CN113881927A - 镀膜设备以及镀膜机构 - Google Patents

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CN113881927A CN202111105649.6A CN202111105649A CN113881927A CN 113881927 A CN113881927 A CN 113881927A CN 202111105649 A CN202111105649 A CN 202111105649A CN 113881927 A CN113881927 A CN 113881927A
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吴兴华
张鹤
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黄伟
王亨
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Abstract

本申请公开了一种镀膜设备以及镀膜机构，该镀膜设备包括：镀膜机构，包括第一炉管、第二炉管以及第三炉管，第一炉管、第二炉管分别用于在基板的第一表面依次形成第一膜层、第二膜层，第三炉管用于在第二炉管形成第二膜层后，在基板的第二表面形成第三膜层，其中，第二膜层与第三膜层的形成时间相等且均是第一膜层的形成时间的第一整数倍，第二炉管与第三炉管的数量相等且均是第一炉管的数量的第二整数倍，第一整数与第二整数相等；翻面机构，用于在第二炉管形成第二膜层后，将基板进行翻面；传送机构，用于将基板在镀膜机构和翻面机构之间传送。本申请的镀膜设备能够实现双面镀膜，提高镀膜的生产效率。

Description

镀膜设备以及镀膜机构
技术领域
本申请涉及镀膜技术领域，特别是涉及一种镀膜设备以及镀膜机构。
背景技术
随着太阳发电的普及，太阳电池片需求量越来越大，因此对太阳电池片的生产要求越来越高。
镀膜工序是太阳电池片生产中一项重要的工序，在现有工艺下，当太阳电池片正、反表面均需要镀膜时，太阳电池片需要途径两个或三个镀膜站点，且站点之间需要通过自动化导航小车(AGV)或者人工的方式输送电池片。这种方案存在太阳电池片生产效率低下，且太阳电池片划伤风险较高等缺陷。
发明内容
本申请提供一种镀膜设备以及镀膜机构，能够实现双面镀膜，提高镀膜的生产效率。
本申请实施例第一方面提供一种镀膜设备，所述镀膜设备包括：镀膜机构，包括第一炉管、第二炉管以及第三炉管，所述第一炉管、所述第二炉管分别用于在基板的第一表面依次形成第一膜层、第二膜层，所述第三炉管用于在所述第二炉管形成所述第二膜层后，在所述基板的第二表面形成第三膜层，其中，所述第二膜层与所述第三膜层的形成时间相等且均是所述第一膜层的形成时间的第一整数倍，所述第二炉管与所述第三炉管的数量相等且均是所述第一炉管的数量的第二整数倍，所述第一整数与所述第二整数相等；翻面机构，用于在所述第二炉管形成所述第二膜层后，将所述基板进行翻面；传送机构，用于将所述基板在所述镀膜机构和所述翻面机构之间传送。
本申请实施例第二方面提供一种镀膜机构，包括第一炉管、第二炉管以及第三炉管，所述第一炉管、所述第二炉管分别用于在基板的第一表面依次形成第一膜层、第二膜层，所述第三炉管用于在所述第二炉管形成所述第二膜层后，在所述基板的第二表面形成第三膜层，其中，所述第二膜层与所述第三膜层的形成时间相等且均是所述第一膜层的形成时间的第一整数倍，所述第二炉管与所述第三炉管的数量相等且均是所述第一炉管的数量的第二整数倍，所述第一整数与所述第二整数相等。
有益效果是：本申请设置镀膜设备中分别用于形成第一膜层、第二膜层以及第三膜层的第一炉管、第二炉管和第三炉管的数量满足一定的要求，使得既可以同时在基板的正面和背面镀膜，也能够降低工艺的等待时间，也就是说，本申请的镀膜设备既可以减少基板在镀膜过程中经历的站点，减少基板的输送，降低划伤的风险，同时也能够提高生产效率。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。其中：
图1是本申请镀膜设备一实施方式的结构框架示意图；
图2是图1中镀膜机构的结构示意图；
图3是现有技术中PERC电池片的结构示意图；
图4是现有技术中TOPCon电池片的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性的劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
参阅图1和图2，图1是本申请镀膜设备一实施方式的结构框架示意图，图2是图1中镀膜机构的结构示意图，该镀膜设备1000包括镀膜机构1100、翻面机构1200、传送机构(图未示)以及拍舟机构1300。
镀膜机构1100包括第一炉管1110、第二炉管1120以及第三炉管1130。第一炉管1110、第二炉管1120分别用于在基板的第一表面依次形成第一膜层、第二膜层，第三炉管1130用于在第二炉管1120形成第二膜层后，在基板的第二表面形成第三膜层，也就是说，在电镀过程中，第一炉管1110先在基板的第一表面形成第一膜层，然后第二炉管1120在第一膜层背离基板一侧形成第二膜层，接着第三炉管1130在基板的第二表面形成第三膜层。其中，基板可以是用于生产太阳电池片的基板，也可以是用于生产电路板的基板，总而言之，基板可以是任何一个可以采用电镀工艺在其上形成膜层的基板。其中为了便于说明，以下均以基板是用于生产太阳电池片的基板为例进行说明。
可以理解的是，在镀膜过程中，基板依次进入第一炉管1110、第二炉管1120以及第三炉管1130。
同时第二膜层与第三膜层的形成时间相等且均是第一膜层的形成时间的第一整数倍。其中，第一膜层、第二膜层、第三膜层的材料相同，第二膜层与第三膜层的厚度相同且均是第一膜层的厚度的第一整数倍，使得第二膜层与第三膜层的形成时间相等且均是第一膜层的形成时间的第一整数倍，或者，第二膜层、第三膜层的材料相同，而与第一膜层的材料不同，使得第二膜层与第三膜层的形成时间相等且均是第一膜层的形成时间的第一整数倍。
同时第二炉管1120、第三炉管1130的数量相等且均是第一炉管1110的第二整数倍，且第二整数与第一整数相等。也就是说，假设第二材料层、第三材料层的形成时间是第一材料层的N倍，则第二炉管1120、第三炉管1130的数量是第一炉管1110的N倍，其中，N为整数。
其中，第一炉管1110、第二炉管1120以及第三炉管1130的配合使用过程可以参见下文。
在一应用场景中，当基板是用于生产太阳电池片的基板，且第一膜层为氧化铝(AlOx)膜层，第二膜层、第三膜层为氮化硅(SiNx)膜层时，由于氮化硅膜层的形成时间是氧化铝膜层的2倍，因此第二炉管1120、第三炉管1130的数量是第一炉管1110的两倍，例如在图2应用场景中，第一炉管1110的数量是一个，第二炉管1120、第三炉管1130的数量是两个。
在本实施方式中，第一炉管1110、第二炉管1120以及第三炉管1130依次间隔设置，也就是说，沿着设置方向，先是第一炉管1110，然后是第二炉管1120，最后是第三炉管1130。在一应用场景中，如图2所示，第一炉管1110、第二炉管1120以及第三炉管1130沿着从下到上的方向依次间隔设置。
继续参阅图2，镀膜设备1000还包括冷却位1140，用于在基板离开镀膜机构1100之前，降低基板的温度，具体地，任何一个离开镀膜机构1100的基板均需要放在冷却位1140中进行冷却。其中，利用冷却位1140对基板进行冷却的原因在于：镀膜过程中的温度很高，因此经过镀膜的基板的温度也很高，为了避免基板温度高而导致后续与基板接触的机构受热变形或损坏，因此在基板离开镀膜机构1100之前，均需要对基板进行冷却。
继续参阅图2，每个第二炉管1120、第三炉管1130均存在对应的冷却位1140，其中，冷却位1140与第二炉管1120、第三炉管1130的配合使用可参见下文。
需要说明的是，在其他实施方式中，第二炉管1120、第三炉管1130也可以共用一个冷却位1140。
继续参阅图2，镀膜机构1100还包括缓存位1150，缓存位1150对应第一炉管1110设置，用于放置从第一炉管1110出来的基板。
具体地，从第一炉管1110中出来的基板先被放置在缓存位1150上，然后待将新的基板送入第一炉管1110中以及第二炉管1120中的基板取出后，放置在缓存位1150上的基板再被放置在第二炉管1120中。
此时整个过程为：从第一炉管1110中出来的基板先被放置在缓存位1150上，然后将新的基板送入第一炉管1110中，以及将第二炉管1120中加工完毕的基板取出后，将缓存位1150上的基板放置在第二炉管1120中。从该过程可以看出，在整个过程中，第一炉管1110、第二炉管1120始终不会处于空闲状态，从而能够提高镀膜过程的效率。
以上对镀膜机构1100的结构进行了介绍，继续参阅图1，下面介绍镀膜设备1000中的其他部分。
翻面机构1200用于在第二炉管1120形成第二膜层后，将基板进行翻面。具体地，在形成第二膜层后，需要利用翻面机构1200将从第二炉管1120中出来的基板进行翻面，然后经过翻面后的基板才能送入第三炉管1130，最后形成第三膜层。在一应用场景中，翻面机构1200包括插卸片机器人，此时该插卸片机器人除了能够将基板进行翻面后，还可以将基板从花篮导入石墨舟(用于在镀膜设备1000中承载基板，是承载基板的载具，当然也可以替换为其他载具)，或者将石墨舟导入花篮中。
传送机构用于将基板在镀膜机构1100和翻面机构1200之间传送。具体地，利用传送机构将从第二炉管1120中出来的基板输送至翻面机构1200，在翻面机构1200将基板进行翻面后，传送机构再将翻面后的基板输送至第三炉管1130。其中，传送机构可以是传送皮带，也可以是传送滚轮，在此不做限制。
拍舟机构1300设置在翻面机构1200与镀膜机构1100之间，用于在基板进入镀膜机构1100之前，拍打承载基板的石墨舟(在其他实施方式中，石墨舟也可以替换为其他用于承载基板的载具)，使得基板落在石墨舟的预设位置上。具体地，处于镀膜设备1000中的基板始终由石墨舟承载，当采用自动化设备(例如插卸片机器人)或者人工的方式将基板放置在石墨舟上时，一开始基板可能并不会十分准确地落在石墨舟上的预设位置，这会对后续镀膜的精度存在影响，因此在基板进入镀膜机构1100之前，采用拍舟机构1300拍打石墨舟，保证基板落在准确的位置上，保证后续镀膜的精度。
同时为了进一步提高镀膜的生产效率，如图1所示，在镀膜设备1000中，镀膜机构1100的数量为两个以上(图1中以镀膜机构1100的数量为两个进行说明)，且每个镀膜机构1100均对应设置有翻面机构1200、传送机构以及拍舟机构1300。其中，在镀膜过程中，镀膜机构1100之间相互之间不影响，每个镀膜机构1100对应的生产线(对应的翻面机构1200、传送机构、拍舟机构1300)都是独立存在的，与其他镀膜机构1100对应的生产线之间不存在任何影响。
继续参阅图1，为了减少设备的占地面积，镀膜机构1100与对应的翻面机构1200沿第一方向设置，两个以上的镀膜机构1100沿着与第一方向垂直的第二方向设置，两个以上的镀膜机构1100对应的翻面机构1200也沿着第二方向设置，其中，相邻两个镀膜机构1100接触连接，而相邻两个翻面机构1200之间设有维护通道1201。
具体地，相邻两个镀膜机构1100接触连接指的是，相邻两个镀膜机构1100的壳体直接接触连接，两者之间不存在任何通道，从而可以减小占地空间。
而相邻两个翻面机构1200之间设有的维护通道1201可供维修人员进入，而进入维护通道1201的维修人员既可以对相邻的翻面机构1200进行维护，也可以对邻近的镀膜机构1100进行维护。
下面以在基板的第一表面上依次形成氧化铝(AlOx)膜层、氮化硅(SiNx)膜层，在第二表面上形成氮化硅(SiNx)膜层，对镀膜设备1000的加工过程进行说明：
其中，为了便于说明，将依次被镀膜设备1000镀膜的基板分别定义为第一基板、第二基板、第三基板、第四基板……，以此类推，以及将一个第一炉管1110、两个第二炉管1120、二个第三炉管1130分别定义为炉管A、炉管B、炉管C、炉管D以及炉管E。
首先翻面机构1200中的插卸片机器人将进入镀膜设备1000的第一基板从花篮导片至石墨舟，然后通过传送机构将承载有第一基板的石墨舟输送至镀膜机构1100中的炉管A。
在炉管A在形成AlOx膜层后，通过桨将从炉管A中出来的第一基板搬运至炉管B进行工艺镀膜，其中，在将第一基板从炉管A搬出后，还会将后面进入镀膜机构1100的第二基板搬运至炉管A。
当在第二基板上形成AlOx膜层后，此时由于AlOx膜层和SiNx膜层加工时间的关系，第一基板还处于炉管B中加工，炉管B处于占用状态，则将第二基板送入炉管C中加工。其中，在将第二基板从炉管A中搬出后，还会将后面进入镀膜机构1100的第三基板搬运至炉管A。
然后当第二炉管1120中的第一基板加工完成后，传送机构将承载有第一基板的石墨舟输送至翻面机构1200处，此时翻面机构1200(例如插卸片机器人)将第一基板在石墨舟中进行翻面，且翻面完成后，传送机构再将承载有第一基板的石墨舟送入炉管D加工SiNx膜层。
而第二基板在炉管C中加工完毕后，其在经历与第一基板相同的经历后，被送入炉管E加工SiNx膜层。
在第一基板在炉管D中加工完成后，传送机构将其传送至插卸片机器人后，插卸片机器人将其导片至花篮，至此完成对第一基板的镀膜过程。在一应用场景中，在第一基板离开镀膜设备1000之前，还会对第一基板进行AOI(Automated Optical Inspection，自动化光学检测)检测，以挑拣出残次品。
第二基板在炉管E中加工完毕后，其在经历与第一基板相同的经历后，完成镀膜过程。其中，在上述过程中，基板在离开镀膜机构1100之前，均需要进入冷却位1140中进行冷却，其中，自炉管B离开镀膜机构1100的基板进入与炉管B对应的冷却位1140冷却，自炉管C离开镀膜机构1100的基板进入与炉管C对应的冷却位1140冷却，自炉管D离开镀膜机构1100的基板进入与炉管D对应的冷却位1140冷却，自炉管E离开镀膜机构1100的基板进入与炉管E对应的冷却位1140冷却。
同时在上述过程中，承载自翻面机构1200进入镀膜机构1100的基板的石墨舟均会经历拍舟机构1300的拍打而保证落在石墨舟的准确位置上。
其中，第三基板、第四基板的经历可以根据第一基板、第二基板的经历类推，在此不再详述。
其中，如图3所示，采用上述的镀膜设备1000可以进行PREC电池片的镀膜制程(其中，PREC电池片包括基板10、材料为AlOx的ALD钝化层101、材料为SiNx的背面减反射层102、N+发射极103以及材料为SiNx的正面减反射层104)，且此时PREC电池片镀膜的新路线(采用本申请的镀膜设备1000进行镀膜后的路线)和原始路线的对比可参见下表1。
表1 PREC电池片镀膜的原始路线和新路线的对比
Figure BDA0003272205150000081
其中，如图4所示，采用上述的镀膜设备1000也可以进行TOPCon电池片的镀膜制程(其中，TOPCon电池片包括基板20、材料为SiOx的ALD隧道氧化层201、材料为Poly-Si的原位掺磷多晶硅层202、材料为SiNx的背面减反射层203、P+发射极204、材料为AlOx的ALD钝化层205以及材料为SiNx的正面减反射层206)，且此时TOPCon电池片镀膜的新路线(采用本申请的镀膜设备1000进行镀膜后的路线)和原始路线的对比可参见下表2。
表2 TOPCon电池片镀膜的原始路线和新路线的对比
Figure BDA0003272205150000082
从上述内容可以看出，本申请设置镀膜设备1000中分别用于形成第一膜层、第二膜层以及第三膜层的第一炉管1110、第二炉管1120和第三炉管1130的数量满足一定的要求，使得利用一台设备就可以同时在基板的正面和背面镀膜，也能够降低工艺的等待时间，从而可以减少基板在镀膜过程中经历的站点，减少基板的输送，降低划伤的风险，同时也能够提高生产效率。
其中，本申请还包括一种镀膜机构，其与上述任一项实施方式中的镀膜机构1100结构相同，具体可参见上述实施方式，在此不再赘述。
以上所述仅为本申请的实施方式，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种镀膜设备，其特征在于，所述镀膜设备包括：
镀膜机构，包括第一炉管、第二炉管以及第三炉管，所述第一炉管、所述第二炉管分别用于在基板的第一表面依次形成第一膜层、第二膜层，所述第三炉管用于在所述第二炉管形成所述第二膜层后，在所述基板的第二表面形成第三膜层，其中，所述第二膜层与所述第三膜层的形成时间相等且均是所述第一膜层的形成时间的第一整数倍，所述第二炉管与所述第三炉管的数量相等且均是所述第一炉管的数量的第二整数倍，所述第一整数与所述第二整数相等；
翻面机构，用于在所述第二炉管形成所述第二膜层后，将所述基板进行翻面；
传送机构，用于将所述基板在所述镀膜机构和所述翻面机构之间传送。
2.根据权利要求1所述的镀膜设备，其特征在于，所述第一炉管的数量为一个，所述第二炉管以及所述第三炉管的数量均为两个。
3.根据权利要求1所述的镀膜设备，其特征在于，所述第一炉管、所述第二炉管以及所述第三炉管依次间隔设置。
4.根据权利要求1所述的镀膜设备，其特征在于，所述镀膜机构还包括冷却位，用于在所述基板离开所述镀膜机构之前，降低所述基板的温度。
5.根据权利要求4所述的镀膜设备，其特征在于，每个所述第二炉管以及每个所述第三炉管均存在对应的所述冷却位。
6.根据权利要求1所述的镀膜设备，其特征在于，所述镀膜机构还包括缓存位，所述缓存位对应所述第一炉管设置，用于放置从所述第一炉管出来的所述基板。
7.根据权利要求1所述的镀膜设备，其特征在于，所述镀膜设备还包括：
拍舟机构，设置在所述翻面机构与所述镀膜机构之间，用于在所述基板进入所述镀膜机构之前，拍打承载所述基板的石墨舟，使得所述基板落在所述石墨舟的预设位置上。
8.根据权利要求1所述的镀膜设备，其特征在于，所述镀膜机构的数量为两个以上，每个所述镀膜机构均对应设置有所述翻面机构以及所述传送机构。
9.根据权利要求8所述的镀膜设备，其特征在于，所述镀膜机构与对应的所述翻面机构沿第一方向设置，所述两个以上的镀膜机构沿着与所述第一方向垂直的第二方向设置，所述两个以上的镀膜机构对应的所述翻面机构也沿着所述第二方向设置；
其中，相邻两个所述镀膜机构接触连接，而相邻两个所述翻面机构之间设有维护通道。
10.一种镀膜机构，其特征在于，包括第一炉管、第二炉管以及第三炉管，所述第一炉管、所述第二炉管分别用于在基板的第一表面依次形成第一膜层、第二膜层，所述第三炉管用于在所述第二炉管形成所述第二膜层后，在所述基板的第二表面形成第三膜层，其中，所述第二膜层与所述第三膜层的形成时间相等且均是所述第一膜层的形成时间的第一整数倍，所述第二炉管与所述第三炉管的数量相等且均是所述第一炉管的数量的第二整数倍，所述第一整数与所述第二整数相等。
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