μm，与实施例1相同。另外，加工方法与实施例1的加工方法A相同。加工出的金属带材料使用管状电炉，在Ar气流中以10m/分钟的行进速度，连续地加热热处理。加热处理在几个热处理温度条件下实施。实施例2不同于实施例1，不实施软钎料被覆。作为替代，金属带材料和太阳能电池单元，在安装时介由宽度为3mm、厚度为30μm的Sn-3.0质量%Ag-0.5质量%Cu软钎料条接合。

[0094] 在对太阳能电池的安装评价中使用的多晶硅的太阳能电池晶片与实施例1同样，为156mm见方，厚度为180μm，从晶片中心线作为对象以80mm的间隔与晶片的一边平行地设置2根平行电极。电极是焙烧银糊而形成的，具有约10μm的厚度。线安装通过将金属带材料（集电用互连线）沿着电极熔敷（回流焊）在该晶片上来实施。回流焊通过在氩气热处理炉中对夹着软钎料条配置在晶片上的集电用互连线施加1kPa的载荷来实施。回流焊温度为250℃。

[0095] 以下的表2表示采用与实施例1相同的方法评价的每个金属带材料的＜100＞择优取向区域的面积率A1、＜212＞择优取向区域的面积率A2、其总和A1+A2、σ0.2屈服强度和翘曲量的评价结果。与实施例1同样，翘曲量为2.0mm以下的材料，即使将翘曲了的部分强制性地恢复平坦，金属带材料和太阳能电池晶片之间的接合部、以及太阳能电池晶片也不破损。由此，翘曲量为2.0mm以下的材料评价为作为金属带材料没有问题的范围。

[0096] ＜100＞择优取向区域的面积率A1和＜212＞择优取向区域的面积率A2对于金属带材料的厚度方向和轧制方向这两个方向计算出，但在表2中仅显示任一个较小的值。再者，大多数情况下，织构的晶轴＜100＞和晶轴＜212＞的集积度，相比于金属带材料的厚度方向，纵向较大。这样求出的面积率，与铜的晶胞的每个的晶轴相对于带的厚度方向取向差为15°以内而且相对于带材料面内的一个方向取向差为15°以内的择优取向区域的面积率大致一致。

[0097] 表2

[0098]

[0099] 从表2所示的结果可知，金属带材料的织构和翘曲量存在密切的关系，为了使太阳能电池晶片比规定的翘曲量小，优选的是基本晶轴＜100＞相对于金属带材料的厚度方向和金属带面内的一个方向，取向差分别为15°以内的＜100＞择优取向区域的面积率A1为60%~100%，并且，作为晶轴＜212＞相对于金属带的厚度方向和金属带面内的一个方向，取向差分别为15°以内的＜212＞择优取向区域的面积率A2，＜212＞择优取向区域的面积率和＜100＞择优取向区域的面积率的合计A1+A2超过70%且为100%以下的金属带材料。

[0100] （实施例3）

[0101] 在本实施例中，金属带材料（芯材）使用铜合金、铝制作。此外，使用制作出的金属带材料作为太阳能电池的集电用互连线，实施模拟了其安装的试验。

[0102] 金属带材料的坯料是纯度为99.99%的纯铝、Cu-0.2%Ni合金和作为比较例的Cu-0.07%In合金（铜的纯度为99.93%），分别为具有8mm的厚度的热轧板。使用这三种坯料，采用以下的加工方法E加工金属带材料。制作出的金属带材料为厚度200μm×宽度1.5mm的金属带（扁平线）。

[0103] 在加工方法E中，将厚度为12mm的各个坯料的热轧性板利用异步轧机以上下的辊周速差为5%轧制到1.5mm，接着在分批式炉中在Ar气流中进行300℃×30分钟的中间热处理。其后，利用冷轧机轧制到200μm，其后，实施宽度为1.5mm的缝加工来制作。其后，金属带材料使用管状电炉，在Ar气流中，以10m/分钟的行进速度，连续地热处理。热处理温度为400℃。其后，坯料为纯铝的金属带材料施加了0.2μm厚的无电解镍镀层。

[0104] 将以上的三种金属带材料作为芯材，通过电镀，用厚度为20μm的Sn-1质量%Cu软钎料被覆周围。以上，将加工、热处理、软钎料镀敷条件设为相同的条件，将以纯度为99.99%的纯铝、Cu-0.2%Ni合金和作为比较例的Cu-0.07%In合金为坯料的金属带材料分别设为试样26、试样27、试样28。

[0105] 金属带材料的组织采用上述的电子背散射衍射法（EBSD法）进行测定、评价。EBSD法，不同于X射线衍射法，能够从一个面分析三维的晶体取向。金属带材料的晶体取向测定，研磨金属带材料的宽阔面中央部使其露出，在使用胶体二氧化硅（Colloidal Silica）进行最终加工研磨的部分实施。另外，晶体取向测定通过将800μm×1600μm的区域每隔1~4μm的间隔进行测定来实施。将相对于金属带材料的厚度方向和轧制方向（纵向），晶轴＜100＞和晶轴＜212＞分别处于具有±15°以内的角度的取向的点作为相对于全部测定点的比例（%）进行定义。测定区域充分大，测定间隔充分细，因此从这些值可以求出＜100＞择优取向区域的面积率A1和＜212＞择优取向区域的面积率A2。金属带材料的σ0.2屈服强度通过拉伸试验测定。软钎料层的厚度和被覆方法相同，因此可以说测定出的σ0.2屈服强度之差取决于金属带材料（芯材）的特性之差。

[0106] 在对太阳能电池的安装评价中使用的多晶硅的太阳能电池晶片为156mm见方，厚度为200μm，从晶片中心线作为对象以80mm的间隔与晶片的一边平行地设置2根平行电极。电极是焙烧银糊而形成的，具有约10μm的厚度。线安装通过将金属带材料（集电用互连线）沿着电极熔敷（回流焊）在晶片上来实施。回流焊通过在氩气热处理炉中对配置在晶片上的集电用互连线施加1kPa的载荷来实施。此时，回流焊温度为250℃。

[0107] 线安装后，自然冷却到室温（25℃），其后，除去载荷。其结果，在晶片中看到了线安装的L方向、金属带材料侧向内侧翘曲。这是由于金属带材料具有比多晶硅的太阳能电池晶片大的热膨胀系数，因此在回流焊后自然冷却到室温时产生的热收缩量之差所造成的。翘曲的程度根据金属带材料大不相同。再者，翘曲的程度将晶片的最大高低差作为翘曲量来评价。

[0108] 表3表示各个金属带材料的＜100＞择优取向区域的面积率A1、＜212＞择优取向区域的面积率A2、其总和A1+A2、σ0.2屈服强度和翘曲量的评价结果。＜100＞择优取向区域的面积率A1和＜212＞择优取向区域的面积率A2分别对于金属带材料的厚度方向和轧制方向这两个方向计算出，但在表1中仅显示任一个较小的值。再者，大多数情况下，织构的晶轴＜100＞和晶轴＜212＞的集积度，相比于金属带材料的厚度方向，纵向较大。这样求出的面积率，与铜的晶胞的每个的晶轴相对于带的厚度方向取向差为15°以内，相对于带材料面内的一个方向取向差为15°以内的择优取向区域的面积率大致一致。另外，翘曲量为2.0mm以下的材料，即使将翘曲了的部分强制性地恢复平坦，金属带材料和太阳能电池晶片之间的接合部、以及太阳能电池晶片也不破损。由此，翘曲量为2.0mm以下的材料评价为作为金属带材料没有问题的范围。

[0109] 表3

[0110]

[0111] 从表3所示的结果可知，即使不是高纯度的铜，只要满足本发明中示出的条件，则能够形成为屈服应力低，可以降低线安装时的热应变的金属带材料。铝比纯铜电阻高，可以说在电流密度小即可的用途中是有用的。另外，即使是较多地含有杂质的铜，只要能够采取本发明中示出的组织形态，则能够形成为屈服强度小的金属带材料，作为太阳能电池的集电用互连线材料是有用的。

[0112] （实施例4）

[0113] 以纯度为99.9%的韧铜作为材料制作铜制的金属带材料，评价组织，并且评价了作为半导体安装用带导体的性能。金属带材料所使用的韧铜，以宽度为330mm、厚度为30mm的JIS C1100的O型材料作为母材。将该母材在最高值为600℃的温度下实施热轧直到宽度为400mm、25mm的厚度。其后，将轧制方向改变90°，实施冷轧直到厚度为20mm。此外，利用异步轧机以上下的辊周速差为5%轧制到规定的厚度，在分批式炉中在Ar气流中进行30分钟的中间热处理。接着，利用冷轧机冷轧到150μm。接着，进行宽度为1.5mm的缝加工制作铜带材料。接着，通过熔融镀敷进行厚度为30μm的软钎料被覆，作为软钎料镀敷扁平铜线制造金属带材料。软钎料的材质设为Sn-1.2质量%Ag-0.5质量%Cu-0.05质量%Ni。

[0114] 氩气流中的分批式炉所采用的热处理温度设为400℃和800℃这两个水准。在任一个温度下的热处理中，热处理后的中间材料晶粒粒径不同，但都完全地再结晶。通过变更该中间热处理温度和其后的处理中的直到0.15mm的冷加工率，形成为具有各种韧铜芯材组织的扁平铜线。

[0115] 熔融镀敷使用由光亮退火炉和熔融镀炉构成的卷对卷的连续镀炉实施。在流通含有5%的氢气的氮气的光亮退火管状炉的管内，以10m/分钟的速度通过厚度为0.15mm、宽度为1.5mm的韧铜芯材。接着，不将韧铜芯材原样地配置在大气中，而是使其通过熔融镀槽内。光亮退火炉的温度为600℃，熔融镀槽的温度为300℃。

[0116] 金属带材料的组织采用电子背散射衍射法（EBSD法：Electron Back-scattering Diffraction法）进行测定、评价。EBSD法，不同于X射线衍射法，能够从一个面分析三维的晶体取向。金属带材料的晶体取向测定，研磨金属带材料的宽阔面中央部使其露出，在使用胶体二氧化硅进行最终加工研磨的部分实施。另外，晶体取向测定通过将800μm×1600μm的区域每隔1~4μm的间隔进行测定来实施。将相对于金属带材料的厚度方向和轧制方向（纵向），晶轴＜100＞和晶轴＜212＞分别处于具有±15°以内的角度的取向的点作为相对于全部测定点的比例（%）进行定义。测定区域充分大，测定间隔充分细，因此从这些值可以求出＜100＞择优取向区域的面积率A1和＜212＞择优取向区域的面积率A2。金属带材料的σ0.2屈服强度通过拉伸试验测定。带材料的σ0.2屈服强度、断裂伸长率使用拉伸试验机，以评价点间距离为100mm、拉伸速度为10mm/分钟的条件测定。测定值采用测定了的7根带材料的测定值的平均值。

[0117] 软钎料层的厚度和被覆方法相同，因此可以说上述测定的σ0.2屈服强度之差，取决于金属带（芯材）材料的特性之差。

[0118] 在对太阳能电池的安装评价中使用的多晶硅的太阳能电池晶片为125mm见方，厚度为150μm，从晶片中心线作为对象以60mm的间隔与晶片的一边平行地设置2根平行电极。电极是焙烧银糊而形成的，具有约20μm的厚度。线安装通过将金属带材料（集电用互连线）沿着电极熔敷（回流焊）在晶片上来实施。回流焊通过在氩气热处理炉中对配置在晶片上的集电用互连线施加1kPa的载荷来实施。此时，回流焊温度为255℃。

[0119] 线安装后，自然冷却到室温（25℃），其后，除去载荷。其结果，在晶片中看到了线安装的L方向、金属带材料侧向内侧翘曲。这是由于金属带材料具有比多晶硅的太阳能电池晶片大的热膨胀系数，因此在回流焊后自然冷却到室温时产生的热收缩量之差所造成的。翘曲的程度根据金属带材料而差异较大。再者，翘曲的程度将晶片的最大高低差作为翘曲量来评价。

[0120] 表4表示各个金属带材料的中间热处理温度、其后的冷轧率、各个金属带材料的＜100＞择优取向区域的面积率A1、＜212＞择优取向区域的面积率A2、其总和A1+A2、σ0.2屈服强度和断裂伸长率的评价结果。为了取得更优选的范围，择优取向区域的面积率，将晶胞的晶轴＜100＞和＜212＞相对于带材料的厚度方向取向差为15°以内而且相对于带材料面内的一个方向取向差为15°以内的面积率（%）计算到小数点第一位。本实施例中，晶胞的晶轴＜100＞的一个取向与带的纵向即最终冷轧方向大致一致。

[0121]

[0122] 从表4所示的结果可知，通过利用特定的中间热处理温度、加工条件制造，即使最终热处理条件相同，也可得到σ0.2屈服强度、断裂伸长率不同的扁平铜带材料。此外，通过将各材料与太阳能电池集电用互连线进行线接合的模拟试验，可知半导体晶片产生的翘曲量在每种材料中不同。这是因为该材料的铜芯材的组织不同的缘故。

[0123] 对产生了翘曲的晶片按压平板使产生了翘曲的部分强制性地平坦。其结果，在翘曲量为1.6mm以上的半导体晶片中，半导体晶片局部地产生开裂，或者在烧成了的金属带材料的银糊和半导体晶片之间的界面产生了剥离。因此，以1.5mm的翘曲量为基准，判定出能否作为集电用互连线材料。

[0124] 可知满足1.5mm的翘曲量的基准的组织，晶胞的晶轴＜100＞相对于带材料的厚度方向取向差为15°以内而且相对于该金属带材料的纵向取向差为15°以内的＜100＞择优取向区域的面积率A1为60%~100%，将晶轴＜212＞相对于金属带材料的厚度方向取向差为15°以内而且相对于该金属带材料面内的纵向取向差为15°以内的＜212＞择优取向区域的面积率记为A2，上述＜212＞择优取向区域的面积率和上述＜100＞择优取向区域的面积率的合计A1+A2超过70%且为100%以下。

[0125] 具有这样的组织的金属带材料，＜100＞择优取向区域极其发达，由此具有同一取向的晶粒结合，晶粒粒径粗大化。因此，金属带材料，其位错难以被晶界拘束，因此在由于软钎料熔融后的冷却时产生的热应力而塑性变形时的屈服力变小。在晶粒结合，表现为一个晶粒的情况下，优选＜100＞轴的两轴一致。

[0126] 对于在实施例1~4中制作出的金属带材料，使用EBSD法的分析结果调查了其组织。其结果，晶胞的晶轴＜100＞相对于带材料的厚度方向取向差为15°以内而且相对于金属带材料的纵向取向差为15°以内的＜100＞择优取向区域的面积率A1为60%以上时，形成＜100＞择优取向区域的＜100＞晶粒从金属带芯材的一方的金属带面贯通到另一方的金属带面。在带面内，＜100＞晶粒的晶粒尺寸为400μm以上。＜100＞晶粒的晶粒尺寸，即使在内部含有具有不同的取向的晶粒，如果该晶粒在带面内包含于一个＜100＞晶粒，则作为含有取向不同的晶体的大小。在此，＜100＞晶粒内部所包含的具有不同的取向的相的晶粒尺寸为100μm以下。

[0127] 在内部含有的取向不同的晶体大多具有下述晶体取向，晶胞的晶轴＜212＞具有相对于金属带材料的厚度方向取向差为15°以内而且相对于该金属带材料面内的一个方向取向差为15°以内的取向。可知特别是在具有该晶体取向的相的面积率A2为0.2%~10%，该＜212＞择优取向区域的面积率和＜100＞择优取向区域的面积率的合计A1+A2超过70%且为100%以下时，作为σ0.2屈服强度小、而且断裂伸长率大的半导体安装用带导体材料，具有更优选的机械特性。

[0128] 图3是表示对每个晶体取向用灰色标度将试样编号34的材料的铜带面的宽阔面内的组织进行色彩区分的图。试样编号34的材料，在实施例3之中σ0.2屈服强度最小，并且断裂伸长率最大。因此，可以说试样编号34的材料具有作为半导体安装用带导体材料最优选的机械特性。在图3中，视场的大小为800μm×1600μm，长边方向是集电用互连线的L方向3。另外，短边方向是集电用互连线的W方向5。

[0129] 晶胞的晶轴＜100＞相对于带材料的厚度方向取向差为15°以内而且相对于金属带材料的纵向取向差为15°以内的＜100＞择优取向区域8用灰色表示。晶胞的晶轴＜100＞相对于带材料的厚度方向取向差为15°以内而且相对于金属带材料的纵向取向差为15°以内的＜212＞择优取向区域9用黑色表示。朝向除此以外的取向的区域10用白色表示。此外，晶界11用实线表示。如图4所示，＜100＞择优取向区域的面积率A1为88.9%、＜212＞择优取向区域的面积率A2为4.1%。

[0130] 构成＜100＞择优取向区域8的晶粒，含有在晶粒的内部具有其他的取向的晶粒的相。图3所示的试样编号34的试样，一部分是晶界，＜100＞择优取向区域8覆盖试样整体，可以将试样看作一个晶粒。因此，该晶粒的晶粒尺寸，在带面内方向具有800μm×1600μm以上的大小。另外，该晶粒从试样编号34的试样的一方的面贯通另一方的面。作为其结果，该材料的σ0.2屈服强度变小。另外，该材料的断裂伸长率较大取决于在＜100＞择优取向区域内8分散含有具有晶粒尺寸为30μm以下的＜212＞取向的相9。

[0131] （实施例5）

[0132] 为了显示本发明的材料作为晶体型太阳能电池集电用互连线具有优异的效果，调查了市售的晶体型太阳能面板中使用的集电用互连线的组织和机械特性。

[0133] 不对集电用互连线施加热载荷、机械载荷，以不损害组织和机械特性。首先，使用喷水器从太阳能面板，将宽度为10mm、长度为150mm的集电用互连线的小片与集电用互连线的周围的受光面侧玻璃一同对每个背面塑料片的切取形成刚体小片，将该刚体小片在正溴丙烷中浸出，溶解集电用互连线的周围构件，切取出长度为150mm的集电用互连线。

[0134] 切取出的集电用互连线的组织采用电子背散射衍射法（EBSD法：Electron Back-scattering Diffraction法）进行测定、评价。EBSD法，不同于X射线衍射法，能够从一个面分析三维的晶体取向。金属带材料的晶体取向测定，研磨金属带材料的宽阔面中央部使其露出，在使用胶体二氧化硅进行最终加工研磨的部分实施。另外，晶体取向测定通过将800μm×1600μm的区域每隔1~4μm的间隔进行测定来实施。将相对于金属带材料的厚度方向和轧制方向（纵向），晶轴＜100＞和晶轴＜212＞分别处于具有±15°以内的角度的取向的点作为相对于全部测定点的比例（%）进行定义。测定区域充分大，测定间隔充分细，因此从这些值可以求出＜100＞择优取向区域的面积率A1和＜212＞择优取向区域的面积率A2。金属带材料的σ0.2屈服强度通过拉伸试验测定。带材料的σ0.2屈服强度、断裂伸长率使用拉伸试验机，以评价点间距离为100mm、拉伸速度为10mm/分钟的条件测定。测定值采用测定的7根的带材料的测定值的平均值。

[0135] 以下的表5表示每个的集电用互连线的＜100＞择优取向区域的面积率A1、＜212＞择优取向区域的面积率A2、其总和A1+A2、σ0.2屈服强度、断裂伸长率。

[0136] 表5

[0137]

[0138] 任一个集电用互连线都是＜100＞择优取向区域的面积率A1较小，σ0.2屈服强度与处于本发明的范围的材料相比较大。另外，断裂伸长率也显示出较低的值。

[0139] 图4以及图5分别是表示分析EBSD的结果得到的试样编号46、以及试样编号49的集电用互连线的宽阔面内的组织的图。视场的大小为800μm×1600μm，长边方向为集电用互连线的L方向3。另外，短边方向为集电用互连线的W方向5。

[0140] 晶胞的晶轴＜100＞相对于带材料的厚度方向取向差为15°以内而且相对于金属带材料的纵向取向差为15°以内的＜100＞择优取向区域8用灰色表示。晶胞的晶轴＜100＞相对于带材料的厚度方向取向差为15°以内而且相对于金属带材料的纵向取向差为15°以内的＜212＞择优取向区域9用黑色表示。朝向除此以外的取向的区域10用白色表示。此外，晶界11用实线表示。

[0141] 试样编号46是本实施例中σ0.2屈服强度最小的试样。但是，试样编号46的σ0.2屈服强度与本发明的集电用互连线的σ0.2屈服强度相比较大。这是因为＜100＞择优取向区域的面积率A1不发达，没有形成大的晶粒的缘故。另外，试样编号49的试样是＜100＞择优取向区域的面积率A1最大的试样。但是，试样编号49的＜100＞择优取向区域的面积率A1未达到本发明的规定值。另外，试样编号49的晶粒粒径与试样编号46的晶粒粒径相比较小。其结果，试样编号49的σ0.2屈服强度显示出较高的值。这是依据霍尔-佩奇（Hall-Petch）法则，由于晶界所引起的变形的拘束，屈服应力变大的结果。

[0142] 实施例中调查的集电用互连线全部是多晶体。试样编号46的试样具有最大的宽阔面内的晶粒粒径，晶粒粒径的圆当量直径为300μm以下。由此来看，本发明的金属带材料具有作为太阳能电池集电用互连线的特征性的组织，可以形成为具有优异的机械特性的材料。

[0143] 附图标记说明

[0144] 1太阳能电池单元

[0145] 2集电用互连线

[0146] 3L方向

[0147] 4D方向

[0148] 5W方向

[0149] 6金属芯材

[0150] 7导电性接合剂

[0151] 8＜100＞择优取向区域

[0152] 9＜212＞择优取向区域

[0153] 10形成＜100＞择优取向区域和＜212＞择优取向区域的区域以外的区域[0154] 11晶界（大倾角晶界）