CN107310244A - 太阳能电极印刷网版的蚀刻加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了太阳能电极印刷网版的蚀刻加工方法，属于化工技术领域。本发明包括材料脱脂过程和材料烘干过程，使用金属精密蚀刻网版印刷太阳能电池电极，有利于提高电极的印刷厚度、宽度一致性、尺寸精度(不存在网布编织节点)，进而对电池的转化率的稳定，提高起到促进作用。电极印刷质量的提高，同时太阳能电池加工的总体良品率也随着提高，良品率提高5～10％。电极印刷质量的提高，可以更加精确地控制印刷厚度向超薄方向发展，有效减低银浆的消耗成本。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能电极印刷网版的蚀刻加工方法，属于化工技术领域。
背景技术
太阳能发电，又称光伏发电，是将光能直接转变为电能的一种技术，其主要原理是半导体界面的光生伏特效应，简单说就是：太阳光照射在掺杂或扩散有微量磷、硼元素的单晶硅或多晶硅太阳能电池正面，电池正面的精密、细小的电极(通常使用丝网网版印刷银浆)负责收集电子，电子从N极区向P极区移动，形成电流，将所有太阳能电池上产生的电流汇总，就是太阳能发电。由此可以看出太阳能电池是实现太阳能发电这一技术的关键基础部件。
太阳能电池通常的生产工艺过程为：
硅片切割清洗→表面腐蚀→制绒→扩散→电极印刷→烘干→高温烧结→检测，从中可以看出太阳能单晶硅、多晶硅电极的印刷，是太阳能电池制造过程中的核心工艺。太阳能光电转化效率(简称：转化率)，是衡量太阳能电池性能的一个重要指标，市场上多为13～18％。太阳能光电转化效率＝太阳能电池的输出功率÷照射在太阳能电池上的太阳光光照功率。影响太阳能转化率除硅片本身的质量外，与太阳能电池电极印刷的质量密切相关。
太阳能电池电极印刷质量好坏，直接影响太阳能电池的性能、转化率，涉及问题如下：
1.电极印刷厚度的一致性、稳定性。
a.电极印刷厚度的一致性、稳定性不好，首先直接影响太阳能电池接触电阻大小的一致性、稳定性，从转化率公式分析，电阻影响电池的输出功率，从而最终影响光能的转化率。
b.电极印刷厚度的一致性、稳定性不好，影响太阳能电池的封装和安装，可造成太阳能电池的裂纹、破碎。
c.电极印刷过厚，银浆消耗大，造成印刷成本增加。
2.电极印刷宽度的一致性、稳定性。
太阳能电池正面电极印刷属于精密印刷，电极栅线的宽度越来越细(0.1～0.12mm)，栅线的间距越来越小窄(1mm以下)。电极印刷宽度的一致性、稳定性不好，直接影响电极的印刷面积，进而影响太阳能电池正面的受光面积、接触电阻等直接影响太阳能电池输出功率的参数，最终影响转化率。例如：电极栅线宽度0.1mm，长度100mm，如果印刷精度可以保证在±0.005mm，则印刷的最大面积＝0.105*100.005＝10.500525平方毫米，比理论印刷面积大0.500525平方毫米，增加幅度5％；反之，最小印刷面积＝0.095*99.995＝9.499525平方毫米，比理论印刷面积小0.500475平方毫米，减小幅度5％。一条电极栅线的印刷面积变化率在-5％～+5％范围内变化，那么一块太阳能电池上大约有少则400～500条电极栅线，多则有1千，乃至几千条电极栅线，在转化率提升1％都很困难的情况下，印刷面积的累积误差不容忽视。电极印刷使用网版上的乳剂层厚度对印刷的精细程度有直接影响，随着乳剂层厚度的增加，会造成银浆转移困难，有可能导致图形细节丢失，因此图形印刷越精细，网版乳剂层厚度要求越薄。目前太阳能电池电极印刷使用的网版基本上是丝网网版(材质包括：尼龙、涤纶、绢、不锈钢网等)，印刷后不容易清洗干净，尤其是在丝网经线、纬线交叉的节点处容易残留银浆，在下次生产时，容易造成印刷不良。太阳能电池电极印刷使用的网版在经过一段时间的使用后，容易产生变形，破网的问题，使用寿命短。
发明内容
为了克服上述的不足，本发明的目的在于提供一种精密蚀刻加工印刷精密印刷网版的方法，该方法能够克服上述缺陷。
本发明采取的技术方案如下：
太阳能电极印刷网版的蚀刻加工方法，包括材料脱脂过程和材料烘干过程，
第一步：材料脱脂，所述材料脱脂方法包括如下步骤：
①使用中性脱脂剂，按3％浓度和纯水进行配比，浓度按重量比配制；
②配比后的溶液温度控制在30℃±2℃的范围内，
③金属材料在脱脂设备中的传输速度控制在1.5m～2.0m/min，
④中性脱脂剂采用先浸泡30秒左右，然后喷淋，喷淋压力控制在0.5～0.8Kg/平方厘米，
⑤脱脂除油后的材料经过3级纯水喷淋清洗，水温控制在30℃±2℃的范围内，喷淋压力控制在0.5～0.8Kg/平方厘米；
第二步：材料烘干，所述材料烘干方法：采用将空气电加热到60℃±5℃，对材料表面的纯水进行干燥，
第三步：干膜复合，所述干膜复合方法包括如下步骤：
①干膜复合温度：115℃±5℃，
②干膜复合压力：＞4Kg/平方厘米，
③为确保干膜和金属材料之间的结合力，特采用连续复合2次的方式；正常情况下，干膜和金属材料经过一组压辊进行复合称为一次复合，经过二组压辊进行复合称为二次复合。
第四步：图形菲林加工，所述图形菲林加工方法包括如下步骤：
①使用CAD、Protel、Micro-Cap、Genesis等软件将设计图形绘制出来，由此可以看出图形、网孔的形状可以是满足设计需要的任意形状，
②使用24000dpi的光刻机将绘制的图形在涂有感光材料的菲林片上光刻出来，
③光刻后的菲林片要经过显影、定影、烘干后才能使用，
第五步：曝光，曝光方法为将复合好干膜的金属材料和光刻有图形的菲林在平行光曝光机里进行曝光，曝光能量控制在60～80mj，
第六步：显影，显影方法包括如下步骤：
1.曝光后的材料在23℃±2℃、50％±5％湿度的环境中静置15分钟以上。
2.使用显影机进行显影，显影液配比浓度：使用碳酸钠和纯水配制显影液，碳酸钠浓度1％～1.5％，显影温度控制在30℃±2℃的范围内，显影方式采用喷淋方式进行显影，显影压力1.5±0.2Kg/平方厘米，显影时间45～60秒，
第七步：烘干，烘干温度采用将空气电加热到80℃±5℃，对材料进行烘干；烘干时间为60±5秒，
第八步：精密蚀刻，精密蚀刻方法包括如下步骤：
①蚀刻机需要使用真空蚀刻机。真空蚀刻机的使用，极大地降低了在蚀刻加工过程中产生的水池效应，能有效提高蚀刻精度，
②使用氯化铜酸性蚀刻液，铜含量控制在180g±10g，
③蚀刻液温度：控制在50℃±2℃，
④酸的浓度：2.5～3.0摩尔/L，
⑤电位值：500以上，
⑥喷淋压力：1.0～3.0Kg/平方厘米，
⑦传送速度：3.0m±1m/分钟，
第九步：检查，检查包括如下：
①对金属网版的尺寸进行检测，确认是否符合图纸(设计)要求；
②对金属网版的外观进行检查，确认是否外观瑕疵，漏蚀(应蚀刻的，没有蚀刻)、渗蚀(不应蚀刻的部位，进行了蚀刻)，
第十步：绷网。金属网版和丝网网版的绷网基本上是相同的：绷网后的张力都要求均匀，网版表面平整。绷网的加工包括如下步骤：
①金属网版四边同时以20～30mm的宽度，等宽，均匀地夹入夹头内，左右两侧的夹头先夹紧，然后再夹紧上下夹头，并铺平网版。金属网版不存在丝线，四周整齐，可以很容易夹进夹头内，操作便捷。
②先施加左右方向的绷网力，因金属网版弹性变形系数小，施加的初始张力可以在15N/CM，远大于丝网的绷网张力6～9N/CM。
③再施加上下方向的绷网张力，施加的力等于左右方向的力：15N/CM。
④最后，不断微调左右、上下方向绷网张力，直到张力接近或达到20N/CM，同时网版表面平整。绷网所需时间约30～60分钟，远短于丝网网版的绷网时间。因为丝网网版的弹性变形系数大，为了降低绷网后张力的损失，需要多次绷网，每绷一次网都要静置一段时间，故总的绷网时间长。
⑤金属网版弹性变形系数小，绷网结束后，网孔的开孔大小和使用一段时间后的网孔大小几乎没有差异。
第九步涉及到的对金属网版的外观进行检查包括金属网版的正反两面检查。
网版的网孔可以做到双面带有60°～120°的倒角，双面带有60°～120°的倒角的加工方法如下：
①采用正反两面同时进行喷淋蚀刻的方式进行蚀刻加工，
②具体蚀刻方法同第八步的精密蚀刻，
网版的网孔可以做到单面带有60°～120°的倒角，其加工方法：采用单面进行喷淋蚀刻的方式进行蚀刻加工，在喷淋蚀刻加工时，需要蚀刻加工的那一面朝下，蚀刻液朝上喷淋，不同材质、厚度带有单面60°～120°倒角的金属网版加工参数一览表见具体实施方式表2。
本发明有益效果：
①使用金属精密蚀刻网版印刷太阳能电池电极，有利于提高电极的印刷厚度、宽度一致性、尺寸精度(不存在网布编织节点)，进而对电池的转化率的稳定，提高起到促进作用。
②电极印刷质量的提高，同时太阳能电池加工的总体良品率也随着提高，良品率提高5～10％。电极印刷质量的提高，可以更加精确地控制印刷厚度向超薄方向发展，有效减低银浆的消耗成本。
③金属精密蚀刻是非常成熟的工艺，采用蚀刻工艺加工金属网版人为因素少，网版质量比丝网网版控制起来更加容易、便捷，同时大大缩短制作工时和生产成本。以加工156mm×156mm太阳能电池网版为例，丝网网版的成本在300～400元左右，而金属精密蚀刻网版的成本只有200元左右。
④金属精密蚀刻网版的适用性材料选择广泛、方便，铜镍合金、铜合金、弹簧钢、不锈钢等都是非常好的制作金属网版的适用性材料。
⑤使用金属制作印刷网版，有其独有的优势：可以进行表面微蚀粗化、电镀镍、电镀银，有效提高使用寿命和印刷适宜性(印刷作业性)；同时，银浆黏度的控制在更大的范围(10～100Pa·s)。
⑥使用金属制作印刷网版。因为不存在编织型节点，网孔的形状多种多样，只要是有利于提高印刷质量，各种网孔形状，以及不同形状网孔的组合均可实现；同时网孔可以做到双面带有60°～120°的倒角，或者单面带有60°～120°，更有利于实现更高的印刷精度。
具体实施方式
太阳能电极印刷网版的蚀刻加工方法，包括材料脱脂过程和材料烘干过程，
第一步：材料脱脂，所述材料脱脂方法包括如下步骤：
①使用中性脱脂剂，按3％浓度(重量比)和纯水进行配比，
②配比后的溶液温度控制在30℃±2℃的范围内，
③金属材料在脱脂设备中的传输速度控制在1.5m～2.0m/min，
④中性脱脂剂采用先浸泡30秒左右，然后喷淋，喷淋压力控制在0.5～0.8Kg/平方厘米，
⑤脱脂除油后的材料经过3级纯水喷淋清洗，水温控制在30℃±2℃的范围内，喷淋压力控制在0.5～0.8Kg/平方厘米；
第二步：材料烘干，所述材料烘干方法：采用将空气电加热到60℃±5℃，对材料表面的纯水进行干燥，
第三步：干膜复合，所述干膜复合方法包括如下步骤：
①干膜复合温度：115℃±5℃，
②干膜复合压力：＞4Kg/平方厘米，
③为确保干膜和金属材料之间的结合力，特采用连续复合2次的方式；正常情况下，干膜和金属材料经过一组压辊进行复合称为一次复合，经过二组压辊进行复合称为二次复合。
第四步：图形菲林加工，所述图形菲林加工方法包括如下步骤：
①使用CAD、Protel、Micro-Cap、Genesis等软件将设计图形绘制出来，由此可以看出图形、网孔的形状可以是满足设计需要的任意形状，
丝网网版采用经纬线编织，网孔只能是方形或近似已方形，同时网孔剖面在丝网目数确定的情况下只能有一种形状，开孔率固定，银浆的通过率基本无法调整。如果强制加大银浆的通过率，只有加大施加在印刷刮板上的力，这样对印刷的精度、网版的寿命造成不良影响；如果想降低银浆通过率或印刷厚度，只能降低施加在印刷刮板上的力，所产生的效果不明显或者说灵敏性不足，容易造成印刷细节缺失。精密蚀刻制作的网版是非编织型金属丝网还可以加工成正三角形、正六边形等满足要求的任意形状，可以说网孔的形状有无数种。在网版目数一定的情况下，网孔剖面的形状主要有3种，在这种情况下只要选择不同的网孔剖面形状，就可以比较容易控制、调整银浆的通过率、印刷厚度。不同的网孔剖面形状，可以通过精密蚀刻特有的工艺形式加工取得。
②使用24000dpi的光刻机将绘制的图形在涂有感光材料的菲林片上光刻出来，
③光刻后的菲林片要经过显影、定影、烘干后才能使用，
第五步：曝光，曝光方法为将复合好干膜的金属材料和光刻有图形的菲林在平行光曝光机里进行曝光，曝光能量控制在60～80mj，
第六步：显影，显影方法包括如下步骤：
①曝光后的材料在23℃±2℃、50％±5％湿度的环境中静置15分钟以上。
②使用显影机进行显影，显影液配比浓度：使用碳酸钠和纯水配制显影液，碳酸钠浓度1％～1.5％，显影温度控制在30℃±2℃的范围内，显影方式采用喷淋方式进行显影，显影压力1.5±0.2Kg/平方厘米，显影时间45～60秒，
第七步：烘干，烘干温度采用将空气电加热到80℃±5℃，对材料进行烘干；烘干时间为60±5秒，
第八步：精密蚀刻，精密蚀刻方法包括如下步骤：
①蚀刻机需要使用真空蚀刻机。真空蚀刻机的使用，极大地降低了在蚀刻加工过程中产生的水池效应，能有效提高蚀刻精度，
②使用氯化铜酸性蚀刻液，铜含量控制在180g±10g，
③蚀刻液温度：控制在50℃±2℃，
④酸的浓度：2.5～3.0摩尔/L，
⑤电位值：500以上，
⑥喷淋压力：1.0～3.0Kg/平方厘米，
⑦传送速度：3.0m±1m/分钟，
第九步：检查，检查包括如下：
①对金属网版的尺寸进行检测，确认是否符合图纸(设计)要求；
②对金属网版的外观进行检查，确认是否外观瑕疵，漏蚀(应蚀刻的，没有蚀刻)、渗蚀(不应蚀刻的部位，进行了蚀刻)，
第十步：绷网。金属网版和丝网网版的绷网基本上是相同的：绷网后的张力都要求均匀，网版表面平整。
绷网过程如下：
①金属网版四边同时以20～30mm的宽度，等宽，均匀地夹入夹头内，左右两侧的夹头先夹紧，然后再夹紧上下夹头，并铺平网版。金属网版不存在丝线，四周整齐，可以很容易夹进夹头内，操作便捷。
②先施加左右方向的绷网力，因金属网版弹性变形系数小，施加的初始张力可以在15N/CM，远大于丝网的绷网张力6～9N/CM。
③再施加上下方向的绷网张力，施加的力等于左右方向的力：15N/CM。
④最后，不断微调左右、上下方向绷网张力，直到张力接近或达到20N/CM，同时网版表面平整。绷网所需时间约30～60分钟，远短于丝网网版的绷网时间。因为丝网网版的弹性变形系数大，为了降低绷网后张力的损失，需要多次绷网，每绷一次网都要静置一段时间，故总的绷网时间长。
⑤金属网版弹性变形系数小，绷网结束后，网孔的开孔大小和使用一段时间后的网孔大小几乎没有差异。
第九步涉及到的对金属网版的外观进行检查包括金属网版正反两面检查。
网版的网孔可以做到双面带有60°～120°的倒角，双面带有60°～120°的倒角的加工方法如下：
①采用正反两面同时进行喷淋蚀刻的方式进行蚀刻加工
②具体蚀刻方法同第八步的精密蚀刻。加工参数如下表1所示：
表1
网版的网孔可以做到单面带有60°～120°的倒角，其加工方法：采用单面进行喷淋蚀刻的方式进行蚀刻加工，在喷淋蚀刻加工时，需要蚀刻加工的那一面朝下，蚀刻液朝上喷淋，不同材质、厚度带有单面60°～120°倒角的金属网版加工参数如下表2所示：
表2
丝网网版和精密蚀刻网版制作工艺对比说明
①丝网网版一般采用工艺制作为，丝网脱脂→丝网烘干→感光乳剂配置→感光乳剂涂装(多次)→感光乳剂烘干→曝光→显影→烘干→修版→封网→绷网从感光乳剂的配置开始，到最后的绷网，中间的制作过程大多凭借人工操作，对操作人员有较高的技能要求，一旦操作失误很容易造成网版制作失败，同时丝网网版的制作周期比较长，一般在十几～二十几小时。
②精密蚀刻制作网版的工艺为，材料脱脂→材料烘干→干膜复合→图形菲林加工→曝光→显影→烘干→精密蚀刻→检查→绷网。从上记工艺中可看出，精密蚀刻加工的网版除检查、绷网工序对操作人员有较高的工作技能要求外，其余工序只要保证严格按照设备操作要求、参数实施，网版的质量容易得到保证，同时制作周期只有1～2小时。另外，因为网版使用的是金属材料，材质包括铜镍合金，铜合金、弹簧钢、不锈钢，在绷网时网版变形率远远低于丝网网版。
丝网网版和精密蚀刻网版网孔的对比如下：
①丝网网版采用经纬线编织，网孔只能是方形或近似方形，同时网孔剖面在丝网目数确定的情况下只能有一种形状，开孔率固定，银浆的通过率基本无法调整。如果强制加大银浆的通过率，只有加大施加在印刷刮板上的力，这样对印刷的精度、网版的寿命造成不良影响；如果想降低银浆通过率或印刷厚度，只能降低施加在印刷刮板上的力，所产生的效果不明显或者说灵敏性不足，容易造成印刷细节缺失。
②精密蚀刻制作的网版网孔可以是多种多样的，说明如下：
精密蚀刻制作的网版是非编织型金属丝网，可以加工成正三角形、正六边形等满足要求的任意形状，可以说网孔的形状有无数种。
在网版目数一定的情况下，网孔剖面的形状主要有3种，在这种情况下只要选择不同的网孔剖面形状，就可以比较容易控制、调整银浆的通过率、印刷厚度。不同的网孔剖面形状，可以通过精密蚀刻特有的工艺形式加工取得。
金属精密蚀刻网版的表面处理如下：
金属精密蚀刻网版因是金属材质，可以进行表面处理：表面微蚀粗化、电镀镍、电镀铬等表面处理。众所周知，丝网网版在印刷时油墨的黏度对印刷效果影响较大，黏度过大，会使油墨转移发生困难，印迹完整性、附着牢度及光泽度都会变差，甚至造成拉丝、堵网等毛病；黏度过小，会使印迹扩大，清晰度差，易脏印版和印品。经过表面处理的金属精密蚀刻网版可以有效改善印刷适宜性也就是印刷作业性，在印刷银浆时，银浆的黏度可以保持在较大的范围内。例如：印刷时，随着溶剂挥发，银浆黏度变大，也不会对印刷效果造成影响。如果金属网版表面电镀镍、电镀铬。还可以提高网版的使用寿命。
丝网网版和精密蚀刻网版在使用寿命方面的区别如下：
丝网网版一般使用寿命在几千次～1万次左右，金属精密蚀刻网版的使用寿命因材质的不同而存在差别：
·铜镍合金使用寿命：20000次以上；
·铜合金：15000～20000次；
·弹簧钢：25000次以上；
·不锈钢：30000次以上。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.太阳能电极印刷网版的蚀刻加工方法，包括材料脱脂过程和材料烘干过程，其特征在于：
第一步：材料脱脂，所述材料脱脂方法包括如下步骤：
①使用中性脱脂剂，按3％浓度和纯水进行配比，
②配比后的溶液温度控制在30℃±2℃的范围内，
③金属材料在脱脂设备中的传输速度控制在1.5m～2.0m/min，
④中性脱脂剂采用先浸泡30秒左右，然后喷淋，喷淋压力控制在0.5～0.8Kg/平方厘米，
⑤脱脂除油后的材料经过3级纯水喷淋清洗，水温控制在30℃±2℃的范围内，喷淋压力控制在0.5～0.8Kg/平方厘米；
第二步：材料烘干，所述材料烘干方法：采用将空气电加热到60℃±5℃，对材料表面的纯水进行干燥，
第三步：干膜复合，所述干膜复合方法包括如下步骤：
①干膜复合温度：115℃±5℃，
②干膜复合压力：＞4Kg/平方厘米，
③干膜和金属材料经过二组压辊进行复合；
第四步：图形菲林加工，所述图形菲林加工方法包括如下步骤：
①使用CAD、Protel、Micro-Cap、Genesis等软件将设计图形绘制出来，由此可以看出图形、网孔的形状可以是满足设计需要的任意形状，
②使用24000dpi的光刻机将绘制的图形在涂有感光材料的菲林片上光刻出来，
③光刻后的菲林片要经过显影、定影、烘干后才能使用，
第五步：曝光，曝光方法为将复合好干膜的金属材料和光刻有图形的菲林在平行光曝光机里进行曝光，曝光能量控制在60～80mj，
第六步：显影，显影方法包括如下步骤：
①曝光后的材料在23℃±2℃、50％±5％湿度的环境中静置15分钟以上。
②使用显影机进行显影，显影液配比浓度：使用碳酸钠和纯水配制显影液，碳酸钠浓度1％～1.5％，显影温度控制在30℃±2℃的范围内，显影方式采用喷淋方式进行显影，显影压力1.5±0.2Kg/平方厘米，显影时间45～60秒，
第七步：烘干，烘干温度采用将空气电加热到80℃±5℃，对材料进行烘干；烘干时间为60±5秒，
第八步：精密蚀刻，精密蚀刻方法包括如下步骤：
①蚀刻机需要使用真空蚀刻机。真空蚀刻机的使用，极大地降低了在蚀刻加工过程中产生的水池效应，能有效提高蚀刻精度，
②使用氯化铜酸性蚀刻液，铜含量控制在180g±10g，
③蚀刻液温度：控制在50℃±2℃，
④酸的浓度：2.5～3.0摩尔/L，
⑤电位值：500以上，
⑥喷淋压力：1.0～3.0Kg/平方厘米，
⑦传送速度：3.0m±1m/分钟，
第九步：检查，检查包括如下：
①对金属网版的尺寸进行检测，确认是否符合图纸要求；
②对金属网版的外观进行检查，确认是否外观瑕疵，漏蚀、渗蚀，
第十步：绷网。
2.根据权利要求1所述的太阳能电极印刷网版的蚀刻加工方法，其特征在于：绷网加工过程包括如下步骤：
①金属网版四边同时以20～30mm的宽度，等宽，均匀地夹入夹头内，左右两侧的夹头先夹紧，然后再夹紧上下夹头，并铺平网版；
②先施加左右方向的绷网力，因金属网版弹性变形系数小，施加的初始张力可以在15N/CM；
③再施加上下方向的绷网张力，施加的力等于左右方向的力：15N/CM；
④最后，不断微调左右、上下方向绷网张力，直到张力接近或达到20N/CM；同时网版表面平整。绷网所需时间约30～60分钟，远短于丝网网版的绷网时间；
⑤金属网版弹性变形系数小，绷网结束后，网孔的开孔大小和使用一段时间后的网孔大小几乎没有差异。
3.根据权利要求1所述的太阳能电极印刷网版的蚀刻加工方法，其特征在于：第九步涉及到的对金属网版的外观进行检查包括正反两面检查。
4.根据权利要求1所述的太阳能电极印刷网版的蚀刻加工方法，其特征在于：网版的网孔可以做到双面带有60°～120°的倒角，双面带有60°～120°的倒角的加工方法如下：
①采用正反两面同时进行喷淋蚀刻的方式进行蚀刻加工，
②具体蚀刻方法同第八步的精密蚀刻。
5.根据权利要求1所述的太阳能电极印刷网版的蚀刻加工方法，其特征在于：网版的网孔可以做到单面带有60°～120°的倒角，其加工方法：采用单面进行喷淋蚀刻的方式进行蚀刻加工，在喷淋蚀刻加工时，需要蚀刻加工的那一面朝下，蚀刻液朝上喷淋。
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|---|---|
| CN (1) | CN107310244A (zh) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109177442A (zh) * | 2018-09-20 | 2019-01-11 | 奥士康精密电路（惠州）有限公司 | 一种改善曝光不良的网版制作工艺 |
| WO2019196188A1 (zh) * | 2018-04-11 | 2019-10-17 | 上海望友信息科技有限公司 | 基于eda封装库创建钢网库的方法及系统、存储介质及终端 |
| CN110341294A (zh) * | 2019-08-28 | 2019-10-18 | 江苏盛矽电子科技有限公司 | 一种基于金属板雕刻的网版制作方法 |
| CN110614839A (zh) * | 2018-06-20 | 2019-12-27 | 仓和精密制造(苏州)有限公司 | 可调整网布透墨量的网版及其制作方法 |
Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101440492A (zh) * | 2008-12-09 | 2009-05-27 | 彩虹集团电子股份有限公司 | 一种减小腐蚀余量的栅网类金属件蚀刻生产工艺 |
| CN103171247A (zh) * | 2011-12-23 | 2013-06-26 | 昆山允升吉光电科技有限公司 | 一种太阳能电池电极印刷掩膜版的电铸制作方法 |
| CN103171244A (zh) * | 2011-12-23 | 2013-06-26 | 昆山允升吉光电科技有限公司 | 制作双层太阳能印刷网板的方法 |
| CN103171246A (zh) * | 2011-12-23 | 2013-06-26 | 昆山允升吉光电科技有限公司 | 太阳能硅电池电极印刷网板的制作方法 |
| CN103369850A (zh) * | 2012-03-30 | 2013-10-23 | 北大方正集团有限公司 | Pcb喷淋蚀刻生产线 |
| CN103374680A (zh) * | 2012-04-17 | 2013-10-30 | 昆山允升吉光电科技有限公司 | 高含铁量印刷用电铸镍铁合金网板及其制备方法 |
| CN104411105A (zh) * | 2014-11-21 | 2015-03-11 | 深圳崇达多层线路板有限公司 | 一种改善线路板线路蚀刻过度的方法 |
| CN205213151U (zh) * | 2015-12-09 | 2016-05-04 | 广州市巨龙印制板设备有限公司 | 一种柔性线路板生产线 |
| CN105659390A (zh) * | 2013-06-05 | 2016-06-08 | 索尔伏打电流公司 | 太阳能电池结构及其制造方法 |
| CN106274039A (zh) * | 2016-08-16 | 2017-01-04 | 昆山良品丝印器材有限公司 | 晶体硅印刷网版及其制版工艺 |
-
2017
- 2017-06-22 CN CN201710478474.0A patent/CN107310244A/zh active Pending
Patent Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101440492A (zh) * | 2008-12-09 | 2009-05-27 | 彩虹集团电子股份有限公司 | 一种减小腐蚀余量的栅网类金属件蚀刻生产工艺 |
| CN103171247A (zh) * | 2011-12-23 | 2013-06-26 | 昆山允升吉光电科技有限公司 | 一种太阳能电池电极印刷掩膜版的电铸制作方法 |
| CN103171244A (zh) * | 2011-12-23 | 2013-06-26 | 昆山允升吉光电科技有限公司 | 制作双层太阳能印刷网板的方法 |
| CN103171246A (zh) * | 2011-12-23 | 2013-06-26 | 昆山允升吉光电科技有限公司 | 太阳能硅电池电极印刷网板的制作方法 |
| CN103369850A (zh) * | 2012-03-30 | 2013-10-23 | 北大方正集团有限公司 | Pcb喷淋蚀刻生产线 |
| CN103374680A (zh) * | 2012-04-17 | 2013-10-30 | 昆山允升吉光电科技有限公司 | 高含铁量印刷用电铸镍铁合金网板及其制备方法 |
| CN105659390A (zh) * | 2013-06-05 | 2016-06-08 | 索尔伏打电流公司 | 太阳能电池结构及其制造方法 |
| CN104411105A (zh) * | 2014-11-21 | 2015-03-11 | 深圳崇达多层线路板有限公司 | 一种改善线路板线路蚀刻过度的方法 |
| CN205213151U (zh) * | 2015-12-09 | 2016-05-04 | 广州市巨龙印制板设备有限公司 | 一种柔性线路板生产线 |
| CN106274039A (zh) * | 2016-08-16 | 2017-01-04 | 昆山良品丝印器材有限公司 | 晶体硅印刷网版及其制版工艺 |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2019196188A1 (zh) * | 2018-04-11 | 2019-10-17 | 上海望友信息科技有限公司 | 基于eda封装库创建钢网库的方法及系统、存储介质及终端 |
| CN110614839A (zh) * | 2018-06-20 | 2019-12-27 | 仓和精密制造(苏州)有限公司 | 可调整网布透墨量的网版及其制作方法 |
| CN110614839B (zh) * | 2018-06-20 | 2021-06-01 | 仓和精密制造(苏州)有限公司 | 可调整网布透墨量的网版及其制作方法 |
| CN109177442A (zh) * | 2018-09-20 | 2019-01-11 | 奥士康精密电路（惠州）有限公司 | 一种改善曝光不良的网版制作工艺 |
| CN110341294A (zh) * | 2019-08-28 | 2019-10-18 | 江苏盛矽电子科技有限公司 | 一种基于金属板雕刻的网版制作方法 |
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