專利名稱：生產(chǎn)結(jié)構(gòu)化金屬涂層的方法
生產(chǎn)結(jié)構(gòu)化金屬涂層的方法本發(fā)明涉及一種在基底上生產(chǎn)結(jié)構(gòu)化金屬涂層的方法。本發(fā)明還涉及該方法在太陽能電池或電路板的生產(chǎn)中的用途以及一種包括施加有結(jié)構(gòu)化金屬表面的基底的電子元件。例如通過印刷方法在基底上生產(chǎn)結(jié)構(gòu)化金屬涂層。為此，例如通過噴墨印刷方法或激光印刷方法將含金屬顆粒的墨施加于基底。例如在US-B6，241，344中公開了一種相應(yīng)方法，其中將墨滴從涂覆有墨的載體噴射到要印刷的基底上。為了轉(zhuǎn)印墨，在要印刷基底的位置將能量引入載體上的墨中。由此一部分墨蒸發(fā)使得其與載體分離。將以該方式分離的墨滴通過墨蒸發(fā)的壓力噴射于基底 上。通過能量的特定引入，可根據(jù)要印刷的圖案以該方式將墨轉(zhuǎn)印至基底上。例如，通過激光引入轉(zhuǎn)印墨所需的能量。在其上施加墨的載體例如為旋轉(zhuǎn)帶，墨借助在印刷區(qū)域前的施加設(shè)備施加至該旋轉(zhuǎn)帶。激光器存在于該旋轉(zhuǎn)帶內(nèi)部，使得激光背向墨的一側(cè)作用于載體。然而，該類方法的缺點(diǎn)通常為印刷品質(zhì)在極大程度上取決于該方法中所涉及的條件的均勻性。因此，甚至非常小的局部差異可直接在引入能量的位置導(dǎo)致印刷結(jié)果的定性惡化。該類差異例如為墨涂層的厚度以及例如要印刷的基底的靜電狀態(tài)的差異。因此，例如由于各種壓延方法，常規(guī)聚合物或紙張表面具有完全無序的表面靜電荷，該表面的電勢(shì)也非常不均勻。由此所得的印刷圖案往往具有不精確的邊緣和邊界，這主要是由墨的不確定的噴射和霧化引起。不精確的邊緣和邊界的另一原因?yàn)槟谝∷⒌幕咨系牟痪鶆蛄髌?。為了保證水滴或油滴不潤(rùn)濕表面而基本保持球形形式，已知將含硅烷層施加至表面上。該層例如描述于EP-A O 497 189中。然而，這里所述方法的涂層的缺點(diǎn)為要涂覆的表面需要活性氫，例如在表面上呈羥基、亞氨基或氨基形式。此外，使用該層排斥水或油。沒有設(shè)想將結(jié)構(gòu)化層施加于含娃燒的表面。本發(fā)明目的是提供一種在基底上生產(chǎn)結(jié)構(gòu)化金屬涂層的方法，其中生產(chǎn)具有明確界定的精確邊緣和邊界的結(jié)構(gòu)化金屬層。該目的通過一種在基底上生產(chǎn)結(jié)構(gòu)化金屬涂層的方法實(shí)現(xiàn)，該方法包括下列步驟(a)將表面疏水化物質(zhì)的單層或多層(oligolayer)施加于基底表面，(b)根據(jù)預(yù)定圖案在該基底上印刷包含導(dǎo)電顆粒的物質(zhì)。優(yōu)選地，將表面疏水化物質(zhì)的單層施加于基底的表面。然而，在不同情況下還可形成含有2或3個(gè)亞層的層。通過將表面疏水化物質(zhì)的單層或多層施加至基底表面，保證施加至基底并包含導(dǎo)電顆粒的物質(zhì)較小程度地移動(dòng)或最佳地不移動(dòng)而是保持它的結(jié)構(gòu)。通過僅施加一個(gè)單層或多層，此外保證尤其是在包括半導(dǎo)體材料的基底的情況下，可使表面疏水化物質(zhì)對(duì)結(jié)構(gòu)化金屬涂層和半導(dǎo)體基底的性能的影響最小化，使得沒有不利地影響要生產(chǎn)的產(chǎn)品的性能。此外以該方式可獲得的更精確的邊緣輪廓具有的優(yōu)點(diǎn)為可印刷具有基本上小于ΙΟΟμπι的結(jié)構(gòu)的清晰高分辨率印刷圖像。該具有小于ΙΟΟμπι的結(jié)構(gòu)的高分辨率印刷圖像有利于例如太陽能電池的生產(chǎn)。對(duì)于太陽能電池的生產(chǎn)，通常將銀糊料通過絲網(wǎng)印刷技術(shù)施加至晶片的氮化硅涂覆或鈍化表面上。然而，基本上小于100 μ m的結(jié)構(gòu)不能通過絲網(wǎng)印刷方法可靠地印刷。或由例如US5，021，808已知，借助吸收激光的墨印刷，其中將墨施加于透明連續(xù)薄膜，并使激光從后側(cè)聚焦于該薄膜前側(cè)，使得其中存在的吸收激光的薄膜加熱至墨的部分溶劑突然蒸發(fā)的程度。以該方法將墨滴轉(zhuǎn)印至基底，例如太陽能晶片。然而，僅粘度顯著低于相應(yīng)絲網(wǎng)印刷糊料的粘度的墨適用于印刷。然而，在將墨轉(zhuǎn)印至結(jié)構(gòu)化且用氮化硅涂覆的晶片后，觀察到墨在表面上的移動(dòng)。通過在已涂覆氮化硅或鈍化的晶片上根據(jù)本發(fā)明涂覆表面疏水化物質(zhì)，降低或在理想情況下甚至抑制移動(dòng)。產(chǎn)生的印刷圖像因此具有甚至更清晰的邊緣且更精細(xì)的印刷圖像是可能的。
除了氮化硅涂覆的晶片以外，還可使用涂覆有氧化鋁(Al2O3)或碳化硅(SiC)的晶片。在太陽能電池的情況下，印刷圖像通常具有2-3個(gè)較寬的條帶，隨后將用于連接多個(gè)電池的帶子與該條帶焊接在一起。此外，電池具有良好導(dǎo)電性的非常薄的網(wǎng)格。對(duì)該網(wǎng)格的要求非常高。它必須高度導(dǎo)電但必須僅盡可能少地阻擋入射光。為此，必須盡可能窄并最大厚度地施加網(wǎng)格的各條軌道。為了獲得導(dǎo)電網(wǎng)格，使用在溶劑中包含導(dǎo)電顆粒的墨。為了生產(chǎn)結(jié)構(gòu)化金屬涂層施加至基底的導(dǎo)電顆粒優(yōu)選包含銀、銅、鐵、錫、鎳或這些金屬的混合物或合金。非常特別優(yōu)選地，特別是在太陽能電池的生產(chǎn)中，使用包含銀和/或任選的鎳的導(dǎo)電顆粒。所用顆粒可具有本領(lǐng)域熟練技術(shù)人員已知的任何所需形狀。還可使用兩種或更多種不同的顆粒，其中顆粒的尺寸、形狀或材料可不同。通常使用不同形狀的顆粒，例如球形顆粒和層狀顆粒。顆粒還可尤其在尺寸上不同。顆粒尺寸的選擇通常使得要印刷的結(jié)構(gòu)的尺寸顯著大于顆粒的最大尺寸。優(yōu)選地，使用尺寸不大于 ο μ m的顆粒。特別地，還可使用納米顆粒作為要施加至基底的物質(zhì)中的顆粒。顆粒分散于其中的合適溶劑為本領(lǐng)域熟練技術(shù)人員已知的任何所需溶劑。合適的溶劑例如為水或有機(jī)溶劑。通常存在于包含導(dǎo)電顆粒的物質(zhì)中的基體材料例如為ABS (丙烯腈-丁二烯-苯乙烯)；ASA(丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯)；丙烯酸化的丙烯酸酯；醇酸樹脂；乙酸烷基乙烯基酯；烯烴-乙酸乙烯酯共聚物，特別是亞甲基-乙酸乙烯酯(methylene-vinyl acetate)、乙烯-乙酸乙烯酯、丁烯-乙酸乙烯酯；烯烴-氯乙烯共聚物；氨基樹脂；醛樹脂和酮樹脂；纖維素和纖維素衍生物，特別是羥烷基纖維素，纖維素酯，例如乙酸纖維素、丙酸纖維素、丁酸纖維素、羧基烷基纖維素、硝酸纖維素；環(huán)氧丙烯酸酯；環(huán)氧樹脂；改性環(huán)氧樹脂，例如雙官能或多官能雙酚A或雙酚F樹脂，多官能環(huán)氧酚醛清漆樹脂，溴化環(huán)氧樹脂，環(huán)脂族環(huán)氧樹脂；脂族環(huán)氧樹脂，縮水甘油基醚，乙烯基醚，乙烯-丙烯酸共聚物；烴樹脂;MABS (含有丙烯酸酯單元的透明ABS);三聚氰胺樹脂，馬來酐共聚物；甲基丙烯酸酯；天然橡膠；合成橡膠；氯橡膠；天然樹脂；松香；紫膠；酚樹脂；苯氧基樹脂，聚酯；聚酯樹脂如苯基酯樹脂；聚砜；聚醚砜；聚酰胺；聚酰亞胺；聚苯胺類；聚吡咯類；聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯(PBT);聚碳酸酯(例如來自Bayer AG的Makroloil );聚酯丙烯酸酯；聚醚丙烯酸酯；聚乙烯 ’聚亞乙基噻吩類(polyethylene thiophenes);聚萘甲酸乙二醇酯；聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET);聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯-乙二醇(PETG);聚丙烯；聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA);聚苯醚(PPO);聚苯乙烯(PS);聚四氟乙烯(PTFE);聚四氫呋喃；聚醚(例如聚乙二醇、聚丙二醇)，聚乙烯基化合物，特別是聚氯乙烯(PVC)，PVC共聚物，PVdC，聚乙酸乙烯酯及其共聚物，呈溶液和作為分散體的任選部分水解的聚乙烯醇，聚乙烯醇縮醛，聚乙酸乙烯酯，聚乙烯基吡咯烷酮，聚乙烯基醚，聚丙烯酸乙烯基酯和聚甲基丙烯酸乙烯基酯及其共聚物，聚丙烯酸酯和聚苯乙烯共聚物，例如聚苯乙烯-馬來酐共聚物；聚苯乙烯(硬質(zhì)或非硬 質(zhì))；未交聯(lián)或與異氰酸酯交聯(lián)的聚氨酯；聚氨酯丙烯酸酯；苯乙烯-丙烯酸酯共聚物；苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(例如來自BASF AG的Styroflex 或Styrolux 、來自CPC的K-Resin )；
蛋白質(zhì)如酪蛋白；苯乙烯-異戊二烯嵌段共聚物；三嗪樹脂，雙馬來酰亞胺-三嗪樹脂(BT)，氰酸酯酯樹脂(CE)，烯丙基化的聚苯醚(APPE)。此外，兩種或更多種聚合物的混合物可形成基體材料。此外，基體材料還可包含填料。合適的填料例如為玻璃料或有機(jī)金屬化合物。合適的溶劑例如為脂族和芳族烴(例如正辛烷、環(huán)己烷、甲苯、二甲苯)，醇(例如甲醇、乙醇、I-丙醇、2-丙醇、I- 丁醇、2- 丁醇、戊醇)，多元醇，例如甘油、乙二醇、丙二醇、新戊二醇，烷基酯(例如乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯、乙酸異丁酯、乙酸異丙酯、3-甲基丁醇)，烷氧基醇(例如甲氧基丙醇、甲氧基丁醇、乙氧基丙醇)，烷基苯(例如乙苯、異丙苯)，丁基乙二醇，丁基二甘醇，乙酸烷基乙二醇酯(如乙酸丁基乙二醇酯、乙酸丁基二甘醇酯)，二甲基甲酰胺(DMF)，雙丙酮醇，二甘醇二烷基醚，二甘醇單烷基醚，二丙二醇二烷基醚，二丙二醇單烷基醚，二甘醇烷基醚乙酸酯，二丙二醇烷基醚乙酸酯，二5惡燒,二丙二醇和二亞丙基醚(dipropylene ether), 二甘醇和二亞乙基醚,DBE (二元酯)，醚(例如乙醚、四氫呋喃)，氯化乙烯，乙二醇，乙酸乙二醇酯，乙二醇二甲基酯，甲 )，內(nèi)酯(例如丁內(nèi)酯)，酮(例如丙酮、2-丁酮、環(huán)己酮、甲基乙基酮(MEK)、甲基異丁基酮(MIBK))，甲基二甘醇，二氯甲烷，亞甲基二醇，乙酸甲基乙二醇酯，甲基苯酚(鄰_、間_、對(duì)甲酚)，吡咯烷酮(例如N-甲基-2-吡咯烷酮)，丙二醇，碳酸異丙烯酯，四氯化碳，甲苯，三羥甲基丙烷(TMP)，芳族烴和混合物，脂族烴和混合物，單萜醇(如萜品醇)，單異丁酸2，2，4-三甲
基-1，3-戊二醇酯(Texanol ),水和兩種或更多種這些溶劑的混合物。通過施加表面疏水化物質(zhì)的單層，避免或限制了包含導(dǎo)電顆粒的物質(zhì)的移動(dòng)。施加表面疏水化物質(zhì)的單層通過本領(lǐng)域熟練技術(shù)人員已知的任何所需方法進(jìn)行。表面疏水化物質(zhì)通常通過氣相沉積、噴霧或浸潰施加至基底的表面上。如果表面疏水化物質(zhì)通過氣相沉積施加至基底，則氣相沉積優(yōu)選在減壓下進(jìn)行。氣相沉積所用壓力范圍為大氣壓力至10_6毫巴(絕對(duì))，優(yōu)選100毫巴(絕對(duì))至10_6毫巴(絕對(duì))。氣相沉積通常在10-500°c，優(yōu)選10-100°c的溫度下，特別是在室溫下進(jìn)行。如果通過噴霧進(jìn)行表面疏水化物質(zhì)的施加，則包含表面疏水化物質(zhì)的溶液通常通過噴霧浸潰施加至基底并隨后干燥。在干燥時(shí)，表面疏水化物質(zhì)的自組織單層沉積于基底上。在其中將要涂覆的基底浸潰于包含表面疏水化物質(zhì)的溶液中或?qū)⒒字糜诟叨认♂尩谋砻媸杷镔|(zhì)的溶液中的新興方法中，表面疏水化物質(zhì)的自組織單層沉積于基底的表面上。為了避免洗掉已與表面反應(yīng)的硅烷，通常在噴霧或浸潰后用溶劑洗滌或清洗基底。合適的表面疏水化物質(zhì)優(yōu)選為化合物(S)，該化合物具有至少一個(gè)，優(yōu)選正好一個(gè)至少單烷氧基化，例如單-至三烷氧基化，優(yōu)選正好三烷氧基化甲硅烷基和至少一個(gè)，優(yōu)選正好一個(gè)具有疏水性能的基團(tuán)R?；衔铫莾?yōu)選為下式的那些Xn-Si_R(4_n)其中 X為烷氧基、羧酸如乙酸根、鹵素如氯、胺或羥基，η為1-3的整數(shù)，優(yōu)選3。優(yōu)選地，X為乙氧基、甲氧基或氯，其中當(dāng)η大于I時(shí)，各基團(tuán)X還可相互獨(dú)立地為所述基團(tuán)之一，各基團(tuán)X可彼此不同。R為含有1-20個(gè)碳原子的有機(jī)疏水基團(tuán)，其中在η < 3的情況下，基團(tuán)R可不同。優(yōu)選地，R為C1-C2tl烷基、C6-C18芳基或C5-C12環(huán)烷基。C1-C2tl烷基的實(shí)例為甲基、乙基、異丙基、正丙基、正丁基、異丁基、仲丁基、叔丁基、正己基、正庚基、正辛基、2-乙基己基、正癸基、正i^一烷基、正十二烷基、正十四烷基、正十六烷基、正十八烷基和正二十烷基。C1-C4烷基的實(shí)例為甲基、乙基、異丙基、正丙基、正丁基、異丁基、仲丁基和叔丁基。C5-C12環(huán)烷基的實(shí)例為環(huán)戊基、環(huán)己基、環(huán)庚基、環(huán)辛基、環(huán)壬基、環(huán)癸基、環(huán)十一烷基和環(huán)十二烷基；優(yōu)選環(huán)戊基、環(huán)己基和環(huán)庚基；特別優(yōu)選環(huán)己基。C6-C18芳基例如為苯基、I-萘基、2-萘基、I-蒽基、2-蒽基、9_蒽基、I-菲基、2_菲基、3-菲基、4-菲基、9-菲基、三聯(lián)苯基，優(yōu)選苯基、I-萘基和2-萘基，特別優(yōu)選苯基。基團(tuán)R優(yōu)選為C1-C2tl烷基或C6-C18芳基，特別優(yōu)選C1-C2tl烷基，非常特別優(yōu)選C6-C12燒基。優(yōu)選的基團(tuán)R為甲基、乙基、異丙基、正丙基、正丁基、異丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、i^一烷基、十二烷基和苯基；特別優(yōu)選甲基、乙基、正丁基、異丁基、叔丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基和苯基；非常特別優(yōu)選異丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基和苯基。合適的化合物(S)例如為異羊基二甲氧基娃燒、異羊基二乙氧基娃燒、正丁基二甲氧基娃燒、正丁基二乙氧基娃燒、異丁基二甲氧基娃燒、異丁基二乙氧基娃燒、苯基二甲氧基硅烷和苯基三乙氧基硅烷。在特別優(yōu)選的實(shí)施方案中，R為部分氟化或全氟化的C4-C2tl烷基，優(yōu)選C4-C18烷基，特別是C8-C12烷基。如果R為部分氟化的烷基，則優(yōu)選使用通式⑴的硅烷
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ο其中，R1, R2、R3相互獨(dú)立地為C1-C2tl烷基、C6-C18芳基或C5-C12環(huán)烷基、甲氧基、乙氧基或氯，其中基團(tuán)％、R2> R3中的至少一個(gè)為甲氧基、乙氧基或氯，Ii1為0-20，優(yōu)選1-4的整數(shù)，特別是2，n2為0-20，優(yōu)選4-10，特別是6-8的整數(shù)。如果將硅烷用作表面疏水化物質(zhì)，則它們通常以基團(tuán)Rp R2, R3中的至少一個(gè)結(jié)合至基底的表面?；鶊F(tuán)R4自基底伸出并形成疏水表面?？捎米鞅砻媸杷镔|(zhì)的合適硅烷例如為正辛基三氯硅烷、正壬基三氯硅烷、正癸基二氣娃燒、正十一燒基二氣娃燒、正十二燒基二氣娃燒、苯基二氣娃燒、正羊基二乙氧基硅烷、正壬基三乙氧基硅烷、正癸基三乙氧基硅烷、正i^一烷基三乙氧基硅烷、正十二烷基二乙氧基娃燒、苯基二乙氧基娃燒、正羊基二甲氧基娃燒、正壬基二甲氧基娃燒、正癸基二甲氧基娃燒、正十一燒基二甲氧基娃燒、正 十_■燒基二甲氧基娃燒、苯基二甲氧基娃燒、正辛基二甲基氯硅烷、正壬基二甲基氯硅烷、正癸基二甲基氯硅烷、正i^一烷基二甲基氯硅烷、正十二烷基二甲基氯硅烷、苯基二甲基氯硅烷、1H，IH-全氟辛基三氯硅烷、1H，IH-全氟癸基三氯硅烷、1H，IH-全氟十二烷基三氯硅烷、1H，IH-全氟辛基三乙氧基硅烷、1H，IH-全氟癸基三乙氧基硅烷、1H，IH-全氟十二烷基三乙氧基硅烷、1H，IH-全氟辛基三甲氧基硅烷、1H，IH-全氟癸基三甲氧基硅烷、1H，IH-全氟十二烷基三甲氧基硅烷、1H，IH-全氟辛基二甲基氯硅烷、1H，IH-全氟癸基二甲基氯硅烷、1H，IH-全氟十二烷基二甲基氯硅烷、1H，1H，2H，2H-全氟辛基三氯硅烷、1H，1H，2H，2H-全氟癸基三氯硅烷、1H，1H，2H，2H-全氟十二烷基三氯硅烷、1H，1H，2H，2H-全氟辛基三乙氧基硅烷、1H，1H，2H，2H-全氟癸基三乙氧基硅烷、1H，1H，2H，2H-全氟十二烷基三乙氧基硅烷、1H，1H，2H，2H-全氟辛基三甲氧基硅烷，1H，1H，2H，2H-全氟癸基三甲氧基硅烷、1H，1H，2H，2H-全氟十二烷基三甲氧基硅烷、1H，1H，2H，2H-全氟辛基二甲基氯硅烷、1H，1H，2H，2H-全氟癸基二甲基氯硅烷、1H，1H，2H，2H-全氟十二烷基二甲基氯硅烷。如果將該方法用于太陽能電池的生產(chǎn)中，則基底通常為包含半導(dǎo)體材料的晶片。通常而言，將基于硅的材料用作半導(dǎo)體材料。在其上施加結(jié)構(gòu)化金屬涂層的晶片表面通常首先用氮化硅涂覆或鈍化。用氮化硅涂覆或鈍化還在目前生產(chǎn)的太陽能電池的情況下進(jìn)行且對(duì)本領(lǐng)域熟練技術(shù)人員是已知的。然后將表面疏水化物質(zhì)以單層或多層施加于鈍化的表面或涂覆有氮化硅的表面。將常用于太陽能電池且由包含導(dǎo)電顆粒的物質(zhì)構(gòu)成的網(wǎng)格印刷于表面疏水化物質(zhì)的單層或多層上。由于用表面疏水化物質(zhì)涂覆，可印刷網(wǎng)格窄軌道使得印刷的軌道僅輕微地阻擋光的入射(instance)。如果要獲得較大的網(wǎng)格軌道厚度，則可以多個(gè)層印刷包含導(dǎo)電顆粒的物質(zhì)。通過印刷包含導(dǎo)電顆粒的物質(zhì)，隨后使存在于該物質(zhì)中的基體材料固化和使溶劑蒸發(fā)，在表面上獲得了結(jié)構(gòu)化金屬涂層。用于太陽能電池的生產(chǎn)中且包含導(dǎo)電顆粒的物質(zhì)通常包含50-90重量％的導(dǎo)電顆粒，優(yōu)選65-85重量％的導(dǎo)電顆粒，特別是70-80重量％的導(dǎo)電顆粒；0-20重量％的基體材料，優(yōu)選1-15重量％的基體材料，特別是3-10重量％的基體材料；和0-30重量％的溶劑，優(yōu)選5-25重量％的溶劑，特別是5-20重量％的溶劑。由于加入溶劑，包含導(dǎo)電顆粒的物質(zhì)的粘度可根據(jù)所用印刷方法調(diào)節(jié)。適于施加包含導(dǎo)電顆粒的物質(zhì)的印刷方法為本領(lǐng)域熟練技術(shù)人員已知的任何所需印刷方法。常規(guī)印刷方法例如為絲網(wǎng)印刷方法、噴墨印刷方法、移印方法或激光印刷方法。包含導(dǎo)電顆粒的物質(zhì)優(yōu)選通過激光印刷方法施加。在合適的激光印刷方法中，首先將包含導(dǎo)電顆粒且預(yù)期用于印刷的物質(zhì)施加至載體。將該物質(zhì)施加至載體可通過本領(lǐng)域熟練技術(shù)人員已知的任何所需方法進(jìn)行。包含導(dǎo)電顆粒的物質(zhì)通常借助轉(zhuǎn)印輥施加至載體。優(yōu)選將柔性載體用作墨載體。特別是涂覆有要印刷且包含導(dǎo)電顆粒的物質(zhì)的墨載體呈帶狀。非常特別優(yōu)選地，該柔性載體為薄膜。該載體的厚度優(yōu)選為Iym至約500 μπι。有利地將載體設(shè)計(jì)為具有盡可能小的厚度使得通過該載體引入的能量不會(huì)分散于載體中并由此產(chǎn)生清晰的印刷圖像。例如，對(duì)所用能量透明的聚合物適合作為載體材料。用于使墨蒸發(fā)并將其轉(zhuǎn)印至要印刷的基底的能量?jī)?yōu)選為激光。激光的優(yōu)點(diǎn)為可將所用激光束聚焦于非常小的橫截面上。因此，定向的能量引 入是可能的。為使包含導(dǎo)電顆粒的物質(zhì)至少部分從載體上蒸發(fā)并將其施加于基底，需將激光器的光轉(zhuǎn)化為熱。為此，例如包含導(dǎo)電顆粒的物質(zhì)此外可包含吸收激光并將其轉(zhuǎn)化為熱的合適吸收劑。然而，或者還可以用合適的吸收劑涂覆在其上施加包含導(dǎo)電顆粒的物質(zhì)的載體，或由此類吸收劑生產(chǎn)所述載體。然而，優(yōu)選由對(duì)激光輻射透明的材料生產(chǎn)載體，并優(yōu)選將激光轉(zhuǎn)化為熱的吸收劑存在于包含導(dǎo)電顆粒的物質(zhì)中。例如，碳黑、金屬氮化物或金屬氧化物適合作為吸收劑?？捎糜趯⒛芰恳肽械暮线m激光器例如為纖維激光器，該激光器以基模(basemode)操作。如果要印刷的基底與在其上施加包含導(dǎo)電顆粒且預(yù)期用于印刷的物質(zhì)的載體之間的間隙具有0-2mm,特別是O. Ol-Imm的印刷間隙,則還進(jìn)一步改善印刷圖像。載體與要印刷的基底之間的印刷間隙越小，墨滴在撞擊要印刷的基底時(shí)發(fā)散的程度越小，印刷圖像保持越均勻。然而，還應(yīng)保證要印刷的基底不與涂覆有包含導(dǎo)電顆粒的物質(zhì)的載體接觸，使得包含導(dǎo)電顆粒的物質(zhì)不會(huì)在不希望的位置上轉(zhuǎn)印至要印刷的基底上。除太陽能電池的生產(chǎn)外，本發(fā)明方法還適合例如用于生產(chǎn)任何所需的其它電子元件，例如用于生產(chǎn)電路板。如果通過本發(fā)明方法生產(chǎn)電路板，則所用基底通常為作為合適電路板基底的電介質(zhì)。常規(guī)電路板基底例如由增強(qiáng)或未增強(qiáng)聚合物生產(chǎn)。合適的聚合物例如為基于雙-和多官能雙酚A和F的環(huán)氧樹脂、環(huán)氧酚醛清漆樹脂、溴化環(huán)氧樹脂、環(huán)脂族環(huán)氧樹脂、雙馬來酰亞胺三嗪樹脂、聚酰亞胺、酚樹脂、氰酸酯酯、三聚氰胺樹脂或氨基樹脂、苯氧基樹脂、烯丙基化聚苯醚、聚砜、聚酰胺、聚硅氧烷和含氟樹脂及其組合。為在沒有移動(dòng)邊緣的情況下將清晰結(jié)構(gòu)施加于電路板基底，根據(jù)本發(fā)明首先用表面疏水化物質(zhì)的單層涂覆電路板基底。在電路板的生產(chǎn)中，還優(yōu)選將上述硅烷用作表面疏水化物質(zhì)。在電路板的生產(chǎn)中，除上述金屬外，導(dǎo)電顆粒還可為碳顆粒，例如呈納米管形式。借助本發(fā)明方法可生產(chǎn)任何所需的電子元件，特別是太陽能電池或電路板。由本發(fā)明方法生產(chǎn)的電子元件通常包括在其上施加結(jié)構(gòu)化導(dǎo)電表面的基底，其中將表面疏水化材料的單層施加至該基底，將結(jié)構(gòu)化導(dǎo)電表面施加至該單層。如果電子元件為太陽能電池，則基底通常為包含半導(dǎo)體材料，特別是含硅半導(dǎo)體材料的晶片。如果電子兀件為電路板，則基底為電路板基底。
實(shí)施例首先將200 μ I 1Η，1Η，2Η，2Η_全氟辛基三乙氧基硅烷置于真空干燥器中。然后將涂覆有氮化硅的預(yù)加工多晶硅晶片引入真空干燥器中。密閉真空干燥器并施加動(dòng)態(tài)油泵真空3分鐘。此后，使晶片表面經(jīng)由氣相與1Η，1Η，2Η，2Η-全氟辛基三乙氧基硅烷于靜態(tài)真空中接觸12小時(shí)。1H，1H，2H，2H-全氟辛基三乙氧基硅烷形成有效的表面鈍化，潤(rùn)濕特性改變，且根據(jù)Owens and Wendt測(cè)量的表面能降低約40. l mN/m至約12. 6mN/m。
權(quán)利要求
1.ー種在基底上生產(chǎn)結(jié)構(gòu)化導(dǎo)電涂層的方法，包括下列步驟 (a)將表面疏水化物質(zhì)的單層或多層施加于基底表面， (b)根據(jù)預(yù)定圖案在基底上印刷包含導(dǎo)電顆粒的物質(zhì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I的方法，其中通過氣相沉積、噴霧或浸潰將表面疏水化物質(zhì)的單層或多層施加至基底表面。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2的方法，其中表面疏水化物質(zhì)為通式SiR1R2R3R4的硅烷，其中札、R2和R3在每種情況下相互獨(dú)立地為C「C2(I烷基、C6-C18芳基或C5-C12環(huán)烷基、甲氧基、乙氧基或氯，基團(tuán)も、R2或R3中的至少ー個(gè)為甲氧基、こ氧基或氯，R4任選為部分氟化或全氟化的C1-C2tl烷基。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任ー項(xiàng)的方法，其中基底為包含半導(dǎo)體材料的晶片。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任ー項(xiàng)的方法，其中晶片涂覆有氮化硅涂層、氧化鋁涂層或碳化娃涂層。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任ー項(xiàng)的方法，其中包含導(dǎo)電顆粒的物質(zhì)包含50-90重量％的導(dǎo)電顆粒、0-20重量％的基體材料和0-30重量％的溶剤。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任ー項(xiàng)的方法，其中導(dǎo)電顆粒包含銀、銅、鐵和/或錫。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7任ー項(xiàng)的方法在生產(chǎn)太陽能電池或電路板中的用途。
9.一種電子元件，包括施加有結(jié)構(gòu)化導(dǎo)電表面的基底，其中將表面疏水化材料的單層或多層施加于基底，將結(jié)構(gòu)化導(dǎo)電表面施加于該單層或多層。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的電子元件，其中基底為包含半導(dǎo)體材料的晶片或電路板基底。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10的電子元件，其中所述元件為太陽能電池或電路板。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種在基底上生產(chǎn)結(jié)構(gòu)化導(dǎo)電涂層的方法，其中首先將表面疏水化物質(zhì)的單層或多層施加于基底表面上，隨后根據(jù)預(yù)定圖案將包含導(dǎo)電顆粒的物質(zhì)施加于基底。本發(fā)明還涉及該方法在生產(chǎn)太陽能電池或印刷電路板中的用途，以及一種包括在其上施加有結(jié)構(gòu)化導(dǎo)電表面的基底的電子元件，其中將表面疏水化材料制成的單層或多層施加于基底上，將結(jié)構(gòu)化導(dǎo)電表面施加于單層或多層上。
文檔編號(hào)H05K3/12GK102804936SQ201080027915
公開日2012年11月28日 申請(qǐng)日期2010年6月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月22日
發(fā)明者F·克萊內(nèi)耶格爾, S·赫梅斯 申請(qǐng)人:巴斯夫歐洲公司