用于絲網(wǎng)印刷的設(shè)備和方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于絲網(wǎng)印刷的設(shè)備和方法。具體而言，本發(fā)明涉及用于通過(guò)絲網(wǎng)印刷在襯底上沉積圖案化層的設(shè)備和方法。該設(shè)備包括：襯底支撐，其上支撐襯底；絲網(wǎng)，其布置在襯底支撐上方，并在絲網(wǎng)與襯底支撐之間具有空間；印刷刮條，其用于將壓力施加到絲網(wǎng)上，使得印刷材料擴(kuò)散到絲網(wǎng)上并轉(zhuǎn)印到襯底上，以形成圖案化層；以及氣體吹送器，其包括氣體源和與氣體源連接的出口部分。在絲網(wǎng)印刷的工藝處理期間，氣體吹送器朝向絲網(wǎng)與襯底支撐之間的空間吹送氣體，從而在該空間內(nèi)造成氣流，由此提高圖案的精確性而不會(huì)顯著增加工藝的成本和復(fù)雜度。
【專利說(shuō)明】用于絲網(wǎng)印刷的設(shè)備和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明的實(shí)施例一般地涉及用于通過(guò)絲網(wǎng)印刷在襯底上沉積圖案化層的設(shè)備和方法。
【背景技術(shù)】
[0002]已知一種用于在襯底(具體而言但不限于是用于光伏(PV)電池的晶片)上得到諸如導(dǎo)電跡線之類的圖案化層的技術(shù)是絲網(wǎng)印刷，其使用諸如漿料之類的合適印刷材料以及根據(jù)要沉積的期望圖案而被適當(dāng)刻畫的合適絲網(wǎng)來(lái)進(jìn)行。絲網(wǎng)印刷使用一個(gè)或多個(gè)刀或刷(其也被稱為印刷刮條)，來(lái)將壓力施加到絲網(wǎng)上，使得漿料擴(kuò)散到絲網(wǎng)上并被轉(zhuǎn)印到襯底上。
[0003]在過(guò)去十年間，PV市場(chǎng)經(jīng)歷了年成長(zhǎng)率超過(guò)30%的成長(zhǎng)。高市場(chǎng)成長(zhǎng)率與實(shí)質(zhì)上降低太陽(yáng)電力成本的需求帶來(lái)了對(duì)價(jià)廉地形成高質(zhì)量太陽(yáng)能電池的多方面嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。因此，一個(gè)主要挑戰(zhàn)是提高在用于PV電池的晶片上圖案化層的制造精度。
[0004]因此，存在對(duì)于能夠得到精確的圖案而不會(huì)顯著增加工藝的成本和復(fù)雜度的、用于通過(guò)絲網(wǎng)印刷在襯底上沉積圖案化層的設(shè)備和方法的需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，提供了一種用于通過(guò)絲網(wǎng)印刷在襯底上沉積圖案化層的設(shè)備，包括:襯底支撐，其上支撐所述襯底；絲網(wǎng)，其布置在所述襯底支撐上方，并在所述絲網(wǎng)與所述襯底支撐之間具有空間；印刷刮條，其用于將壓力施加到所述絲網(wǎng)上，使得印刷材料擴(kuò)散到所述絲網(wǎng)上并轉(zhuǎn)印到所述襯底上，以形成所述圖案化層；以及氣體吹送器，其包括氣體源和與所述氣體源連接的出口部分，所述氣體吹送器用于朝向所述絲網(wǎng)與所述襯底支撐之間的所述空間吹送氣體，從而在所述空間內(nèi)造成氣流。
[0006]在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，提供了一種用于通過(guò)絲網(wǎng)印刷在襯底上沉積圖案化層的方法，包括以下步驟:將襯底布置在襯底支撐上，絲網(wǎng)布置在所述襯底支撐上方，并且在所述絲網(wǎng)與所述襯底支撐之間具有空間；通過(guò)經(jīng)由印刷刮條將壓力施加到所述絲網(wǎng)，使得印刷材料擴(kuò)散到所述絲網(wǎng)上并轉(zhuǎn)印到所述襯底上，來(lái)形成所述圖案化層；朝向所述絲網(wǎng)與所述襯底支撐之間的空間吹送氣體，以在所述空間中造成氣流；并且從所述襯底支撐取出經(jīng)過(guò)處理得到的所述襯底。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0007]參照附圖，根據(jù)下文對(duì)實(shí)施例的詳細(xì)說(shuō)明，本發(fā)明將變得更加清楚。在附圖中，
[0008]圖1是根據(jù)本發(fā)明的絲網(wǎng)印刷設(shè)備的示意性正視圖；
[0009]圖2是如圖1所示的絲網(wǎng)印刷設(shè)備的示意性俯視圖；
[0010]圖3示出了根據(jù)本發(fā)明用作氣體吹送器的出口部分的分配單元的示例；
[0011]圖4是根據(jù)本發(fā)明的絲網(wǎng)印刷方法的流程圖；并且[0012]圖5示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的對(duì)比示例處理得到的襯底的一部分的顯微圖像以及根據(jù)本發(fā)明的示例處理得到的襯底的一部分的顯微圖像。
【具體實(shí)施方式】
[0013]將在下文參照附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的示例性實(shí)施例，在附圖中，相同的附圖標(biāo)記用于表示相同或相似的部件。
[0014]圖1是根據(jù)本發(fā)明的絲網(wǎng)印刷設(shè)備100的示意性正視圖，圖2是如圖1所示的絲網(wǎng)印刷設(shè)備100的示意性俯視圖。絲網(wǎng)印刷設(shè)備100適于使用印刷材料(例如，漿料)通過(guò)絲網(wǎng)印刷在襯底上沉積圖案化層。如圖1和圖2所示，絲網(wǎng)印刷設(shè)備100包括襯底支撐101、絲網(wǎng)102、印刷刮條103和氣體吹送器104。襯底支撐101被構(gòu)造為用其支撐表面IOla來(lái)支撐要被沉積的襯底110。絲網(wǎng)102根據(jù)期望要沉積的圖案而被適當(dāng)?shù)乜坍?，并被布置在襯底支撐101上方，并且，在絲網(wǎng)102與襯底支撐101之間具有空間120。在一個(gè)實(shí)施例中，空間120具有3-5mm的高度。印刷刮條103布置在絲網(wǎng)102以上，并被構(gòu)造為在絲網(wǎng)印刷期間向絲網(wǎng)施加壓力并沿著絲網(wǎng)移動(dòng)，使得印刷材料被擴(kuò)散到絲網(wǎng)上并被轉(zhuǎn)印到襯底上。
[0015]氣體吹送器104被構(gòu)造為將氣體朝向空間120吹送，以造成空間120中的氣流。氣體吹送器104包括氣體源131和連接到氣體源131的出口部分132。在一個(gè)實(shí)施例中，氣體源131利用流體管線連接到出口部分132。在另一實(shí)施例中，氣體源131與出口部分132一體化。
[0016]氣體源131適于將氣體供應(yīng)到出口部分132。在一個(gè)實(shí)施例中，由氣體源131供應(yīng)的氣體從以下氣體組成的群組中選擇:空氣，氮?dú)?，惰性氣體(例如氬氣)，以及對(duì)于絲網(wǎng)、要被沉積的襯底和印刷材料基本不活潑的其他氣體。在另一實(shí)施例中，由氣體源131供應(yīng)的氣體是空氣或壓縮空氣。在一個(gè)實(shí)施例中，氣體源131是填充有壓縮空氣的壓縮空氣罐。在另一實(shí)施例中，氣體源131是空氣壓縮機(jī)。在又一實(shí)施例中，氣體源131是風(fēng)扇。
[0017]出口部分132適于在絲網(wǎng)印刷期間將氣體朝向空間120分配，以在空間120中造成沿著絲網(wǎng)的氣流。該氣流沿著絲網(wǎng)流經(jīng)基本整個(gè)印刷區(qū)域。此外，出口部分吹送氣體的方向不受具體限制。在一個(gè)實(shí)施例中，出口部分沿著與絲網(wǎng)基本平行的方向吹送氣體。在另一實(shí)施例中，出口部分沿著與絲網(wǎng)形成的角度不大于45度的方向吹送氣體。在又一實(shí)施例中，出口部分被構(gòu)造為使得出口部分吹送氣體的方向是可調(diào)節(jié)的。
[0018]在出口部分132能夠造成空間120中的合適氣流而不會(huì)干擾絲網(wǎng)印刷的前提下，出口部分132的位置可以進(jìn)行改變且不受限制。在一個(gè)實(shí)施例中，出口部分132在與支撐表面IOla垂直的方向上布置在襯底110與絲網(wǎng)102之間，并在與支撐表面IOla平行的方向上與襯底110和絲網(wǎng)102間隔開(kāi)。出口部分132被布置在襯底110和絲網(wǎng)102的一側(cè)。在另一實(shí)施例中，出口部分132被構(gòu)造并布置為部分地圍繞襯底110和絲網(wǎng)102。
[0019]在出口部分132能夠造成空間120中的合適氣流的前提下，出口部分132的形狀和結(jié)構(gòu)可以改變且不受限制。例如，在另一實(shí)施例中，出口部分132包括沿著襯底支撐101的至少一側(cè)布置的多個(gè)噴嘴。在一些實(shí)施例中，出口部分132米用具有至少一個(gè)開(kāi)口的分配單元的形式。圖3示出了分配單元的示例。在如圖3的(a)所示的實(shí)施例中，分配單元301是具有多個(gè)開(kāi)口 310的直線狀管道301。如圖3的(b)所示，開(kāi)口 320可以是縫隙或長(zhǎng)圓形狀。如圖3的(c)所示，分配單元303可以包括單個(gè)長(zhǎng)縫隙。如圖3的(d)所示，分配單元304是分配板，分配板具有分布在板上的至少一個(gè)開(kāi)口 340。開(kāi)口的數(shù)量、形狀和分布不受具體限制。此外，分配單元可以是除了直線狀或板狀之外的形狀，例如弧形、曲面形狀、不規(guī)則形狀等等。
[0020]圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的絲網(wǎng)印刷方法400的流程圖。方法400以步驟S401開(kāi)始，即，開(kāi)始朝向絲網(wǎng)印刷設(shè)備的襯底支撐和絲網(wǎng)之間的空間吹送氣體。在一個(gè)實(shí)施例中，吹送氣體的步驟通過(guò)吹送壓縮空氣來(lái)執(zhí)行。該方法接著進(jìn)行到步驟S402和步驟S403，在步驟S402，將襯底布置在襯底支撐上，在步驟S403，通過(guò)借助于印刷刮條將壓力施加到絲網(wǎng)上使得印刷材料擴(kuò)散到絲網(wǎng)上并轉(zhuǎn)印到襯底上，來(lái)沉積圖案化層。在步驟S403完成之后，方法進(jìn)行到步驟S404，以從襯底支撐取出襯底。如果還有其他襯底要進(jìn)行沉積，則重復(fù)步驟S402至S404。最終，方法進(jìn)行到步驟S405，停止吹送空氣，并且處理結(jié)束。
[0021]在方法400中，吹送氣體的步驟S401在執(zhí)行絲網(wǎng)印刷的整個(gè)過(guò)程中持續(xù)。但是，在另一實(shí)施例中，吹送氣體的步驟可以是間歇的。吹送氣體的時(shí)段包括從圖案化層已被轉(zhuǎn)印到襯底上的時(shí)刻到取出已沉積的襯底的步驟開(kāi)始時(shí)的時(shí)刻所構(gòu)成的時(shí)段的至少一部分。
[0022]此外，在又一實(shí)施例中，步驟S401可以在對(duì)首個(gè)被處理的襯底的步驟S401之后或者對(duì)首個(gè)被處理的襯底的步驟S403之后開(kāi)始。
[0023]圖5示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的對(duì)比示例處理得到的襯底的一部分的顯微圖像以及根據(jù)本發(fā)明的示例處理得到的襯底的一部分的顯微圖像。在對(duì)比示例中，除了不包含吹送氣體的步驟之外，其他處理?xiàng)l件與本發(fā)明的示例相同。圖5中的部分(a)示出了根據(jù)對(duì)比示例處理的襯底上的印刷跡線的一部分的圖像?？梢杂^察到跡線變寬的現(xiàn)象，即印刷材料以從跡線的實(shí)體部分延伸的水印狀的方式擴(kuò)散?？傐E線寬度可以加寬到絲網(wǎng)的開(kāi)口寬度的
2.5至3倍。圖5中的部分(b)示出了根據(jù)本發(fā)明的示例處理的襯底上的印刷跡線的一部分的圖像，其跡線加寬被顯著減小到不超過(guò)絲網(wǎng)的開(kāi)口寬度的10%。
[0024]雖然以上已經(jīng)參照附圖詳細(xì)說(shuō)明了本發(fā)明的實(shí)施例，但是應(yīng)該注意以上說(shuō)明僅是解釋性的而非限制性的。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以在由所附權(quán)利要求而非上述具體實(shí)施例限定的本發(fā)明的范圍內(nèi)進(jìn)行各種修改和替換。
【權(quán)利要求】
1.一種用于通過(guò)絲網(wǎng)印刷在襯底上沉積圖案化層的設(shè)備，包括: 襯底支撐，其上支撐所述襯底； 絲網(wǎng)，其布置在所述襯底支撐上方，并在所述絲網(wǎng)與所述襯底支撐之間具有空間； 印刷刮條，其用于將壓力施加到所述絲網(wǎng)上，使得印刷材料擴(kuò)散到所述絲網(wǎng)上并轉(zhuǎn)印到所述襯底上，以形成所述圖案化層；以及 氣體吹送器，其包括氣體源和與所述氣體源連接的出口部分，所述氣體吹送器用于朝向所述絲網(wǎng)與所述襯底支撐之間的所述空間吹送氣體，從而在所述空間內(nèi)造成氣流。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中， 所述出口部分在與所述襯底支撐的用于支撐所述襯底的支撐表面垂直的方向上布置在所述絲網(wǎng)與所述襯底支撐之間，并在與所述支撐表面平行的方向上與所述襯底支撐和所述絲網(wǎng)間隔開(kāi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的設(shè)備，其中， 所述出口部分是具有至少一個(gè)開(kāi)口的分配單元。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的設(shè)備，其中， 所述出口部分包括至少一個(gè)噴嘴。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中， 從所述氣體源供應(yīng)的氣體從由以下氣體組成的群組中選擇:空氣，氮?dú)?，惰性氣體，以及對(duì)于所述絲網(wǎng)、所述襯底和所述印刷材料基本不活潑的其他氣體。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中， 從所述氣體源供應(yīng)的氣體是壓縮空氣。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中， 所述氣體源從由壓縮空氣罐、空氣壓縮機(jī)和風(fēng)扇組成的群組中選擇。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中， 所述出口部分沿著與所述絲網(wǎng)基本平行的方向吹送氣體。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中， 所述出口部分沿著與所述絲網(wǎng)形成的角度不大于45度的方向吹送氣體。
10.一種用于通過(guò)絲網(wǎng)印刷在襯底上沉積圖案化層的方法，包括以下步驟: 將襯底布置在襯底支撐上，絲網(wǎng)布置在所述襯底支撐上方，并且在所述絲網(wǎng)與所述襯底支撐之間具有空間； 通過(guò)經(jīng)由印刷刮條將壓力施加到所述絲網(wǎng)，使得印刷材料擴(kuò)散到所述絲網(wǎng)上并轉(zhuǎn)印到所述襯底上，來(lái)形成所述圖案化層； 朝向所述絲網(wǎng)與所述襯底支撐之間的空間吹送氣體，以在所述空間中造成氣流；并且 從所述襯底支撐取出經(jīng)過(guò)處理得到的所述襯底。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中， 吹送氣體的步驟通過(guò)吹送從由以下氣體組成的群組中選擇的氣體來(lái)執(zhí)行:空氣，氮?dú)猓栊詺怏w，以及對(duì)于所述絲網(wǎng)、所述襯底和所述印刷材料基本不活潑的其他氣體。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中， 吹送氣體的步驟通過(guò)吹送壓縮空氣來(lái)執(zhí)行。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，吹送空氣的步驟在執(zhí)行所述方法期間持續(xù)地執(zhí)行。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中， 吹送空氣的步驟以沿著與所述絲網(wǎng)基本平行的方向吹送氣體的方式執(zhí)行。
15.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中， 吹送空氣的步驟以沿著與所述絲網(wǎng)形成的角度不大于45度的方向吹送氣體的方式執(zhí)行?！?br> 【文檔編號(hào)】B41F15/12GK103568505SQ201210268154
【公開(kāi)日】2014年2月12日 申請(qǐng)日期:2012年7月26日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月26日
【發(fā)明者】王瑞萍, 鐘聲德, 常翔 申請(qǐng)人:應(yīng)用材料意大利有限公司