JP2004291453A - シリカ系膜で被覆されたステンレス箔 - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明は、耐熱性、１ＭΩ・ｃｍ２オーダーの絶縁性、デバイス層との密着性を兼ね備えさせるために、複数のシリカ系膜で被覆されたステンレスを提供する。
【解決手段】シロキサン結合を主体とする複数の無機ポリマー膜で被覆されたステンレス箔であって、前記各無機ポリマー膜を構成するＳｉの少なくとも一部が有機基又は水素の一方又は双方と化学結合しており、前記無機ポリマー膜の隣接した膜の組成が異なることを特徴とするシリカ系膜で被覆されたステンレスである。
【選択図】 なし
【解決手段】シロキサン結合を主体とする複数の無機ポリマー膜で被覆されたステンレス箔であって、前記各無機ポリマー膜を構成するＳｉの少なくとも一部が有機基又は水素の一方又は双方と化学結合しており、前記無機ポリマー膜の隣接した膜の組成が異なることを特徴とするシリカ系膜で被覆されたステンレスである。
【選択図】 なし
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数層からなるシリカ系薄膜で被覆したステンレス箔に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電気絶縁性基板材料は、ＩＣ基板、センサー基板、太陽電池基板、電極基板等に使用され、電子・電気産業に欠かせない材料である。近年、最終製品の小型化・軽量化に伴って、薄く、軽く、加工性の良い電気絶縁性基板材料が求められるようになっている。
【０００３】
例えば、可とう性のある薄膜太陽電池では、ガラス等の支持基板の上にポリイミド等の樹脂を塗布し、これを硬化させた上に、アモルファス太陽電池の各層を積層し、最後に水中に浸漬して、支持基板から樹脂と共にアモルファス太陽電池の層を剥離させることが行われている。一般的に用いられているポリイミドの場合、イミド化反応を完全に進ませた膜にすると、支持基板からの剥離が困難になる。低温で熱処理すると剥離は簡単になるが、イミド化が不充分になるため、アモルファスシリコンの形成時にアウトガスが発生して、アモルファスシリコンの膜質を劣化させたり、吸水性が高くなり、信頼性が低下したりする。このように、剥離タイプは、剥離性と信頼性が表裏一体になっており、実用上の大きな課題になっている。
【０００４】
可とう性薄膜太陽電池のもう一つのタイプとして、金属箔の上に絶縁性の高いポリイミド塗料等の有機樹脂塗料を塗布したものを使用する例がある（特開２００１−１２７３２３号公報）。しかしながら、有機樹脂は太陽電池セル形成時の２００〜３５０℃の熱処理で劣化するものが多い。ポリイミドのように耐熱性が高い有機樹脂の場合でも、熱膨張係数が無機材料に比べて大きいため、冷却時、形成した太陽電池セルにクラック等を生じさせて、発電効率を低下させる。このため、シリコン系の可とう性のある薄膜太陽電池では、耐熱性が高く、熱膨張係数が小さい絶縁材料で被覆した金属箔が望まれている。絶縁性としては、太陽電池基板等の場合ＭΩ・ｃｍ２オーダーである。
【０００５】
また、発電効率が高いことで知られる化合物半導体薄膜系の太陽電池においても、近年、大面積化、低コスト化が望まれており、ロール・トゥ・ロール方式に適したステンレス箔上にセルを形成することが検討されている（太陽光発電技術検討会資料、ｐ５〜６、平成１４年６月７日）。太陽電池のセルを集積して各ユニットセルを直列接続するには、ステンレス箔上に絶縁膜を形成し、その上に下部電極を成膜して、Ｃｕ−Ｉｎ−Ｇａ−Ｓｅ系等の半導体膜を積層することになる。ここで求められる絶縁膜の特性であるが、半導体膜の作製時には５００〜６００℃に基板温度を上げて蒸着をしたり、スパッタ後に５００〜６００℃で熱処理を行ったりする必要があるので、高耐熱性が必要である。ステンレス鋼板の上にプラズマＣＶＤによりＳｉＯ２、ＳｉＮ等のセラミックスを成膜した材料（特開平６−３０６６１１号公報）や、ステンレス箔の上にＴｉＮ、ＴｉＣ、ＴｉＯｘ等のセラミックスをイオンプレーティングで成膜した材料（特開平６−３２２５１６号公報）が開示されている。しかし、絶縁膜がセラミックス膜、即ち無機材料である場合、耐熱性は優れているが可とう性が十分でないため、可とう性を有する基材の上に成膜した場合、基材上のセラミックス膜にクラックが発生し易く、これが原因で絶縁性が保持されない等の問題が生じると共に、クラックの発生部位に生じる応力が原因で、膜がステンレス箔から剥離することさえあった。また、ゾルゲル法等の成膜方法では、厚膜化に伴うクラックの発生のため、太陽電池基板に要求されるＭΩ・ｃｍ２の絶縁性を確保するのに必要な膜厚が得られないことも多い。一方、ポリイミド等の有機樹脂系の絶縁膜では耐熱性が全く足りない。さらに、化合物半導体系の太陽電池では、下部電極として通常Ｍｏ金属が用いられているが、Ｍｏは熱膨張係数の大きい有機系材料との密着性が極めて悪いという問題があった。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００１−１２７３２３号公報
【特許文献２】
特開平６−３０６６１１号公報
【特許文献３】
特開平６−３２２５１６号公報
【非特許文献１】
太陽光発電技術検討会資料、ｐ５〜６、平１４．６．７
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、耐熱性、１ＭΩ・ｃｍ２オーダーの絶縁性、デバイス層との密着性を兼ね備えさせるために、複数のシリカ系膜で被覆されたステンレス箔を提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、以下のような手段を用いる。
（１） シロキサン結合を主体とする複数の無機ポリマー膜で被覆されたステンレス箔であって、前記各無機ポリマー膜を構成するＳｉの少なくとも一部が有機基又は水素の一方又は双方と化学結合しており、前記無機ポリマー膜の隣接した膜の組成が異なることを特徴とするシリカ系膜で被覆されたステンレス箔。
（２） 前記複数の無機ポリマー膜の内、最上部の無機ポリマー膜がＳｉＯ２を主体とする膜である（１）記載のシリカ系膜で被覆されたステンレス箔。
（３） 前記最上部の無機ポリマー膜がＳｉＯ２膜である（２）記載のシリカ系膜で被覆されたステンレス箔。
（４） 前記最上部の無機ポリマー膜を構成するＳｉの少なくとも一部が水素と結合している（２）記載のシリカ系膜で被覆されたステンレス箔。
（５） 前記最上部の無機ポリマー膜のＨ／Ｓｉのモル比が１．０以下である（４）記載のシリカ系膜で被覆されたステンレス箔。
（６） 前記複数の無機ポリマー膜の内、最下部の無機ポリマー膜を構成するＳｉの少なくとも一部が炭素数１〜４のアルキル基と結合している（１）記載のシリカ系膜で被覆されたステンレス箔。
（７） 前記アルキル基がメチル基である（６）記載のシリカ系膜で被覆されたステンレス箔。
（８） 前記最下部の無機ポリマー膜のメチル基／Ｓｉのモル比が０．２以上１．０以下である（７）記載のシリカ系膜で被覆されたステンレス箔。
【０００９】
【発明の実施の形態】
無機ポリマーは、Ｍ（金属又は半金属）−Ｏ（酸素）−Ｍの無機結合で主骨格が構成されているポリマーである。特に、ＭがＳｉの場合は、シロキサン結合と呼ばれる。すべてのＭがＳｉであって、そのＳｉが４配位のＳｉＯ４の４面体ユニットを構成している場合、無機ポリマーはＳｉＯ２ガラスになる。Ｓｉは、Ｃと同様に、Ｓｉ−ＣＨ３、Ｓｉ−Ｃ６Ｈ５、Ｓｉ−Ｈのように、Ｓｉが直接、有機基やＨ（水素）と化学結合することができる。Ｓｉの４つの結合手の内、１個だけＳｉ−Ｒ（Ｒは有機基又はＨ）結合を形成し、残りの３個はＳｉ−ＯであるＳｉでシロキサン結合が形成された場合は、シルセスキオキサンと呼ばれる無機ポリマーとなる。Ｓｉの４つの結合手の内、２個がＳｉ−Ｒ結合を形成し、残りの２個がＳｉ−Ｏである場合は、シリコーンオイル等に見られる直鎖状のポリマーとなる。本発明においては、無機ポリマーの一部又は全てが、前述のようなＳｉの４つの結合手の内、１個又は２個がＳｉ−Ｒ結合が形成されているＳｉであることができる。シロキサン結合以外のＭ−Ｏ結合を含んでもよく、ＭとしてＢ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｗ、Ｐ等が挙げられる。Ｓｉ−Ｏ結合とＭ−Ｏ結合の和に対するＭ−Ｏ結合の割合は、１０％以内であることが望ましい。Ｂ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｗ、Ｐ等のＳｉ以外の成分は、Ｓｉ−Ｏ結合の生成を促進する効果がある。しかしながら、１０％を超えた場合、Ｍそのものの水酸化物、酸化物の微粒子の凝集体ができてしまう恐れがある。無機ポリマーの組成は、目的によって任意に選んで組み合わせることができる。
【００１０】
太陽電池等の基板として使われる場合は、絶縁性とデバイス層との密着性が要求される。最上部の無機ポリマー膜は、その上に積層するデバイス層との密着性に優れる組成を選ぶことが好ましい。このためには、最上部の無機ポリマー膜とデバイス層の熱膨張係数を近くすることが重要である。一般に、デバイス層は、無機系の半導体組成であるので、無機ポリマー膜に含まれる有機基をできるだけ減らしてＳｉＯ２に近づけること、又は、Ｓｉと化学結合する成分として水素を選択することが好ましい。このような組成にした最上部の無機ポリマー層は、熱膨張係数は小さくなるが、硬く、ポリマー硬化時にクラックを発生しやすいため、０．５μｍより薄い膜厚しか得られない。一般に、ステンレス箔は、平均的な表面粗さが０．１μｍ以下であっても、母材の介在物に起因する局所的に激しい凹凸を有するので、０．５μｍより薄い場合は、局所的な凸部が被覆されず、絶縁性が確保できない。したがって、無機ポリマー膜に含まれる有機基をできるだけ減らして、ＳｉＯ２に近づけた膜やＳｉＯ２膜そのもの、又は、Ｓｉと化学結合する成分としてＨを選択した膜の一層だけでは、十分な絶縁性が得られない。
【００１１】
最上部の無機ポリマーが、無機ポリマーを構成するＳｉの一部又は全てがＨと結合している場合、Ｓｉに対するＨのモル比は１．０以下であることが望ましい。この比が１．０より大きい場合は、最上部の膜が柔らかく、疵等の欠陥が入りやすくなるため、好ましくない。この比が０の場合は、ＳｉＯ２膜そのものとなる。
【００１２】
最下部の無機ポリマー膜は、絶縁性確保のために厚膜化が容易な組成を選ぶことが効果的である。好ましい膜厚範囲は、０．５μｍ以上５μｍ以下である。０．５μｍより薄い場合は、前述したように基板の局所的な凸部が被覆されず、絶縁が確保できない。また、５μｍより厚くすると、ポリマー硬化時の体積収縮が大きくなるため、無機ポリマー膜にクラックが発生し易くなる。厚膜化が容易な組成とは、例えば，Ｓｉに化学結合しているＲが嵩高いアルキル基で、Ｓｉに対するＲのモル比が高いものが挙げられる。このような組成のポリマー膜は有機成分が多いため、熱膨張係数が高くなり、その上に積層するデバイス層との熱膨張係数差が大きくなる。このため、製造プロセス中にデバイス層にクラックを誘発し、歩留まりが低下する。したがって、デバイス層との密着が良好な組成の最上部膜と厚膜化が容易な最下部膜と組み合わせることによって、デバイス層との密着性と絶縁性を両立させることができる。
【００１３】
最上部と最下部の層の間に、最上部と最下部の層の中間の熱膨張係数を有する第３層を挟み込んで、密着性を向上させることもできる。第３層の膜厚としては、０．２μｍ以上５．０μｍ以下が望ましい。０．２μｍより薄い場合、第３層を入れて密着性を改善する効果が見られない。５．０μｍより厚い場合、ポリマー成膜時の体積収縮によるクラックが発生し易くなる。さらに、第４層、第５層を挿入することも可能であるが、全体としての膜厚は１０μｍ以下にすることが望ましい。膜厚が１０μｍを超えると、ポリマー層からの脱ガス成分が大きくなるため、デバイス層に悪影響を及ぼす恐れがある。
【００１４】
特に、下部の無機ポリマー膜は、無機ポリマーを構成するＳｉの少なくとも一部が炭素数１以上４以下のアルキル基と結合している場合、耐熱性と厚膜の成膜が両立する。炭素数が４を超えたアルキル基の場合は、著しく耐熱性が低くなり、シリコン系の太陽電池セル形成時の２００℃程度の熱処理でも熱分解するため、２００℃未満の低温プロセスで作製可能なデバイス等に用途が限定される。アルキル基以外の有機基の場合も、耐熱性と厚膜の成膜の両立が困難である。例えば、フェニル基では耐熱が高いが剛直な構造になるため厚膜化が難しいし、エポキシ基では厚膜化は可能でも２００℃の耐熱性が得られない。炭素数１以上４以下のアルキル基がメチル基の場合は、特に４００〜６００℃以上の耐熱性があるので好ましい。メチル基／Ｓｉのモル比は０．２以上１．０以下であることが特に好ましい。この比が０．２より小さい場合は、無機ポリマー膜が硬くなるため、絶縁性を確保するだけの膜厚が得られない。この比が１．０より大きい場合は、膜が柔らかくなるため、最下部の膜を傷つけることなく上部の膜を形成することが困難になる。
【００１５】
本発明のシリカ系膜で被覆されたステンレス箔は、オルガノアルコキシシラン、テトラアルコキシシラン、トリアルコキシシランを出発原料として、加水分解して調製した複数のゾルをステンレス箔上に重ね塗りすることによって作製することができる。オルガノアルコキシシランとしては、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、プロピルトリメトキシシラン、プロピルトリエトキシシラン、イソブチルトリメトキシシラン、イソブチルトリエトキシシラン、ジメトキシジメチルシラン、ジエトキシジメチルシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、アミノプロピルトリメトキシシラン、アミノプロピルトリエトキヒシラン等が挙げられる。テトラアルコキシシランとしては、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン等が挙げられる。トリアルコキシシランとしては、トリメトキシシラン、トリエトキシシラン等が挙げられる。ゾルの調製には、出発原料として、これらの中から単独又は２種以上を選んで用いる。
【００１６】
溶質となる出発原料を均一に分散、溶解できる有機溶媒中で、加水分解を行い、ゾルを調製することができる。有機溶媒として、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール等の各種アルコール、アセトン、トルエン、キシレン等を用いることができる。加水分解後、溶媒として用いた、あるいは加水分解で生成したアルコール等を常圧あるいは減圧下で留去して塗布してもよい。作製したゾルは、必要な膜厚等に応じて有機溶媒又は水で希釈して用いてもよい。通常１回のコーティングで得られる膜厚が、０．２〜２μｍ程度になるように希釈する。
【００１７】
加水分解は、出発原料中の全アルコキシ基のモル数に対して０．５〜２倍の水を添加して行う。必要に応じて加水分解の触媒として酸を添加してもよい。酸としては、無機酸、有機酸とも使用可能である。また、Ｂ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｗ、Ｐ等のアルコキシドをＳｉのアルコキシドの加水分解触媒として用いることもできる。Ａｌ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｗの金属アルコキシドは、いずれもアルコキシシランに比べて反応性が高いため、アルコキシ基の一部をβ−ジケトン、β−ケトエステル、アルカノールアミン、アルキルアルカノールアミン、有機酸等で置換したアルコキシド誘導体を使用してもよい。調製したゾルには、ポリジメチルシロキサン等のシリコーンオイルや無機粒子を添加することができる。
【００１８】
ステンレス箔へのコーティングは、バーコート法、ロールコート法、スプレーコート法、ディップコート法、スピンコート法等で行うことができる。特に、ステンレス箔がコイル形状の場合は、オフセット方式又はグラビア方式によるロールコータで塗布することが連続処理が容易で好ましい。塗布後の乾燥は、板温が１００〜２５０℃で０．５〜３分行うことが好ましい。２層目の成膜は、最下部の膜の乾燥処理後に行うことが好ましい。２層目の塗布後の乾燥も、板温が１００〜２５０℃で０．５〜３分行うことが好ましい。３層以上重ね塗りを行う場合は、このプロセスを繰り返し行う。ステンレス箔に対して、特に前処理を行わなくても良好な密着性を示すが、必要に応じて、塗布前に前処理を行うこともできる。代表的な前処理としては、酸洗、アルカリ脱脂，クロメート等の化成処理、研削、研磨、ブラスト処理等があり、必要に応じて、これらを単独もしくは組み合わせて行うことができる。
【００１９】
ステンレス箔材としては、フェライト系ステンレス箔、マルテンサイト系ステンレス箔、オーステナイト系ステンレス箔等が挙げられる。ステンレス箔の厚さとしては１００〜１０μｍのものが挙げられる。ステンレス箔の表面は、ブライトアニール、バフ研磨等の表面処理を施してあってもよい。
【００２０】
【実施例】
本発明のシリカ系膜で被覆されたステンレス箔を、以下の実施例によって具体的に説明する。
【００２１】
（実施例１）
メチルトリエトキシシラン０．５モル、テトラメトキシシラン０．５モルを２−エトキシエタノール３モル中に分散させる。酢酸０．０８モルを触媒とし、水２モルを加えて、加水分解することにより、ゾルＡを調製した。トリエトキシシラン０．５モル、テトラメトキシシラン０．５モルを２−エトキシエタノール６モル中に分散させる。酢酸０．０２モルを触媒とし、水２モルを加えて、加水分解することにより、ゾルＢを調製した。
【００２２】
マイクログラビア方式の塗工機を用い、厚さ７０μｍ、幅１５０ｍｍ、長さ１００ｍのＳＵＳ３０４のブライトアニール処理を施したステンレス箔（表面粗さＲａ＝０．０３μｍ）に、直径２ｃｍのグラビアロールを用いて、調製したゾルＡを塗工した。グラビアロールのセル容積は１０ｃｍ３、転移率は０．３３であった。塗工後、ステンレス箔を１７０℃の乾燥炉に搬送し、１分で通過させ、巻き取りを行った。次に、最上部膜として、直径２ｃｍ、セル容積は１８ｃｍ３、転移率は０．３３のグラビアロールを用いてゾルＢを塗工した。塗工後、ステンレス箔を１７０℃の乾燥炉に搬送し、１分で通過させ、３５０℃の加熱炉で２分の熱処理を施し、巻き取りを行った。下部膜は０．８μｍ、上部膜は０．３μｍの膜厚であった。
【００２３】
被覆膜の絶縁抵抗は、電極面積１ｃｍ２の白金電極を１０個形成し、電極表面とステンレス箔裏面間に５Ｖの電圧をかけて、面積抵抗が１ＭΩ・ｃｍ２以上の個数で調べたところ、絶縁達成電極は１０個で良好であった。
【００２４】
耐熱性は、シリカ系膜で被覆されたステンレス箔を真空中４００℃３０分の熱処理を行った後に、碁盤目試験により行った。石英板上に固定したシリカ系膜で被覆されたステンレス箔にカッターで１ｍｍ×１ｍｍ×１００個の碁盤目の傷を入れ傷を入れた部分にスコッチテープを貼って剥がして、１００個の碁盤目の内で剥がれずに残っている個数をＮ（１００）としたとき、Ｎ（１００）＝１００で良好であった。
【００２５】
デバイス層との密着性は、熱膨張係数の小さいＭｏをスパッタにより成膜し、前記と同様の碁盤目試験の評価を行った。Ｎ（１００）＝９５で良好であった。
【００２６】
（実施例２）
メチルトリエトキシシラン１モルをエタノール６モル中に分散させる。酢酸０．０８モルを触媒とし、水３モルを加えて、加水分解することにより、ゾルＣを調製した。テトラメトキシシラン１モルをエタノール６モル中に分散させる。酢酸０．０２モルを触媒とし、水３モルを加えて、加水分解することにより、ゾルＤを調製した。
【００２７】
厚さ６０μｍ、１００ｍｍ角のＳＵＳ４３０のブライトアニール処理を施したステンレス箔（表面粗さＲａ＝０．０３μｍ）に、バーコータ＃１０を用いて、ゾルＣを塗布し、２００℃のオーブンで１分乾燥した。その上に、ディップコータで引上げ速度２ｍｍ／ｓｅｃでゾルＤを塗布し、２００℃のオーブンで１分乾燥した。さらに、４００℃の電気炉で窒素中３０分の熱処理を行った。下部膜は１．３μｍ、上部膜は０．５μｍの膜厚であった。
【００２８】
実施例１と同様の評価を行った。
【００２９】
被覆膜の絶縁抵抗は、絶縁達成電極は１０個で良好であった。
【００３０】
シリカ系膜で被覆されたステンレス箔を真空中４００℃３０分の熱処理を行った後の碁盤目試験の結果はＮ（１００）＝１００で、耐熱性は良好であった。
【００３１】
スパッタ成膜したＭｏの碁盤目試験の結果はＮ（１００）＝９０で良好であった。
【００３２】
（実施例３）
メチルトリメトキシシラン０．２モル、テトラメトキシシラン０．８モルを２−エトキシエタノール３モル中に分散させる。酢酸０．０８モルを触媒とし、水２モルを加えて、加水分解することによりゾルを調製し、質量平均分子量８００のポリジメチルシロキサンを０．０１モル添加し、ゾルＥを調製した。トリエトキシシラン０．２モル、テトラメトキシシラン０．８モルを２−エトキシエタノール６モル中に分散させる。酢酸０．０２モルとテトラエトキシチタン０．０２モルを触媒とし、水２モルを加えて加水分解することにより、ゾルＦを調製した。
【００３３】
厚さ１００μｍ、１００ｍｍ角のＳＵＳ４３０のバフ研磨を施したステンレス箔（表面粗さＲａ＝０．０２μｍ）に、バーコータ＃１４を用いて、ゾルＥを塗布し、２００℃のオーブンで１分乾燥した。その上に、ディップコータで引上げ速度２ｍｍ／ｓｅｃでゾルＦを塗布し、２００℃のオーブンで１分乾燥した。さらに、４００℃の電気炉で窒素中３０分の熱処理を行った。下部膜は３．０μｍ、上部膜は０．５μｍの膜厚であった。
【００３４】
被覆膜の絶縁抵抗は、絶縁達成電極は１０個で良好であった。
【００３５】
シリカ系膜で被覆されたステンレス箔を真空中４００℃３０分の熱処理を行った後の碁盤目試験の結果はＮ（１００）＝９５で、耐熱性は良好であった。
【００３６】
スパッタ成膜したＭｏの碁盤目試験の結果はＮ（１００）＝９０で良好であった。
【００３７】
（比較例１）
厚さ７０μｍ、１００ｍｍ角のＳＵＳ３０４のブライトアニール処理を施したステンレス箔（表面粗さＲａ＝０．０３μｍ）に、バーコータ＃７を用いて、実施例１で調製したゾルＡを塗布し、２００℃のオーブンで１分乾燥し、４００℃の電気炉で窒素中３０分の熱処理を行った。膜厚は１．２μｍであった。
【００３８】
被覆膜の絶縁抵抗は、絶縁達成電極は１０個で良好であった。
【００３９】
シリカ系膜で被覆されたステンレス箔を真空中４００℃３０分の熱処理を行った後の碁盤目試験の結果はＮ（１００）＝９５で、耐熱性は良好であった。
【００４０】
スパッタ成膜したＭｏは、真空チャンバーから出した直後に剥離し、デバイス層との密着性が悪いことが示唆された。
【００４１】
（比較例２）
厚さ７０μｍ、１００ｍｍ角のＳＵＳ３０４のブライトアニール処理を施したステンレス箔（表面粗さＲａ＝０．０３μｍ）に、バーコータ＃３を用いて、実施例１で調製したゾルＢを塗布し、２００℃のオーブンで１分乾燥し、４００℃の電気炉で窒素中３０分の熱処理を行った。膜厚は０．４μｍであった。
【００４２】
被覆膜の絶縁抵抗は、絶縁達成電極が１個で不良であった。
【００４３】
シリカ系膜で被覆されたステンレス箔を真空中４００℃３０分の熱処理を行った後の碁盤目試験の結果はＮ（１００）＝１００で、耐熱性は良好であった。
【００４４】
スパッタ成膜したＭｏの碁盤目試験の結果はＮ（１００）＝９０で良好であった。
【００４５】
【発明の効果】
本発明によれば、複数層のシリカ膜で被覆されたステンレス箔が得られ、太陽電池をはじめ各種電気・電子部品用に軽量で可とう性を備えた絶縁基板を提供することができる。本発明のステンレス箔は、絶縁性、耐熱性、デバイス層との密着性に優れていることから、特に、デバイス作製中に４００℃以上の高温処理プロセスが入る場合に有効である。
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数層からなるシリカ系薄膜で被覆したステンレス箔に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電気絶縁性基板材料は、ＩＣ基板、センサー基板、太陽電池基板、電極基板等に使用され、電子・電気産業に欠かせない材料である。近年、最終製品の小型化・軽量化に伴って、薄く、軽く、加工性の良い電気絶縁性基板材料が求められるようになっている。
【０００３】
例えば、可とう性のある薄膜太陽電池では、ガラス等の支持基板の上にポリイミド等の樹脂を塗布し、これを硬化させた上に、アモルファス太陽電池の各層を積層し、最後に水中に浸漬して、支持基板から樹脂と共にアモルファス太陽電池の層を剥離させることが行われている。一般的に用いられているポリイミドの場合、イミド化反応を完全に進ませた膜にすると、支持基板からの剥離が困難になる。低温で熱処理すると剥離は簡単になるが、イミド化が不充分になるため、アモルファスシリコンの形成時にアウトガスが発生して、アモルファスシリコンの膜質を劣化させたり、吸水性が高くなり、信頼性が低下したりする。このように、剥離タイプは、剥離性と信頼性が表裏一体になっており、実用上の大きな課題になっている。
【０００４】
可とう性薄膜太陽電池のもう一つのタイプとして、金属箔の上に絶縁性の高いポリイミド塗料等の有機樹脂塗料を塗布したものを使用する例がある（特開２００１−１２７３２３号公報）。しかしながら、有機樹脂は太陽電池セル形成時の２００〜３５０℃の熱処理で劣化するものが多い。ポリイミドのように耐熱性が高い有機樹脂の場合でも、熱膨張係数が無機材料に比べて大きいため、冷却時、形成した太陽電池セルにクラック等を生じさせて、発電効率を低下させる。このため、シリコン系の可とう性のある薄膜太陽電池では、耐熱性が高く、熱膨張係数が小さい絶縁材料で被覆した金属箔が望まれている。絶縁性としては、太陽電池基板等の場合ＭΩ・ｃｍ２オーダーである。
【０００５】
また、発電効率が高いことで知られる化合物半導体薄膜系の太陽電池においても、近年、大面積化、低コスト化が望まれており、ロール・トゥ・ロール方式に適したステンレス箔上にセルを形成することが検討されている（太陽光発電技術検討会資料、ｐ５〜６、平成１４年６月７日）。太陽電池のセルを集積して各ユニットセルを直列接続するには、ステンレス箔上に絶縁膜を形成し、その上に下部電極を成膜して、Ｃｕ−Ｉｎ−Ｇａ−Ｓｅ系等の半導体膜を積層することになる。ここで求められる絶縁膜の特性であるが、半導体膜の作製時には５００〜６００℃に基板温度を上げて蒸着をしたり、スパッタ後に５００〜６００℃で熱処理を行ったりする必要があるので、高耐熱性が必要である。ステンレス鋼板の上にプラズマＣＶＤによりＳｉＯ２、ＳｉＮ等のセラミックスを成膜した材料（特開平６−３０６６１１号公報）や、ステンレス箔の上にＴｉＮ、ＴｉＣ、ＴｉＯｘ等のセラミックスをイオンプレーティングで成膜した材料（特開平６−３２２５１６号公報）が開示されている。しかし、絶縁膜がセラミックス膜、即ち無機材料である場合、耐熱性は優れているが可とう性が十分でないため、可とう性を有する基材の上に成膜した場合、基材上のセラミックス膜にクラックが発生し易く、これが原因で絶縁性が保持されない等の問題が生じると共に、クラックの発生部位に生じる応力が原因で、膜がステンレス箔から剥離することさえあった。また、ゾルゲル法等の成膜方法では、厚膜化に伴うクラックの発生のため、太陽電池基板に要求されるＭΩ・ｃｍ２の絶縁性を確保するのに必要な膜厚が得られないことも多い。一方、ポリイミド等の有機樹脂系の絶縁膜では耐熱性が全く足りない。さらに、化合物半導体系の太陽電池では、下部電極として通常Ｍｏ金属が用いられているが、Ｍｏは熱膨張係数の大きい有機系材料との密着性が極めて悪いという問題があった。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００１−１２７３２３号公報
【特許文献２】
特開平６−３０６６１１号公報
【特許文献３】
特開平６−３２２５１６号公報
【非特許文献１】
太陽光発電技術検討会資料、ｐ５〜６、平１４．６．７
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、耐熱性、１ＭΩ・ｃｍ２オーダーの絶縁性、デバイス層との密着性を兼ね備えさせるために、複数のシリカ系膜で被覆されたステンレス箔を提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、以下のような手段を用いる。
（１） シロキサン結合を主体とする複数の無機ポリマー膜で被覆されたステンレス箔であって、前記各無機ポリマー膜を構成するＳｉの少なくとも一部が有機基又は水素の一方又は双方と化学結合しており、前記無機ポリマー膜の隣接した膜の組成が異なることを特徴とするシリカ系膜で被覆されたステンレス箔。
（２） 前記複数の無機ポリマー膜の内、最上部の無機ポリマー膜がＳｉＯ２を主体とする膜である（１）記載のシリカ系膜で被覆されたステンレス箔。
（３） 前記最上部の無機ポリマー膜がＳｉＯ２膜である（２）記載のシリカ系膜で被覆されたステンレス箔。
（４） 前記最上部の無機ポリマー膜を構成するＳｉの少なくとも一部が水素と結合している（２）記載のシリカ系膜で被覆されたステンレス箔。
（５） 前記最上部の無機ポリマー膜のＨ／Ｓｉのモル比が１．０以下である（４）記載のシリカ系膜で被覆されたステンレス箔。
（６） 前記複数の無機ポリマー膜の内、最下部の無機ポリマー膜を構成するＳｉの少なくとも一部が炭素数１〜４のアルキル基と結合している（１）記載のシリカ系膜で被覆されたステンレス箔。
（７） 前記アルキル基がメチル基である（６）記載のシリカ系膜で被覆されたステンレス箔。
（８） 前記最下部の無機ポリマー膜のメチル基／Ｓｉのモル比が０．２以上１．０以下である（７）記載のシリカ系膜で被覆されたステンレス箔。
【０００９】
【発明の実施の形態】
無機ポリマーは、Ｍ（金属又は半金属）−Ｏ（酸素）−Ｍの無機結合で主骨格が構成されているポリマーである。特に、ＭがＳｉの場合は、シロキサン結合と呼ばれる。すべてのＭがＳｉであって、そのＳｉが４配位のＳｉＯ４の４面体ユニットを構成している場合、無機ポリマーはＳｉＯ２ガラスになる。Ｓｉは、Ｃと同様に、Ｓｉ−ＣＨ３、Ｓｉ−Ｃ６Ｈ５、Ｓｉ−Ｈのように、Ｓｉが直接、有機基やＨ（水素）と化学結合することができる。Ｓｉの４つの結合手の内、１個だけＳｉ−Ｒ（Ｒは有機基又はＨ）結合を形成し、残りの３個はＳｉ−ＯであるＳｉでシロキサン結合が形成された場合は、シルセスキオキサンと呼ばれる無機ポリマーとなる。Ｓｉの４つの結合手の内、２個がＳｉ−Ｒ結合を形成し、残りの２個がＳｉ−Ｏである場合は、シリコーンオイル等に見られる直鎖状のポリマーとなる。本発明においては、無機ポリマーの一部又は全てが、前述のようなＳｉの４つの結合手の内、１個又は２個がＳｉ−Ｒ結合が形成されているＳｉであることができる。シロキサン結合以外のＭ−Ｏ結合を含んでもよく、ＭとしてＢ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｗ、Ｐ等が挙げられる。Ｓｉ−Ｏ結合とＭ−Ｏ結合の和に対するＭ−Ｏ結合の割合は、１０％以内であることが望ましい。Ｂ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｗ、Ｐ等のＳｉ以外の成分は、Ｓｉ−Ｏ結合の生成を促進する効果がある。しかしながら、１０％を超えた場合、Ｍそのものの水酸化物、酸化物の微粒子の凝集体ができてしまう恐れがある。無機ポリマーの組成は、目的によって任意に選んで組み合わせることができる。
【００１０】
太陽電池等の基板として使われる場合は、絶縁性とデバイス層との密着性が要求される。最上部の無機ポリマー膜は、その上に積層するデバイス層との密着性に優れる組成を選ぶことが好ましい。このためには、最上部の無機ポリマー膜とデバイス層の熱膨張係数を近くすることが重要である。一般に、デバイス層は、無機系の半導体組成であるので、無機ポリマー膜に含まれる有機基をできるだけ減らしてＳｉＯ２に近づけること、又は、Ｓｉと化学結合する成分として水素を選択することが好ましい。このような組成にした最上部の無機ポリマー層は、熱膨張係数は小さくなるが、硬く、ポリマー硬化時にクラックを発生しやすいため、０．５μｍより薄い膜厚しか得られない。一般に、ステンレス箔は、平均的な表面粗さが０．１μｍ以下であっても、母材の介在物に起因する局所的に激しい凹凸を有するので、０．５μｍより薄い場合は、局所的な凸部が被覆されず、絶縁性が確保できない。したがって、無機ポリマー膜に含まれる有機基をできるだけ減らして、ＳｉＯ２に近づけた膜やＳｉＯ２膜そのもの、又は、Ｓｉと化学結合する成分としてＨを選択した膜の一層だけでは、十分な絶縁性が得られない。
【００１１】
最上部の無機ポリマーが、無機ポリマーを構成するＳｉの一部又は全てがＨと結合している場合、Ｓｉに対するＨのモル比は１．０以下であることが望ましい。この比が１．０より大きい場合は、最上部の膜が柔らかく、疵等の欠陥が入りやすくなるため、好ましくない。この比が０の場合は、ＳｉＯ２膜そのものとなる。
【００１２】
最下部の無機ポリマー膜は、絶縁性確保のために厚膜化が容易な組成を選ぶことが効果的である。好ましい膜厚範囲は、０．５μｍ以上５μｍ以下である。０．５μｍより薄い場合は、前述したように基板の局所的な凸部が被覆されず、絶縁が確保できない。また、５μｍより厚くすると、ポリマー硬化時の体積収縮が大きくなるため、無機ポリマー膜にクラックが発生し易くなる。厚膜化が容易な組成とは、例えば，Ｓｉに化学結合しているＲが嵩高いアルキル基で、Ｓｉに対するＲのモル比が高いものが挙げられる。このような組成のポリマー膜は有機成分が多いため、熱膨張係数が高くなり、その上に積層するデバイス層との熱膨張係数差が大きくなる。このため、製造プロセス中にデバイス層にクラックを誘発し、歩留まりが低下する。したがって、デバイス層との密着が良好な組成の最上部膜と厚膜化が容易な最下部膜と組み合わせることによって、デバイス層との密着性と絶縁性を両立させることができる。
【００１３】
最上部と最下部の層の間に、最上部と最下部の層の中間の熱膨張係数を有する第３層を挟み込んで、密着性を向上させることもできる。第３層の膜厚としては、０．２μｍ以上５．０μｍ以下が望ましい。０．２μｍより薄い場合、第３層を入れて密着性を改善する効果が見られない。５．０μｍより厚い場合、ポリマー成膜時の体積収縮によるクラックが発生し易くなる。さらに、第４層、第５層を挿入することも可能であるが、全体としての膜厚は１０μｍ以下にすることが望ましい。膜厚が１０μｍを超えると、ポリマー層からの脱ガス成分が大きくなるため、デバイス層に悪影響を及ぼす恐れがある。
【００１４】
特に、下部の無機ポリマー膜は、無機ポリマーを構成するＳｉの少なくとも一部が炭素数１以上４以下のアルキル基と結合している場合、耐熱性と厚膜の成膜が両立する。炭素数が４を超えたアルキル基の場合は、著しく耐熱性が低くなり、シリコン系の太陽電池セル形成時の２００℃程度の熱処理でも熱分解するため、２００℃未満の低温プロセスで作製可能なデバイス等に用途が限定される。アルキル基以外の有機基の場合も、耐熱性と厚膜の成膜の両立が困難である。例えば、フェニル基では耐熱が高いが剛直な構造になるため厚膜化が難しいし、エポキシ基では厚膜化は可能でも２００℃の耐熱性が得られない。炭素数１以上４以下のアルキル基がメチル基の場合は、特に４００〜６００℃以上の耐熱性があるので好ましい。メチル基／Ｓｉのモル比は０．２以上１．０以下であることが特に好ましい。この比が０．２より小さい場合は、無機ポリマー膜が硬くなるため、絶縁性を確保するだけの膜厚が得られない。この比が１．０より大きい場合は、膜が柔らかくなるため、最下部の膜を傷つけることなく上部の膜を形成することが困難になる。
【００１５】
本発明のシリカ系膜で被覆されたステンレス箔は、オルガノアルコキシシラン、テトラアルコキシシラン、トリアルコキシシランを出発原料として、加水分解して調製した複数のゾルをステンレス箔上に重ね塗りすることによって作製することができる。オルガノアルコキシシランとしては、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、プロピルトリメトキシシラン、プロピルトリエトキシシラン、イソブチルトリメトキシシラン、イソブチルトリエトキシシラン、ジメトキシジメチルシラン、ジエトキシジメチルシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、アミノプロピルトリメトキシシラン、アミノプロピルトリエトキヒシラン等が挙げられる。テトラアルコキシシランとしては、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン等が挙げられる。トリアルコキシシランとしては、トリメトキシシラン、トリエトキシシラン等が挙げられる。ゾルの調製には、出発原料として、これらの中から単独又は２種以上を選んで用いる。
【００１６】
溶質となる出発原料を均一に分散、溶解できる有機溶媒中で、加水分解を行い、ゾルを調製することができる。有機溶媒として、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール等の各種アルコール、アセトン、トルエン、キシレン等を用いることができる。加水分解後、溶媒として用いた、あるいは加水分解で生成したアルコール等を常圧あるいは減圧下で留去して塗布してもよい。作製したゾルは、必要な膜厚等に応じて有機溶媒又は水で希釈して用いてもよい。通常１回のコーティングで得られる膜厚が、０．２〜２μｍ程度になるように希釈する。
【００１７】
加水分解は、出発原料中の全アルコキシ基のモル数に対して０．５〜２倍の水を添加して行う。必要に応じて加水分解の触媒として酸を添加してもよい。酸としては、無機酸、有機酸とも使用可能である。また、Ｂ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｗ、Ｐ等のアルコキシドをＳｉのアルコキシドの加水分解触媒として用いることもできる。Ａｌ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｗの金属アルコキシドは、いずれもアルコキシシランに比べて反応性が高いため、アルコキシ基の一部をβ−ジケトン、β−ケトエステル、アルカノールアミン、アルキルアルカノールアミン、有機酸等で置換したアルコキシド誘導体を使用してもよい。調製したゾルには、ポリジメチルシロキサン等のシリコーンオイルや無機粒子を添加することができる。
【００１８】
ステンレス箔へのコーティングは、バーコート法、ロールコート法、スプレーコート法、ディップコート法、スピンコート法等で行うことができる。特に、ステンレス箔がコイル形状の場合は、オフセット方式又はグラビア方式によるロールコータで塗布することが連続処理が容易で好ましい。塗布後の乾燥は、板温が１００〜２５０℃で０．５〜３分行うことが好ましい。２層目の成膜は、最下部の膜の乾燥処理後に行うことが好ましい。２層目の塗布後の乾燥も、板温が１００〜２５０℃で０．５〜３分行うことが好ましい。３層以上重ね塗りを行う場合は、このプロセスを繰り返し行う。ステンレス箔に対して、特に前処理を行わなくても良好な密着性を示すが、必要に応じて、塗布前に前処理を行うこともできる。代表的な前処理としては、酸洗、アルカリ脱脂，クロメート等の化成処理、研削、研磨、ブラスト処理等があり、必要に応じて、これらを単独もしくは組み合わせて行うことができる。
【００１９】
ステンレス箔材としては、フェライト系ステンレス箔、マルテンサイト系ステンレス箔、オーステナイト系ステンレス箔等が挙げられる。ステンレス箔の厚さとしては１００〜１０μｍのものが挙げられる。ステンレス箔の表面は、ブライトアニール、バフ研磨等の表面処理を施してあってもよい。
【００２０】
【実施例】
本発明のシリカ系膜で被覆されたステンレス箔を、以下の実施例によって具体的に説明する。
【００２１】
（実施例１）
メチルトリエトキシシラン０．５モル、テトラメトキシシラン０．５モルを２−エトキシエタノール３モル中に分散させる。酢酸０．０８モルを触媒とし、水２モルを加えて、加水分解することにより、ゾルＡを調製した。トリエトキシシラン０．５モル、テトラメトキシシラン０．５モルを２−エトキシエタノール６モル中に分散させる。酢酸０．０２モルを触媒とし、水２モルを加えて、加水分解することにより、ゾルＢを調製した。
【００２２】
マイクログラビア方式の塗工機を用い、厚さ７０μｍ、幅１５０ｍｍ、長さ１００ｍのＳＵＳ３０４のブライトアニール処理を施したステンレス箔（表面粗さＲａ＝０．０３μｍ）に、直径２ｃｍのグラビアロールを用いて、調製したゾルＡを塗工した。グラビアロールのセル容積は１０ｃｍ３、転移率は０．３３であった。塗工後、ステンレス箔を１７０℃の乾燥炉に搬送し、１分で通過させ、巻き取りを行った。次に、最上部膜として、直径２ｃｍ、セル容積は１８ｃｍ３、転移率は０．３３のグラビアロールを用いてゾルＢを塗工した。塗工後、ステンレス箔を１７０℃の乾燥炉に搬送し、１分で通過させ、３５０℃の加熱炉で２分の熱処理を施し、巻き取りを行った。下部膜は０．８μｍ、上部膜は０．３μｍの膜厚であった。
【００２３】
被覆膜の絶縁抵抗は、電極面積１ｃｍ２の白金電極を１０個形成し、電極表面とステンレス箔裏面間に５Ｖの電圧をかけて、面積抵抗が１ＭΩ・ｃｍ２以上の個数で調べたところ、絶縁達成電極は１０個で良好であった。
【００２４】
耐熱性は、シリカ系膜で被覆されたステンレス箔を真空中４００℃３０分の熱処理を行った後に、碁盤目試験により行った。石英板上に固定したシリカ系膜で被覆されたステンレス箔にカッターで１ｍｍ×１ｍｍ×１００個の碁盤目の傷を入れ傷を入れた部分にスコッチテープを貼って剥がして、１００個の碁盤目の内で剥がれずに残っている個数をＮ（１００）としたとき、Ｎ（１００）＝１００で良好であった。
【００２５】
デバイス層との密着性は、熱膨張係数の小さいＭｏをスパッタにより成膜し、前記と同様の碁盤目試験の評価を行った。Ｎ（１００）＝９５で良好であった。
【００２６】
（実施例２）
メチルトリエトキシシラン１モルをエタノール６モル中に分散させる。酢酸０．０８モルを触媒とし、水３モルを加えて、加水分解することにより、ゾルＣを調製した。テトラメトキシシラン１モルをエタノール６モル中に分散させる。酢酸０．０２モルを触媒とし、水３モルを加えて、加水分解することにより、ゾルＤを調製した。
【００２７】
厚さ６０μｍ、１００ｍｍ角のＳＵＳ４３０のブライトアニール処理を施したステンレス箔（表面粗さＲａ＝０．０３μｍ）に、バーコータ＃１０を用いて、ゾルＣを塗布し、２００℃のオーブンで１分乾燥した。その上に、ディップコータで引上げ速度２ｍｍ／ｓｅｃでゾルＤを塗布し、２００℃のオーブンで１分乾燥した。さらに、４００℃の電気炉で窒素中３０分の熱処理を行った。下部膜は１．３μｍ、上部膜は０．５μｍの膜厚であった。
【００２８】
実施例１と同様の評価を行った。
【００２９】
被覆膜の絶縁抵抗は、絶縁達成電極は１０個で良好であった。
【００３０】
シリカ系膜で被覆されたステンレス箔を真空中４００℃３０分の熱処理を行った後の碁盤目試験の結果はＮ（１００）＝１００で、耐熱性は良好であった。
【００３１】
スパッタ成膜したＭｏの碁盤目試験の結果はＮ（１００）＝９０で良好であった。
【００３２】
（実施例３）
メチルトリメトキシシラン０．２モル、テトラメトキシシラン０．８モルを２−エトキシエタノール３モル中に分散させる。酢酸０．０８モルを触媒とし、水２モルを加えて、加水分解することによりゾルを調製し、質量平均分子量８００のポリジメチルシロキサンを０．０１モル添加し、ゾルＥを調製した。トリエトキシシラン０．２モル、テトラメトキシシラン０．８モルを２−エトキシエタノール６モル中に分散させる。酢酸０．０２モルとテトラエトキシチタン０．０２モルを触媒とし、水２モルを加えて加水分解することにより、ゾルＦを調製した。
【００３３】
厚さ１００μｍ、１００ｍｍ角のＳＵＳ４３０のバフ研磨を施したステンレス箔（表面粗さＲａ＝０．０２μｍ）に、バーコータ＃１４を用いて、ゾルＥを塗布し、２００℃のオーブンで１分乾燥した。その上に、ディップコータで引上げ速度２ｍｍ／ｓｅｃでゾルＦを塗布し、２００℃のオーブンで１分乾燥した。さらに、４００℃の電気炉で窒素中３０分の熱処理を行った。下部膜は３．０μｍ、上部膜は０．５μｍの膜厚であった。
【００３４】
被覆膜の絶縁抵抗は、絶縁達成電極は１０個で良好であった。
【００３５】
シリカ系膜で被覆されたステンレス箔を真空中４００℃３０分の熱処理を行った後の碁盤目試験の結果はＮ（１００）＝９５で、耐熱性は良好であった。
【００３６】
スパッタ成膜したＭｏの碁盤目試験の結果はＮ（１００）＝９０で良好であった。
【００３７】
（比較例１）
厚さ７０μｍ、１００ｍｍ角のＳＵＳ３０４のブライトアニール処理を施したステンレス箔（表面粗さＲａ＝０．０３μｍ）に、バーコータ＃７を用いて、実施例１で調製したゾルＡを塗布し、２００℃のオーブンで１分乾燥し、４００℃の電気炉で窒素中３０分の熱処理を行った。膜厚は１．２μｍであった。
【００３８】
被覆膜の絶縁抵抗は、絶縁達成電極は１０個で良好であった。
【００３９】
シリカ系膜で被覆されたステンレス箔を真空中４００℃３０分の熱処理を行った後の碁盤目試験の結果はＮ（１００）＝９５で、耐熱性は良好であった。
【００４０】
スパッタ成膜したＭｏは、真空チャンバーから出した直後に剥離し、デバイス層との密着性が悪いことが示唆された。
【００４１】
（比較例２）
厚さ７０μｍ、１００ｍｍ角のＳＵＳ３０４のブライトアニール処理を施したステンレス箔（表面粗さＲａ＝０．０３μｍ）に、バーコータ＃３を用いて、実施例１で調製したゾルＢを塗布し、２００℃のオーブンで１分乾燥し、４００℃の電気炉で窒素中３０分の熱処理を行った。膜厚は０．４μｍであった。
【００４２】
被覆膜の絶縁抵抗は、絶縁達成電極が１個で不良であった。
【００４３】
シリカ系膜で被覆されたステンレス箔を真空中４００℃３０分の熱処理を行った後の碁盤目試験の結果はＮ（１００）＝１００で、耐熱性は良好であった。
【００４４】
スパッタ成膜したＭｏの碁盤目試験の結果はＮ（１００）＝９０で良好であった。
【００４５】
【発明の効果】
本発明によれば、複数層のシリカ膜で被覆されたステンレス箔が得られ、太陽電池をはじめ各種電気・電子部品用に軽量で可とう性を備えた絶縁基板を提供することができる。本発明のステンレス箔は、絶縁性、耐熱性、デバイス層との密着性に優れていることから、特に、デバイス作製中に４００℃以上の高温処理プロセスが入る場合に有効である。
Claims (8)
- シロキサン結合を主体とする複数の無機ポリマー膜で被覆されたステンレス箔であって、前記各無機ポリマー膜を構成するＳｉの少なくとも一部が有機基又は水素の一方又は双方と化学結合しており、前記無機ポリマー膜の隣接した膜の組成が異なることを特徴とするシリカ系膜で被覆されたステンレス箔。
- 前記複数の無機ポリマー膜の内、最上部の無機ポリマー膜がＳｉＯ２を主体とする膜である請求項１記載のシリカ系膜で被覆されたステンレス箔。
- 前記最上部の無機ポリマー膜がＳｉＯ２膜である請求項２記載のシリカ系膜で被覆されたステンレス箔。
- 前記最上部の無機ポリマー膜を構成するＳｉの少なくとも一部が水素と結合している請求項２記載のシリカ系膜で被覆されたステンレス箔。
- 前記最上部の無機ポリマー膜のＨ／Ｓｉのモル比が１．０以下である請求項４記載のシリカ系膜で被覆されたステンレス箔。
- 前記複数の無機ポリマー膜の内、最下部の無機ポリマー膜を構成するＳｉの少なくとも一部が炭素数１〜４のアルキル基と結合している請求項１記載のシリカ系膜で被覆されたステンレス箔。
- 前記アルキル基がメチル基である請求項６記載のシリカ系膜で被覆されたステンレス箔。
- 前記最下部の無機ポリマー膜のメチル基／Ｓｉのモル比が０．２以上１．０以下である請求項７記載のシリカ系膜で被覆されたステンレス箔。
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