CN103608494B - 用于太阳能电池的双侧电镀的基板承载装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于太阳能电池的双侧电镀的基板承载装置。本发明的基板承载装置（100）包括：晶片接收区域（105），该晶片接收区域具有开口并且通过设置在晶片接收区域的边缘上的多个第一突出支撑部（140）和多个第二突出支撑部（150）支撑要接收的晶片的边缘；夹子安装杆（106，107，108，109），所述夹子安装杆分别被设置在晶片接收区域的左侧并在固定位置旋转，并且操作夹子的打开（与晶片形成接触点）和夹子的闭合（释放与晶片的接触点）；多个第一夹子（160），所述多个第一夹子设置在夹子安装杆上，夹子的打开和闭合由夹子安装杆的旋转来确定；以及多个第二夹子（170），所述多个第二夹子在第二侧围绕晶片接收区域（105）设置，并且穿过在第二突出支撑部（150）中形成的孔（151）。

Description

用于太阳能电池的双侧电镀的基板承载装置

技术领域

本发明涉及一种用于支撑多个半导体晶片以对要用在太阳能电池中的这多个半导体晶片进行电镀的设备，更具体地涉及一种用于双侧电镀的承载装置。

背景技术

近来，由于全球环境问题、化石能源的耗尽、核能发电的废物处理以及建造新电厂的场所选择等而使得对新的可再生能源的兴趣越来越大。尤其是在作为非污染能源的太阳能发电领域中的研究和开发正在开展。地球从太阳接收到的能量的量是地球上的能量消耗的大约10,000倍。

太阳能电池是用来将太阳光电能量直接转换成电能的装置。太阳能电池由于其经济可行性而难以商业化。为了替代诸如化石能量等的传统发电手段，太阳能电池应当更经济或者在经济上比传统发电手段更具备竞争力。因而，太阳能技术集中在提高发电效率及其经济可行性的提高上。

为了制造这种太阳能电池，应当在晶片基板上形成预定电路。电镀是制造太阳能电池的最可行方法之一。在电镀时，利用电解原理将电镀材料电镀在位于负电极处的对象的表面上。正电极和负电极以及电解液作为基本元素而包括于电解电镀中。此外，待电镀的金属以离子形式存在于电解液中。通常，进行将晶片沉浸在电镀槽中的过程。也就是说，为了进行电镀，通过在用预定夹具保持晶片的状态下将晶片沉浸在电镀溶液中而对晶片进行电镀。如上所述，在用于制造太阳能电池的各种过程中，在进行通过电镀形成电极图案的过程、将光致抗蚀剂分层的过程中以及深蚀刻过程的情况下，用于支撑并承载多个硅晶片的基板承载装置是必不可少的。

然而，在将晶片装载在基板承载装置上/从基板承载装置上卸载晶片时花费一些时间。将晶片装载在基板承载装置上/从基板承载装置上卸载晶片所需的时间对太阳能电池基板的生产能力和经济可行性具有很大影响。因此，能够将更多晶片快速地装载在承载装置上/从承载装置卸载的技术非常重要。

当晶片基板被装载并固定至支撑框架时，通常使用许多螺钉或夹子一个一个地固定晶片。此外，装载和卸载过程花费许多时间，这是因为夹子需要一个一个地释放。

为了解决上述限制，发明人在进行长期研究之后完成了本发明。

发明内容

技术问题

本发明的目的是提供一种用于太阳能电池的基板承载装置。

（1）本发明的基板承载装置用于在晶片的双侧上形成电极的电镀过程。

（2）当将晶片装载在承载装置上和从承载装置卸载时，本发明的基板承载装置确保能够容易地将晶片附装至承载装置和从承载装置容易地拆卸。该承载装置节省电镀过程所需的时间，因而可以降低太阳能电池的制造成本。

（3）能够同时对多个晶片进行电镀。

在通过如下描述以及本发明的效果而能够容易地分析的范围内能够另外考虑未在说明书中描述的本发明的其它目的。

技术方案

本发明的实施方式提供了一种用于电镀太阳能电池的基板承载装置，该装置使晶片的两个表面同时被电镀，该装置包括：框架，基板被接收在该框架中；连接至传送装置的支撑部；在所述框架中限定的具有开口形区域的晶片接收区域，该晶片接收区域通过形成在所述框架的边缘上的多个第一突出支撑部和多个第二突出支撑部而支撑要接收的晶片的边缘；至少两个夹子安装杆，所述至少两个夹子安装杆在所述晶片接收区域的左右两侧被竖直地安装而横过所述框架的第一表面，以在固定位置旋转时控制夹子打开（与所述晶片形成接触点）和夹子闭合（释放与所述晶片的接触点）；多个第一夹子，所述多个第一夹子彼此间隔开预定距离地安装在所述夹子安装杆上，所述多个第一夹子的打开和闭合由所述夹子安装杆的旋转来确定；以及多个第二夹子，所述多个第二夹子在所述框架的第二表面上围绕所述晶片接收区域安装，以穿过限定在所述第二突出支撑部中的孔，所述多个第二夹子具有被布置成比所述第二突出支撑部的表面高的端部。

在一些实施方式中，所述装置可以进一步包括基部，所述第一突出支撑部和所述第二突出支撑部形成在该基部上，其中所述基部可进一步包括从所述框架朝向所述晶片接收区域形成的倾斜表面，以在所述晶片被装载在所述基板承载装置上时通过所述倾斜表面将所述晶片引导到所述晶片接收区域。

在其它实施方式中，所述夹子安装杆的上端可以被插入上端杆固定部中限定的孔内，所述夹子安装杆的下端可以被插入下端杆固定部中限定的孔内；并且所述上端通过弹簧构件可以连接至所述上端杆固定部，并且所述夹子安装杆的夹子打开和夹子闭合可以利用所述弹簧构件的弹性力来操纵。

在又一个实施方式中，在这些夹子安装杆的上端上可以分别安装有用于控制所述夹子安装杆的运动的手柄，并且所述弹簧构件可以从所述夹子安装杆的上端到所述手柄紧紧缠绕。

在再一个实施方式中，所述第二夹子和在所述夹子安装杆上彼此间隔开预定距离安装的所述第一夹子可以具有围绕所述夹子安装杆缠绕若干次的弹簧形状，并且其中所述夹子的一端可以通过可附装/可拆卸夹子固定装置而固定至所述夹子安装杆（在所述第一夹子的情况下）或固定至所述框架的第二表面（在所述第二夹子的情况下），而所述夹子的另一端可以分别在所述晶片的两个表面上形成接触点。

在再一个实施方式中，所述第一夹子和所述第二夹子与所述晶片形成接触点的部分可以被双重弯曲成具有U形形状。

在再一个实施方式中，当使用所述晶片的表面作为基准时，所述第一夹子和所述第二夹子与所述晶片形成接触点的位置可以布置在同一法线方向上。

有益效果

本发明可以在同时对用于太阳能电池的晶片的双侧进行电镀过程时，通过使用长的杆元件将布置在同一矩阵中的夹子同时释放。因而，当将晶片基板装载在支撑装置上和从支撑装置卸载时，可以容易地将晶片基板从承载装置拆下。因此，可以减少电镀所需的时间和劳动，因此可以降低太阳能电池的制造成本。

通过本发明的技术特征而预计具有普通的临时性效果的那些效果虽然在本发明中并未详细描述但是也可以视为是在说明书中描述过的效果。

附图说明

图1是根据本发明的一个实施方式的基板承载装置100的立体图。

图2和图3是图1的基板承载装置100的上结构的放大视图。

图4是图1的基板承载装置100的晶片接收区域105的结构的放大图。

图5是示出了第二突出支撑部150和第一夹子160之间的关系的放大视图。

图6是示出了基板承载装置100的后表面围绕晶片接收区域105的示例的视图。

图7是图6的夹子部分的放大图。

图8是示出了根据本发明的一个实施方式夹子闭合的状态的视图。

图9是示出了图1的第一突出部140的结构的视图。

所例示的附图用来说明技术构思，因而不应该将本发明的权利保护范围解释为受到这些实施方式的限制。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本发明的实施方式。此外，将排除与对本发明所属领域的技术人员来说显而易见的公知功能或构造相关的详细描述，以避免不必要地模糊本发明的主题内容。

图1是示出了根据本发明的一个实施方式的使用于太阳能电池的晶片进行双侧电镀的基板承载件的基板承载装置100的示意图。该基板承载装置100可以在其支撑单元103连接至传送装置（未示出）的状态下被传送。在将基板承载装置100引入到容纳电镀溶液的电镀槽内之后可以进行电镀。可以使用已知或各种修改的单元将基板承载装置100连接至传送装置以及进行电镀。由于对这种单元的描述对本领域技术人员是显然的，或者说并不是本发明的核心技术，因此将省略它们的详细描述。

如图1所示，基板承载装置100包括由重复出现的至少一个孔构成的晶片接收区域105、围绕晶片接收区域105的装置框架101和将该装置框架连接至传送装置（未示出）的支撑单元103。

晶片（未示出）被分别装载在基板承载装置100的晶片接收区域105上。也就是说，可以将形成矩阵的多个晶片分别布置在晶片接收区域105上。尽管图1的实施方式示出了四个晶片被装载在基板承载装置100上，但这仅仅是为了便于描述。如果基板承载装置100的尺寸增加，则可以在上面安装更多晶片。

<基板承载装置100的框架的第一表面的结构>

竖直延伸的夹子安装杆106、107、108和109彼此平行地安装在晶片基板的布置区域的左右两侧。也就是说，多个夹子安装杆106、107、108和109可以沿着从装置框架101的第一表面的顶部到底部的纵向方向竖直布置而横穿该第一表面。杆的数量可以是偶数。

杆106、107、108和109可以横穿装置框架101的第一表面，因而这些杆的一端可以固定至下端杆固定部，这些杆的另一端可以固定至上端杆固定部110、120和130。详细地说，夹子安装杆的上端和下端可以插入固定部中限定的孔内。每个杆都可以在固定位置处旋转。这里，“固定”是指杆没有被完全紧固而是可以或多或少左右或上下移动（下文可采用相同含义）。这些杆的上端和下端可以在所述孔中旋转。限定一旋转角。多个第一夹子在预定位置安装在杆106、107、108和109的表面上。当使用晶片作为基准时，第一夹子的布置位置可以与以下描述的第二夹子的安装位置对应。

上端杆固定部110、120和130可以布置在基板承载装置100的支撑单元103上。支撑单元103可以布置在将基板承载装置100连接至传送装置的夹具单元与接收基板的装置框架101之间。可以布置用于通过电镀用电气装置（未示出）和夹子安装杆在基板上形成电极的电缆。

上端杆固定部110、120和130在图2和图3中以放大形式示出。图2示出了上端杆固定部110和120的构造示例。首先，将描述图2的上端杆固定部110。夹子安装杆106的一端插入上端杆固定部110的孔（未示出）内并固定至该孔。杆保持件116、126和136可以在杆固定部110、120和130的后表面上保持杆。

从杆106的表面伸出的手柄112安装在其中杆106的一端连接至上端杆固定部110所在的位置的前侧。手柄112可以被支撑在固定单元113上，该固定单元113将上端杆固定部110固定至支撑单元103的表面（当夹子闭合时）。手柄112可以具有各种形状并且可以以能够由机械装置抓握的其它形状进行修改。

此外，弹簧固定部114可以如图所示安装在上端杆固定部110上，围绕弹簧固定部114缠绕并固定至该弹簧固定部114的弹簧构件111从杆106的端部到手柄112紧紧缠绕。弹簧构件111如上所述那样安装，从而在夹子闭合的状态下通过每个第一夹子160向基板提供由弹簧产生的强弹性支撑力。在图中，弹簧构件111和杆106被示出为仿佛弹簧构件111围绕杆106缠绕而在杆106和弹簧构件111之间没有紧密接触，然而，这仅仅是为了便于描述。在弹簧构件111紧密接触杆106的状态下，该弹簧构件111围绕弹簧固定部114紧紧缠绕。

杆止动件115、125a、125b和135可以限制杆106、107、108和109的旋转位置。附图标记117表示导电缆线。

两个夹子安装杆107和108可以同时固定至上端杆固定部120。弹簧构件121a围绕手柄122a和杆107的端部以及弹簧固定部124a缠绕。同样，弹簧构件121b围绕手柄122b和杆108的端部以及弹簧固定部124b缠绕。如图3所示，弹簧构件131围绕手柄132和杆109的端部以及弹簧固定部134缠绕。

图2和图3示出了夹子闭合的状态下的视图。在每个夹子都闭合的状态下，手柄112、122a和122b被布置在固定部113、123a和123b上，并且过大力会被施加至基板的边缘部分，由此防止基板被损坏。手柄112、122a和122b被操纵而使杆106、107和108的表面旋转，因而使多个第一夹子160移位。因而，可以相对于基板形成夹子160的打开和闭合状态。因此，可以有效地减少装载和卸载基板所需的时间。

<晶片接收区域105的构造>

图4示出了每个晶片接收区域105的构造示例。晶片接收区域105可以具有近似矩形开口形状并容纳晶片（未示出）。晶片接收区域105可以具有关于其中的左侧元件和右侧元件对称的顶部元件和底部元件。顶部元件和底部元件可以支撑晶片的上端部和下端部，左侧元件和右侧元件可以支撑晶片的左侧端部和右侧端部并且还在晶片上形成电极。

支撑晶片的元件可以形成在从晶片接收区域105的边缘向内突出的突出基部159（图9的附图标记149）上。该突出基部可以具有从装置框架101的表面朝向晶片接收区域倾斜的倾斜表面。该倾斜表面可以引导晶片，从而在安装晶片时，晶片可以被容易地朝向晶片接收区域105引导。用于支撑接收在晶片接收区域105中的晶片的边缘的第一突出支撑部140和第二突出支撑部150形成在突出基部159和149上。

用于形成多个电极的多个第二突出支撑部150形成在布置于晶片接收区域105的左右两侧的突出基部159上。第二突出支撑部150从突出基部159分别向晶片接收区域105的内部突出，并且在其内限定有孔151。对置的夹子即第二夹子170穿过孔151。当晶片被布置在晶片接收区域105上时，已经穿过孔151的第二夹子170在晶片的相反表面上形成了接触点。在夹子由于夹子安装杆在晶片表面上方的旋转运动而闭合的状态下，第一夹子160可以在晶片的表面上形成接触点。多个第二突出支撑部150可以支撑晶片的左右两侧并且同时在晶片的两个表面上形成电极。

用于支撑晶片基板的多个第一突出支撑部140形成在晶片接收区域105的上突出基部和下突出基部上。每个第一突出支撑部140可以支撑晶片的上下边缘。在图9中更详细地示出了第一突出支撑部140的构造。晶片的上端和下端可以布置在形成于晶片接收区域105的上侧和下侧的第一突出支撑部140的表面140a上。

<第一夹子160和第二夹子170>

图5更详细地示出了第二突出支撑部150和第一夹子160之间的关系。

如图所示，安装在基板承载装置100的背侧的第二夹子170插入穿过第二突出支撑部150的孔151。第二夹子170的一端部穿过孔151而伸出比第二突出支撑部150的表面150a稍高些。这是因为要与晶片形成接触点。如果第二夹子170的该端部布置在第二突出支撑部150的表面150a的下方，就不会与晶片形成接触点。因而，第二夹子170的该端部的位置与突出支撑部150的表面150a之间的偏差可以为大约0.1mm。

与晶片形成接触点以形成电极的第一夹子160可以通过螺钉类型的夹子固定单元165安装在夹子安装杆107的表面上。在将晶片装载在基板承载装置100的晶片接收区域105上之后，当进行电镀过程时，第一夹子160可以朝向第二支撑部150的孔151向下定位。当使用第二突出支撑部150的孔151的位置作为基准时，从框架的背表面穿过孔151的第二夹子170和来自框架前侧的第一夹子160彼此对称，晶片被布置在二者之间。当使用晶片表面的法线方向作为基准时，第一夹子160和第二夹子170安装在同一方向上。

图5示出了夹子在杆107上打开的状态，图8示出了夹子闭合状态的一个示例。在图8中，示出了布置在基板承载装置100的前侧的第一夹子160仿佛直接接触第二突出支撑部150的表面150a。然而，由于晶片布置在表面150a上，第一夹子160接触晶片的第一表面，而第二夹子170接触晶片的在框架的背侧的第二表面。因而，可以进行双侧电镀。

夹子160和170可以由导电金属形成，并且可以具有缠绕若干次的弹簧形状。夹子160和170可以被构造成为如图所示的弹簧，由此在晶片的表面上维持预定压力。经过晶片基板的反复装载和卸载过程，夹子构件的疲劳可能增加。结果，可能向晶片的表面施加不规则压力。然而，夹子160和170可以形成为弹簧形状，因而，尽管过程反复进行也可以维持夹子构件的物理特性。此外，夹子160和170的每个端部可以双重弯曲成U形形状，由此防止晶片的表面由于夹子160和170与晶片之间的接触而损坏。

<基板承载装置100的框架的第二表面的构造>

图6是示出了本发明的基板承载装置100的背表面的构造的示例的视图。安装在前表面上的第一夹子160布置在夹子安装杆106、107、108和109的每个表面上。通过杆106、107、108和109的运动将晶片装载在基板承载装置100的前表面上和从该前表面卸载。杆106、107、108和109的运动可以产生其中夹子160被打开和闭合的状态。当夹子被打开时，将晶片装载在基板承载装置100上或从该基板承载装置100卸载。当夹子闭合时，进行电镀。通过该操作，可以形成晶片的第一表面的电极。由于晶片的装载/卸载在基板承载装置100的前侧进行，因此在基板承载装置100的背表面上不存在诸如夹子安装杆之类的构造。

因此，用于在晶片的第二表面上形成电极的第二夹子170可以通过使用螺钉类型的夹子固定单元175直接固定至装置框架的背表面101b。晶片的第二表面的电极可以由第二夹子170形成。当晶片被装载在基板承载装置100上时，晶片的第一同时和第二表面同时与夹子160和170形成接触点。之后，可以将基板承载装置100竖直地浸没在电镀槽中以同时对晶片基板的两个表面进行电镀。

将在图7中更详细地描述图6的夹子170的构造的示例。在晶片的第二表面（背表面）上形成电极的第二夹子170和在晶片的第一表面（前表面）上形成电极的第一夹子160可以具有相同结构。

如上所述，夹子160和170与晶片之间的接触部分可以是双重弯曲的。因而，即使夹子160和170的尖端接触基板表面时也可以防止基板损坏。如果夹子160和170与基板表面之间的接触区域过于宽阔，可以发生无电镀现象。然而，如在本发明的实施方式中一样，由于夹子160和170与晶片的接触部分是双重弯曲的，因此可以防止基板损坏并可以使无电镀现象最少。

夹子160和170的表面可以涂覆有包括耐酸和耐碱的环氧树脂的特氟龙、橡胶等。

可以通过自动化系统进行制造太阳能电池的一系列过程。此外，可以通过自动化系统进行将晶片基板装载在基板承载装置100进行电镀和从基板承载装置100卸载晶片基板的过程。否则，电镀所需的时间和劳动可能不利地影响太阳能电池的价格。

为了将晶片装载在基板承载装置100上/从基板承载装置100卸载，重要的是每个夹子160和170都同时打开和闭合。本发明的有利之处在于，多个夹子160在基板承载装置100的前侧平行地布置在同一位置，布置夹子160的位置仅具有线性元件并且在不同方向上没有任何弯曲，并且所有夹子同时进行使用夹子安装杆106、107、108和109进行夹子闭合和夹子打开，借此自动地将晶片装载在基板/从基板卸载。

[其它实施方式]

1.在附图中，为了清晰起见夸大了层和区域的尺寸。当将本发明的基板承载装置100应用于真实场所时，可以根据设计和应用改变或修改每个元件的尺寸，并且可以将每个元件的尺寸选择为最佳值。

2.本发明的装置框架的元件可以由合成树脂（例如氯化聚氯乙烯（CPVS）、全氟烷氧基树脂（PFA）、聚丙烯、聚乙烯等）形成。

因此，本发明的实施方式的范围不限于具体实施方式。此外，应理解，在该说明书中公开的实施方式包括一些变化，而不限于附图中所示的形状。因此，本发明的示例性实施方式是参照附图详细描述的。本发明的描述旨在是示例性的，本发明所属的技术领域的普通技术人员将理解，可以不改变技术构思或实质特征而以其它具体形式实现本发明。

Claims (7)

1.一种用于电镀太阳能电池的基板承载装置，该装置使晶片的两个表面同时被电镀，该装置包括：

框架，基板被接收在该框架中；

连接至传送装置的支撑部；

在所述框架中限定的具有开口形区域的晶片接收区域，该晶片接收区域通过形成在所述框架的边缘上的多个第一突出支撑部和多个第二突出支撑部而支撑要接收的晶片的边缘；

至少两个夹子安装杆，所述至少两个夹子安装杆在所述晶片接收区域的左右两侧被竖直地安装而横过所述框架的第一表面，以在固定位置旋转时控制夹子打开从而释放与所述晶片的接触点以及控制夹子闭合从而与所述晶片形成接触点；

多个第一夹子，所述多个第一夹子彼此间隔开预定距离地安装在所述夹子安装杆上，所述多个第一夹子的打开和闭合由所述夹子安装杆的旋转来确定；以及

多个第二夹子，所述多个第二夹子在所述框架的第二表面上围绕所述晶片接收区域安装，以穿过限定在所述第二突出支撑部中的孔，所述多个第二夹子具有被布置成比所述第二突出支撑部的表面高的端部。

2.根据权利要求1所述的装置，该装置进一步包括基部，所述第一突出支撑部和所述第二突出支撑部形成在该基部上，其中所述基部进一步包括从所述框架朝向所述晶片接收区域形成的倾斜表面，以在所述晶片被装载在所述基板承载装置上时通过所述倾斜表面将所述晶片引导到所述晶片接收区域。

3.根据权利要求1所述的装置，其中所述夹子安装杆的上端被插入上端杆固定部中限定的孔内，所述夹子安装杆的下端被插入下端杆固定部中限定的孔内；并且

所述上端通过弹簧构件连接至所述上端杆固定部，并且所述夹子安装杆的夹子打开和夹子闭合利用所述弹簧构件的弹性力来操纵。

4.根据权利要求3所述的装置，其中在这些夹子安装杆的上端上分别安装有用于控制所述夹子安装杆的运动的手柄，并且所述弹簧构件从所述夹子安装杆的上端到所述手柄紧紧缠绕。

5.根据权利要求1所述的装置，其中所述第二夹子具有缠绕若干次的弹簧形状，和在所述夹子安装杆上彼此间隔开预定距离安装的所述第一夹子具有围绕所述夹子安装杆缠绕若干次的弹簧形状，并且

其中所述第一夹子的一端通过可附装/可拆卸夹子固定装置而固定至所述夹子安装杆以及所述第二夹子的一端固定至所述框架的第二表面，而所述第一夹子的另一端和所述第二夹子的另一端分别在所述晶片的两个表面上形成接触点。

6.根据权利要求1所述的装置，其中所述第一夹子和所述第二夹子与所述晶片形成接触点的部分被双重弯曲成具有U形形状。

7.根据权利要求1所述的装置，其中当使用所述晶片的表面作为基准时，所述第一夹子和所述第二夹子与所述晶片形成接触点的位置被布置在同一法线方向上。