CN111251707A - 印刷刮刀装置和丝网印刷设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种印刷刮刀装置和一种丝网印刷设备。包括：固定件；刮刀，与所述固定件连接；配重件，可移动地设置在所述固定件上，以调整所述刮刀的印刷角度，以使得所述刮刀对网版施加的垂直方向的印刷压力满足预设印刷压力。这样，在刮刀出现异常状况时，可以利用所设置的配重件对刮刀的印刷角度进行微调，并且，利用配重件自身重力一定，确保刮刀对网版施加的垂直方向的印刷压力趋于恒定，从而可以保证每一次印刷的可重复性和一致性，减少因刮刀而造成的相关的印刷产品缺陷，维持同批次或不同批次产品之间的印刷稳定性，提高太阳能电池印刷产品的可靠性和良率。

Description

印刷刮刀装置和丝网印刷设备
技术领域
本发明涉及太阳能电池行业丝网印刷技术领域，具体涉及一种印刷刮刀装置和一种丝网印刷设备。
背景技术
目前，占据市场85％以上份额的常规晶硅太阳能电池电极的制备多数采用直接丝网印刷的工艺，GaAs薄膜太阳能电池、LCD等高端半导体领域的复杂电极制备工艺也需要丝网印刷工艺辅助。丝网印刷设备已成为现阶段太阳能电池市场中应用最广泛、最成熟的印刷设备，而网版、刮刀和油墨是构成丝网印刷工艺的三要素。现有丝网印刷工艺也主要受限于网版、刮刀、油墨等关键耗材的使用寿命和稳定性。在光伏印刷行业中，每一项要素涉及到的技术领域的突破都将为丝网印刷行业的技术升级带来巨大的推动作用，印刷刮刀装置则是其中极为重要的一环。印刷过程中，印刷刮刀装置将油墨从网版的开口图形处挤压到衬底上形成印刷电极。显然对于此类丝网印刷直接形成图形的印刷方式，印刷刮刀装置将很大程度上决定丝网印刷的印刷效果。
但是，在实际印刷过程中，随着印刷次数的增多，刮刀会出现不同程度的磨损或其他异常情况，这会对印刷产品的形貌及单片产品透墨量产生较大影响，从而影响同批次或不同批次间的印刷稳定性和可靠性。同时，产品单片耗墨量也是各大太阳能电池生产厂家衡量丝网印刷效果的一个关键参数，而刮刀装置的状态好坏对产品单耗有着直接的影响。
现有规模化的太阳能电池丝网印刷机均采用固定式刮刀装置，角度不可调节，若想调节刮刀的印刷角度以改变印刷参数，则需重新定制加工新的橡胶刮刀固定板和其他配套的配件。另外随着印刷次数的增加，刮刀给网版施加的垂直方向的印刷压力会出现不同程度的变化，造成印刷的波动，影响印刷效果和印刷批次之间的稳定性，在自动化生产线上甚至会出现大批的印刷不良情况，造成比较大的经济损失。
如果印刷压力不均匀，印刷稳定性低，也会增加缺陷发生概率和很多不可预知的缺陷类型，同时增加了产线操作人员额外的生产工作量，降低生产效率和太阳能电池的良率。在传统的太阳能电池印刷行业中，印刷压力对栅线电极印刷宽度等形貌影响也比较大，影响光生载流子的传输效果，造成同批次或不同批次之间的太阳能电池效率的明显差异。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种印刷刮刀装置和一种丝网印刷设备。
为了实现上述目的，本发明的第一方面，提供了一种印刷刮刀装置，包括：
固定件；
刮刀，与所述固定件连接；
配重件，可移动地设置在所述固定件上，以调整所述刮刀的印刷角度，以使得所述刮刀对网版施加的垂直方向的印刷压力满足预设印刷压力。
可选地，还包括弹性件，所述弹性件的第一端与所述配重件连接，所述弹性件的第二端与所述固定件连接。
可选地，所述弹性件为弹簧。
可选地，所述弹性件为橡皮筋。
可选地，所述固定件的第一端与所述刮刀连接，所述固定件的第二端与所述弹性件的第二端连接。
可选地，还包括滑轨，所述滑轨设置在所述固定件上，所述配重件可沿所述滑轨滑动。
可选地，所述滑轨的纵截面呈矩形、三角形和弧形中的任意一种。
本发明的第二方面，提供了一种丝网印刷设备，包括前文记载的所述的印刷刮刀装置。
可选地，还包括：
印刷机台，用于承载印刷衬底；
网版，设置在所述印刷衬底背离所述印刷机台的一侧；
印刷头，可移动地设置在所述网版上方；
驱动机构，驱动所述印刷头在所述网版上方移动；其中，
所述印刷刮刀装置位于所述网版背离所述印刷衬底的一侧，所述固定件与所述印刷头连接，并且，所述固定件在印刷过程中可沿预定方向相对所述印刷头转动。
可选地，所述固定件通过单向轴承与所述印刷头连接。
本发明的印刷刮刀装置和丝网印刷设备，除了包括固定件和刮刀以外，还设置有配重件，在刮刀出现异常状况时，配重件便会在固定件上向下移动，配重件对固定件施加作用力，使得固定件可以微调角度，从而可以使得刮刀的印刷角度改变，配重件移动增加了刮刀对网版施加的垂直方向的印刷压力，补偿了磨损带来的刮刀受到网版垂直向上的作用力的变化，也即减小了刮刀对网版垂直方向施加的印刷压力的变化，使刮刀对网版施加的垂直方向的印刷压力可以趋于恒定，以使得刮刀对网版施加的垂直方向的印刷压力可以满足预设印刷压力，从而可以保证每一次印刷的可重复性和一致性，减少因刮刀而造成的相关的印刷产品缺陷，维持同批次或不同批次产品之间的印刷稳定性，提高太阳能电池印刷产品的可靠性和良率。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为本发明第一实施例中印刷刮刀装置处于正常印刷条件下的结构示意图；
图2为本发明第二实施例中印刷刮刀装置处于异常印刷条件下的结构示意图；
图3为本发明第三实施例中印刷刮刀装置处于正常印刷条件和异常印刷条件下的受力分析示意图；
图4为丝网印刷设备的原理示意图。
附图标记说明
100：印刷刮刀装置；
110：固定件；
120：刮刀；
130：配重件；
140：弹性件；
150：滑轨；
200：丝网印刷设备；
210：印刷机台；
220：网版；
230：印刷油墨；
300：印刷衬底。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
如图1和图2所示，本发明的第一方面，涉及一种印刷刮刀装置100，该印刷刮刀装置100包括固定件110、刮刀120和配重件130。刮刀120与固定件110连接，例如，如图1所示，刮刀120可以与固定件110的端部(如图1中所示的固定件110的下端)连接。配重件130可移动地设置在固定件110上，以调整刮刀120的印刷角度，从而可以使得刮刀120对网版施加的垂直方向的印刷压力趋于恒定，以使得刮刀120对网版施加的垂直方向的印刷压力满足预设印刷压力。
具体地，如图1所示，随着印刷次数的增多，刮刀120对网版的印刷压力、配合度发生变化或刮刀120状态异常时，此时，配重件130便会在固定件110上向下移动，配重件130对固定件110施加作用力，使得固定件110可以微调角度，从而可以使得刮刀120的印刷角度改变，配重件130移动增加了刮刀120对网版施加的垂直方向的印刷压力，补偿了磨损带来的刮刀120受到网版垂直向上的作用力的变化，也即减小了刮刀120对网版垂直方向施加的印刷压力的变化，使刮刀120对网版施加的垂直方向的印刷压力可以趋于恒定，从而可以保证每一次印刷的可重复性和一致性，减少因刮刀120而造成的相关的印刷产品缺陷，维持同批次或不同批次产品之间的印刷稳定性，提高太阳能电池印刷产品的可靠性和良率。
需要说明的是，对于配重件130的具体结构并没有做出限定，例如，该配重件130可以呈块状结构，或者，该配重件130也可以呈板状结构等等。
进一步需要说明的是，对于如何实现配重件130在固定件110上移动并没有做出限定，例如，可以依靠配重件130自身重力的作用下，使得其沿固定件110移动等等。
如图1所示，印刷刮刀装置100还包括弹性件140，该弹性件140的第一端与配重件130连接，弹性件140的第二端与固定件110连接。
具体地，如图1所示，当刮刀120出现异常，刮刀120对网版所施加的印刷压力会改变，此时，配重件130便可以在固定件120上向下移动，由于配重件130与弹性件140连接，因此，配重件130带动弹性件140发生拉伸变形。
需要说明的是，对于弹性件140的具体结构并没有做出限定，例如，该弹性件140可以是弹簧，或者，该弹性件140也可以是橡皮筋，当然，该弹性件140也可以是其他具有弹性功能的器件。在本例中，弹性件140优选地可以选用弹簧，这是因为，弹簧结构简单，制作成本低，并且，弹簧还具有优异的弹性形变能力。
如图1所示，固定件110的第一端与刮刀120连接，固定件110的第二端与弹性件140的第二端连接。当然，固定件110的第一端也可以与弹性件140的第二端连接，固定件110的第二端可以与刮刀120连接。也就是说，如图1所示，只要保证弹性件140和刮刀120分设于固定件110的两个相对的端部即可。
如图1所示，印刷刮刀装置100还包括滑轨150，其中，该滑轨150设置在固定件110上，配重件130可沿滑轨150滑动。
具体地，如图1所示，当刮刀120出现异常，刮刀120对网版所施加的印刷压力会改变，此时，配重件130便可以在滑轨150上向下移动，从而带动弹性件140发生拉伸变形，并且，借助配重件130向固定件110施加的压力，使得固定件110的角度发生微调，从而使得刮刀120的印刷角度发生微调，配重件130移动增加了刮刀120对网版施加的印刷压力，补偿了磨损带来的刮刀120受到网版垂直向上的作用力的变化，也即减小了刮刀120对网版垂直方向施加的印刷压力的变化，使刮刀120对网版施加的垂直方向的印刷压力可以趋于恒定。
本实施例的印刷刮刀装置100，通过在固定件110上设置供配重件130滑动的滑轨150，这样，一方面，可以有效限定配重件130的滑动轨迹，不至于配重件130在固定件110上发生大角度偏移，另一方面，通过合理设置滑轨150的摩擦因数，可以确保配重件130在滑轨150上平稳滑动。
需要说明的是，对于滑轨150的具体结构并没有做出限定，例如，滑轨150的纵截面可以呈矩形，或者，滑轨150的纵截面也可以呈三角形，再或者，滑轨150的形状也可以呈弧形等等。
下文对印刷刮刀装置100的作用原理进行更为详细的阐述。
如图1-图3所示，印刷刮刀装置100处于正常印刷条件，此时，刮刀120与竖直方向的印刷角度为θ1，配重件130处于平衡状态，对配重件130进行受力分析，如图1所示，配重件130自身重力为F3(该值恒定)，配重件130受到固定件110的支撑力F1，配重件130受到弹簧的拉力F2，因设置滑轨，固定件110对配重件130的摩擦力可以忽略不计，此时，刮刀120受到网版垂直向上的作用力F5。当刮刀磨损时，假设没有配重件130或者配重件130未发生移动(即还在原位置)，刮刀120受到网版垂直向上的作用力F相较F5变小或变为0。本发明，在固定件110上设置配重件130，当刮刀120磨损时，配重件130的受力发生变化，变化的力Δf＝f(F3,θ1,F1,F2)，θ1变小，Δf增加，配重件130在滑轨150内向下移动，对固定件110施加压力，使得固定件110顺时针(如图3所示的顺时针方向)转动Δθ角度，此时，刮刀120的印刷角度变为θ2，刮刀120受到网版垂直向上的作用力F增加(如印刷角度变为θ2时，刮刀120受到网版垂直向上的作用力为F4)，即配重减小了磨损带来的刮刀120受到网版垂直向上的作用力的变化，也即减小了刮刀120对网版垂直方向施加的印刷压力的变化，有利于改善印刷的可重复性和一致性，减少因刮刀而造成的相关的印刷产品缺陷，维持同批次或不同批次产品之间的印刷稳定性，提高太阳能电池印刷产品的可靠性和良率。
本发明的第二方面，如图4所示，提供了一种丝网印刷设备200，包括前文记载的印刷刮刀装置100，印刷刮刀装置100的具体结构可以参考前文相关记载，在此不作赘述。
本实施例的丝网印刷设备200，具有前文记载的印刷刮刀装置100，在刮刀120出现异常状况时，可以利用所设置的配重件130对刮刀120的印刷角度进行微调，并且，利用配重件130自身重力一定，使刮刀120对网版施加的垂直方向的印刷压力趋于恒定，从而可以保证每一次印刷的可重复性和一致性，减少因刮刀120而造成的相关的印刷产品缺陷，维持同批次或不同批次产品之间的印刷稳定性，提高太阳能电池印刷产品的可靠性和良率。
如图4所示，丝网印刷设备200还包括印刷机台210、网版220印刷头(图中并未示出)以及驱动机构(图中并未示出)。印刷机台210用于承载印刷衬底300。网版220设置在印刷衬底300背离印刷机台210的一侧。印刷头在驱动机构的驱动下可在印刷机台上移动。印刷刮刀装置100位于网版220背离印刷衬底300的一侧，且刮刀120与网版220之间填充有印刷油墨230，固定件110与印刷头连接，并且，固定件110在印刷过程中可沿预定方向相对印刷头转动。
具体地，结合图1和图4，为了实现正常印刷功能，必须确保刮刀120对网版施加的垂直方向的印刷压力可以趋于恒定，这就要求固定件110在顺时针(图1中的顺时针方向)旋转时无限制，这样在刮刀120出现异常状况时，配重件130可向下移动，使得固定件110可以沿顺时针方向产生角度变化，从而确保刮刀120对网版施加的垂直方向的印刷压力可以趋于恒定，但是，固定件110不能逆时针旋转。在此需要说明的是，对于如何实现固定件110仅沿顺时针方向旋转并没有做出限定，例如，固定件110可以通过单向轴承与印刷头连接，这样，通过所设置的单向轴承，可以实现固定件110相对印刷头仅能够顺时针旋转，不能够逆时针旋转。此外，也可以在固定件110和印刷头之间设置棘轮的结构，该棘轮仅允许固定件110顺时针旋转。当然，除此以外，固定件110还可以通过其他机械结构来实现仅沿顺时针旋转。
具体地，如图1和图4所示，在组装和使用上述结构的丝网印刷设备200时，首先，安装网版220、印刷刮刀装置100、在网版220前端加入印刷油墨230，再将印刷衬底300放置在印刷机台210上，之后，调整刮刀120位置，选择一定的刮刀角度作为正常印刷角度，之后，在印刷控制系统中设置丝网印刷参数值，监控印刷效果正常印刷。最后，随着连续生产，印刷次数增加，刮刀120向网版220施加的垂直方向的印刷压力发生改变时，配重件130便会沿滑轨150向下移动，配重件130对固定件110施加作用力，使得固定件110可以微调角度，从而可以使得刮刀120的印刷角度改变，配重件130移动增加了刮刀120对网版施加的印刷压力，补偿了磨损带来的刮刀120受到网版垂直向上的作用力的变化，也即减小了刮刀120对网版垂直方向施加的印刷压力的变化，使刮刀120对网版施加的垂直方向的印刷压力可以趋于恒定，从而可以有效控制印刷压力和印刷透墨量等关键印刷参数，改善印刷效果，降低同批次或不同批次产品之间的印刷差异，提高印刷过程的可靠性和稳定性。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种印刷刮刀装置，其特征在于，包括：
固定件；
刮刀，与所述固定件连接；
配重件，可移动地设置在所述固定件上，以调整所述刮刀的印刷角度，以使得所述刮刀对网版施加的垂直方向的印刷压力满足预设印刷压力。
2.根据权利要求1所述的印刷刮刀装置，其特征在于，还包括弹性件，所述弹性件的第一端与所述配重件连接，所述弹性件的第二端与所述固定件连接。
3.根据权利要求2所述的印刷刮刀装置，其特征在于，所述弹性件为弹簧。
4.根据权利要求2所述的印刷刮刀装置，其特征在于，所述弹性件为橡皮筋。
5.根据权利要求2所述的印刷刮刀装置，其特征在于，所述固定件的第一端与所述刮刀连接，所述固定件的第二端与所述弹性件的第二端连接。
6.根据权利要求1至5中任意一项所述的印刷刮刀装置，其特征在于，还包括滑轨，所述滑轨设置在所述固定件上，所述配重件可沿所述滑轨滑动。
7.根据权利要求6所述的印刷刮刀装置，其特征在于，所述滑轨的纵截面呈矩形、三角形和弧形中的任意一种。
8.一种丝网印刷设备，其特征在于，包括权利要求1至7中任意一项所述的印刷刮刀装置。
9.根据权利要求8所述的丝网印刷设备，其特征在于，还包括：
印刷机台，用于承载印刷衬底；
网版，设置在所述印刷衬底背离所述印刷机台的一侧；
印刷头，可移动地设置在所述网版上方；
驱动机构，驱动所述印刷头在所述网版上方移动；其中，
所述印刷刮刀装置位于所述网版背离所述印刷衬底的一侧，所述固定件与所述印刷头连接，并且，所述固定件在印刷过程中可沿预定方向相对所述印刷头转动。
10.根据权利要求9所述的丝网印刷设备，其特征在于，所述固定件通过单向轴承与所述印刷头连接。
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